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Journal Cover Irrigation and Drainage
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   Hybrid Journal Hybrid journal (It can contain Open Access articles)
     ISSN (Print) 1531-0353 - ISSN (Online) 1531-0361
     Published by John Wiley and Sons Homepage  [1603 journals]   [SJR: 0.413]   [H-I: 18]
    • Authors: Ludivine Pradeleix; Philippe Roux, Sami Bouarfa, Bochra Jaouani, Zohra Lili‐Chabaane, Veronique Bellon‐Maurel
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Most studies on the environmental performance of irrigation have focused on the water–food–energy nexus, i.e. relationships between food production, water consumption and energy. However, water and energy are not the only relevant indicators of the environmental performance of irrigation systems. Life cycle assessment (LCA) is a holistic method that is well suited to comprehensive assessment. This paper aims at using LCA to assess the environmental impacts of contrasted groundwater pumping systems in semi‐arid central Tunisia. In line with previous studies, our results confirm that for groundwater pumping, energy has the highest environmental impacts on human health, the ecosystem and resource depletion. Our work also highlights that along with pump efficiency, the type of power source must be considered when ranking pumping systems based on environmental performance. Indeed, diesel‐powered pumping systems are more harmful than electric pumps when electricity is generated from natural gas and diesel‐powered pump efficiency is low. However, the diesel pumping system becomes the best option when electricity is derived from coal and diesel‐powered pump efficiency exceeds 12%. Finally, water depletion has been shown of great importance in this study, and ongoing LCA improvements should facilitate a more comprehensive picture of these site‐specific impacts. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. La plupart des études sur la performance environnementale de l'irrigation ont mis l'accent sur le lien eau–alimentation–énergie, c'est à dire, les relations entre la production alimentaire, la consommation d'eau et d'énergie. Cependant, l'eau et l'énergie ne sont pas les seuls indicateurs pertinents de la performance environnementale des systèmes d'irrigation. L'Analyse du Cycle de Vie (ACV) est une méthode holistique adaptée à l'évaluation globale. Cet article vise à utiliser l'ACV pour évaluer les impacts environnementaux de systèmes contrastés de pompage d'eau souterraine, en zone semi‐aride, au centre de la Tunisie. En accord avec les études antérieures, nos résultats confirment que pour le pompage des eaux souterraines, c'est l'énergie qui domine les impacts environnementaux sur la santé humaine, les écosystèmes et l'épuisement des ressources. Notre travail met également en évidence que pour classer les systèmes de pompage selon leurs performances environnementales, il faut prendre en compte non seulement l'efficience du système de pompage mais aussi le type d'énergie utilisée. En effet, les systèmes de pompage alimentés au diesel sont plus nuisibles que les pompes électriques lorsque l'électricité est produite à partir du gaz naturel et que l'efficience de la pompe est faible. Cependant, le système de pompage alimenté au diesel devient la meilleure option dès lors que l'électricité est produite à partir de charbon et l'efficience de la pompe dépasse 12%. Enfin, les impacts sur l'épuisement en eau se sont révélés très importants dans notre cas d'étude et les avancées méthodologiques en cours permettront d'affiner la modélisation de ces impacts de type locaux. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-12-17T00:39:21.943903-05:
      DOI: 10.1002/ird.1865
    • Authors: Blair L. Stringam; Tony L. Wahl
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Setting and adjusting flow rates through turnout gates is a common task for canal operators and irrigators. When downstream flow measurement is available, the flow source is a relatively stable canal, and the turnout is controlled by a sluice gate for which flow rate is approximately proportional to gate opening, a simple ratio calculation can be used to estimate the change of gate position needed to reach a desired flow rate. This method can be used to estimate the next necessary manual gate adjustment or it can be incorporated into an automated ratio controller. The control method is analysed to demonstrate its stability and example applications are modelled to compare its performance to that of a typical proportional controller. The method generally performs as well as the proportional controller, with no need for empirical tuning. The one tuning parameter required by the method is the selection of a control cycle time. Cycle time is related to the settling time required for the canal reach between the turnout gate and the measurement device to attain equilibrium following a flow change. A design parameter for estimating a stable control cycle time is proposed. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. Un métier commun aux opérateurs de canaux est d'établir et régler les ouvrages de tête. Quand une mesure de débit est disponible en aval, quand le débit d'entrée est stable, et quand l'ouvrage est contrôlé par une vanne d'écoulement proportionnelle à son ouverture, on peut calculer simplement débit pour manœuvrer la vanne en fonction de l'écoulement désiré. On peut employer cette méthode pour la manœuvre manuelle de la vanne ou bien l'incorporer dans un mécanisme automatique radio‐piloté. L'analyse de la méthode démontre sa stabilité et les exemples utilisés sont modélisés pour faire la comparaison avec des systèmes de régulation typiques. En général la méthode fonctionne aussi bien que le système de régulation proportionnel mais sans besoin de réglage empirique. Le paramètre unique de réglage est le contrôle du temps de cycle. Le temps de cycle est le temps pour le niveau d'eau du canal pour se rétablir après un changement. Un paramètre de conception pour estimer ce temps de cycle est bien proposé dans cet article. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-12-17T00:38:16.474689-05:
      DOI: 10.1002/ird.1881
    • Authors: Kazem Shahverdi; Mohammad Javad Monem
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Automation is a main option for improving the flexibility of irrigation canals. Control systems are required for this task. The main element of the control systems is a control algorithm. There are different control algorithms which have been developed. Investigation of the developed algorithms showed they have some limitations in terms of accuracy and time. These limitations make the researchers develop and introduce new and better control algorithms. Reinforcement learning (RL), which is a branch of artificial intelligence systems, is a powerful control algorithm successfully applied in robot control and in industry. In this research, a mathematical model of the RL algorithm was developed to control water depth upstream of check structures. RL learns the map of water depth‐check structures adjustment by maximizing a reward function. To test the RL algorithm, a mathematical model of a flume was used. Different scenarios of inflow increase and decrease were simulated. System response time (SRT), maximum absolute error (MAE), and integral of absolute magnitude of error (IAE) indicators were used to evaluate RL. Results were obtained and analysed. Low depth variations and performance indicators were shown. The maximum values of SRT, MAE and IAE were obtained as 252 s, 3.07% and 0.152%, respectively. Results showed the RL algorithm is a beneficial control system and can be applied in irrigation canals. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. L'automatisation est une option principale pour améliorer la flexibilité des canaux d'irrigation. Elle requiert des systèmes de contrôle. L'élément principal de ces systèmes de commande est un algorithme de contrôle. Il existe différents algorithmes de contrôle; après enquête, il apparaît qu'ils ont tous des limitations en termes de précision et de temps, ce qui implique d'en rechercher de nouveaux et de meilleurs. L'apprentissage par renforcement (RL), qui est une branche des systèmes d'intelligence artificielle, est un algorithme de contrôle puissant appliqué avec succès dans le contrôle de robots et dans l'industrie. Dans cette recherche, le modèle mathématique du RL a été conçu pour contrôler la profondeur de l'eau en amont des ouvrages de contrôle. Le RL apprend la carte de l'ajustement des profondeurs d'eau aux ouvrages de contrôle en maximisant une fonction de récompense. Le RL a été testé avec un modèle mathématique de déversoir. Différents scénarios d'augmentation et de diminution ont été essayés. Le temps de réponse du système (SRT), l'erreur maximale absolue (MAE), l'intégrale de la magnitude de l'erreur absolue maximale (IAE) sont les indicateurs utilisés pour évaluer le RL. Les résultats ont été obtenus et analysés. Il y a eu peu de variations de profondeur et d'indicateurs de performance. Les valeurs maximales de SRT, MAE, et d'IAE ont été 252 s, 3.07% et 0.152%, respectivement. Les résultats ont montré que le RL est un système de commande bénéfique et peut être appliqué dans les canaux d'irrigation.
      PubDate: 2014-12-03T21:50:30.439667-05:
      DOI: 10.1002/ird.1876
    • Authors: Sorada Tapsuwan; Johannes Hunink, Francisco Alcon, Aafke N. Mertens‐Palomares, Alain Baille
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Successful uptake of modern irrigation techniques and farmer decision support tools are necessary to promote the sustainable use of water resources. However, many of these tools fail to receive sufficient uptake from farmers to have a significant impact on water saving. End‐user participation during tool development can increase the adoption rate as the tool becomes more usable. In the Segura River Basin of Spain, an irrigation advisory bulletin was designed to support farmers in their irrigation planning and scheduling. The bulletin was distributed to innovative farmers who are early adopters of modern irrigation technology. A formative evaluation procedure was applied to assess the acceptability of the bulletin against a number of non‐adoption criteria, including irrelevance, inflexibility, inaccessibility, lack of confidence and institutional and political barriers. Feedback from the pre‐ and post‐trial run surveys revealed that there were discrepancies between perceived and actual information needs by farmers, which include seasonal influences, water quality, salinity levels and crop life cycle. We demonstrate and argue the importance of assessing end‐user needs again after the implementation of the decision support system in order to limit the risk of non‐adoption. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. L'assimilation réussie des techniques d'irrigation modernes et des outils d'aide à la décision des agriculteurs sont nécessaires pour promouvoir l'utilisation durable des ressources en eau. Cependant, beaucoup de ces outils ne parviennent pas à recevoir une assimilation suffisante des agriculteurs pour avoir un impact significatif sur l'économie d'eau. La participation de l'utilisateur final au cours du développement de l'outil peut augmenter le taux d'adoption de l'outil, qui devient plus utilisable. Dans le bassin de la rivière Segura en Espagne, un bulletin d'alerte d'irrigation a été conçu pour aider les agriculteurs dans la planification la programmation de l'irrigation. Le bulletin a été distribué aux agriculteurs innovateurs qui sont les premiers à adopter la technologie d'irrigation moderne. Une procédure d'évaluation formative a été appliquée pour évaluer l'acceptabilité du bulletin contre un certain nombre de critères de non‐adoption, y compris la non‐pertinence, la rigidité, l'inaccessibilité, le manque de confiance et les obstacles institutionnels et politiques. Les retours d'information sur les enquêtes pré et post‐test de fonctionnement révèlent des divergences entre la perception et la réalité des besoins en information des agriculteurs, qui portent sur les influences saisonnières, la qualité de l'eau, les niveaux de salinité et le cycle de vie des cultures. Nous démontrons et soutenons l'importance d'évaluer les besoins de l'utilisateur final après la mise en œuvre d'un système d'aide à la décision afin de limiter le risque de non‐adoption. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-11-29T00:45:19.572185-05:
      DOI: 10.1002/ird.1887
    • Authors: Davie M. Kadyampakeni; Samson Kazombo‐Phiri, Bancy Mati, Isaac R. Fandika
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Agricultural water management interventions play a critical role in mitigating hunger during droughts and dry seasons in southern Africa. A study was conducted in Malawi to compare the performance of improved agricultural water management interventions with traditional water management practices to assess the performance of the interventions on crop yield and water use. The study used questionnaires and focused group discussions to collect data from farmers and key informants. The results showed significant gains using regulated surface irrigation compared with unregulated surface irrigation. The results showed that yield increases of 33 and 37% for onion and tomato respectively were obtained from wetland seepage irrigation compared with upland cultivation. Treadle pump irrigation increased crop production by 5–54% compared with water can irrigation. Treadle pumps also increased gross and net incomes by ≥12%, suggesting that farmers using the treadle pump were able to realize higher incomes across all crop enterprises compared with farmers using water cans. However, there is a dire need to improve the efficiency of the surface irrigation systems for rice production because the water applied was about two to three times the gross irrigation requirement which could result in environmental degradation through increased salinity and waterlogging. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. Les interventions dans la gestion des eaux agricoles jouent un rôle essentiel dans l'atténuation de la faim pendant les sécheresses et les saisons sèches de l'Afrique australe. Une étude a été menée au Malawi pour comparer la performance de l'amélioration des interventions de gestion des eaux agricoles aux pratiques de gestion traditionnelle sur des critères de rendement des cultures et d'utilisation de l'eau. L'étude a utilisé des questionnaires et des discussions de groupe ciblées pour collecter des données auprès des agriculteurs et des informateurs clés. Les résultats ont montré des gains importants dans le rendement des cultures, le revenu des agriculteurs et la productivité de l'utilisation de l'eau. Les résultats ont montré des gains significatifs en utilisant l'irrigation de surface régulée par rapport à l'irrigation de surface non régulée. Les résultats ont montré que les augmentations de rendement de 33 et 37% pour l'oignon et la tomate ont été respectivement obtenues sur les parcelles en zones humides par rapport à la culture sur les hautes terres. L'irrigation par la pompe à pédales a augmenté la production agricole de 5 à 54% par rapport à l'irrigation conventionnelle. Les pompes à pédales ont également augmenté les revenus bruts et nets par >12%, ce qui suggère que les agriculteurs utilisant la pompe à pédales ont pu réaliser des revenus plus élevés dans toutes les cultures par rapport aux agriculteurs qui utilisent des bidons d'eau. Cependant, il y a un besoin urgent d'améliorer l'efficacité des systèmes d'irrigation de surface pour la production de riz parce que l'eau appliquée était d'environ deux à trois fois le besoin d'irrigation, ce qui pourrait entraîner une dégradation de l'environnement par augmentation de la salinité et de l'excés d'eau. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-11-26T02:13:58.973379-05:
      DOI: 10.1002/ird.1886
    • Authors: Rong‐Song Chen; Kuo‐Liang Wang, Chia‐Ying Wu
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: The ecological engineering of rivers has been emphasized in recent years; however, scant attention has been focused on the ecological environments of paddy fields and irrigation canals. In this study, a paddy field in Yuanli Township, Miaoli County, Taiwan, was used as a test field. We improved the ecological corridor, ensuring the continuity of the irrigation canal and paddy field, thereby enabling a constant flow of water in the longitudinal section of the paddy field corridor to facilitate smooth upstream migration of fish. Fish could also migrate upstream in the lateral section of the paddy field. Subsequently, loach were used to assess the effect of an enhanced rock pile in a pool area of the simplified paddy fishway, and fish were allowed to migrate up and down the paddy field and irrigation canal. The results indicated that the difference in water levels (i.e. a bottleneck for creating an ecological corridor) was enhanced by the simplified paddy‐field fishway and enhanced rock pile. In addition, removing bottlenecks along the ecological corridor enabled fish and shrimp to migrate in the longitudinal and lateral directions. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. L'ingénierie écologique des cours d'eau a été mise en avant au cours des dernières années; cependant, peu d'attention a été portée aux les milieux écologiques des rizières et des canaux d'irrigation. Dans cette étude, une rizière dans le canton de Yuanli (comté de Miaoli, Taiwan) a été utilisée comme champ d'essai. Nous avons amélioré le corridor écologique, assuré la continuité du canal d'irrigation et des rizières, ce qui permet un flux constant d'eau dans la section longitudinale du couloir de rizière tout en facilitant la migration du poisson vers l'amont. Les poissons pouvaient aussi migrer en amont dans la section latérale de la rizière. Par la suite, des loches ont été utilisées pour évaluer l'effet d'un gabion dans une la zone de piscine de la passe à poissons simplifiée de la rizière, et les poissons ont ainsi pu migrer le long de la rizière et des canaux d'irrigation. Les résultats indiquent que la différence dans les niveaux d'eau (lié au goulet d'étranglement pour la création du corridor écologique) a été renforcée par la passe à poissons simplifiée de la rizière et améliorée par le gabion. En outre, la suppression des goulets d'étranglement le long du corridor écologique a permis aux poissons et aux crevettes de migrer dans les directions longitudinale et latérale. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-11-26T00:42:47.32217-05:0
      DOI: 10.1002/ird.1879
    • Authors: Tania E. Martínez‐Cruz; Donald C. Slack, Kimberly L. Ogden, Michael Ottman
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Reliable estimates of crop water use are essential to economic production of sweet sorghum under irrigated conditions. In Tucson, Arizona, USA, two planting dates, May 5th and June 15th, and four sweet sorghum varieties (M81E, ST, SM and A4) were evaluated to estimate crop coefficients (kc) based on the heat unit accumulation concept (GDD). One irrigation level at 50% depletion of available water capacity prior to irrigation and its effect on juice, biomass and ethanol yields was evaluated. Results show that it was possible to develop heat unit based kc´s for two day‐neutral varieties (ST and SM) and that they required 25% less water than the photo‐sensitive varieties. Peak crop coefficients were determined as 1.13, 1.05, 1.16 and 1.22 for M81E, ST, SM and A4. Results also showed that growing degree days accumulated to flowering were 2226 and 1759 GDD for ST and SM respectively. At a P‐value of 5% there were differences in crop water use, juice yields and bagasse production among treatments. For the May planting there was a slight effect on ethanol yields but no effect for the June planting, showing that regardless of the planting date and variety they are more likely to be similar. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. L'évaluation fiable de la consommation d'eau du sorgho doux est essentielle pour une production agricole économiquement viable sous irrigation. A Tucson, Arizona, Etats‐Unis, deux dates de plantation, le 5 mai et le 15 juin 2011, et quatre variétés de sorgho doux (M81E, ST, SM et A4) ont été évaluées pour estimer les coefficients culturaux (kc) en se basant sur le concept des degrés‐jours‐croissance (DJC). Un niveau de pré‐irrigation a été fixé à 50% de la réserve utile du sol, après évaluation sur la production de jus, de biomasse et d'éthanol. Le kc a pu être obtenu sur la base de DJC pour deux variétés non photosensibles (ST et SM); elles se sont par ailleurs révélées moins gourmandes en eau (−25%) que les variétés photosensibles. Les kc maximaux trouvés sont 1.13, 1.05, 1.16 et 1.22 pour M81E, ST, SM et A4, respectivement. Les résultats donnent les DJC nécessaires pour la floraison, soit 2226 et 1759 degrés‐jours pour ST et SM respectivement. Pour une valeur de P inférieure à 5%, les expérimentations ont bien montré une différence entre la consommation d'eau, le rendement du jus et le rendement de biomasse. Pour la plantation de mai, il y a eu un léger impact sur le rendement d'éthanol, alors qu'aucun effet n'est apparu pour la plantation de juin. Ceci montre qu'indépendamment de la variété et de la date de semis, les rendements sont similaires. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-11-24T02:01:02.88371-05:0
      DOI: 10.1002/ird.1882
    • Authors: Reza Lalehzari; Faride Ansari Samani, Saeed Boroomand‐nasab
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Evaluation procedures have been developed for effective design and management of irrigation systems. Furrow irrigation is one of the main types of applying water in the field. In the present study, a new procedure for field evaluation of water distribution in furrow irrigation is proposed. For this purpose, application efficiency (Ea), water requirement efficiency (Er), deep percolation (DP) and tail water ratio (TWR) have been introduced, based on the average of dimensionless infiltrated depth values in the four data groups. The relationships between coefficient of uniformity CU and distribution uniformity DU have been described by opportunity time values of each quarter and using the linear equation instead of the infiltration function. The proposed procedure was compared to existing methods by nine irrigation scenarios including three furrow length and three inflow rates. The results show that the evaluation indicators of furrow irrigation calculated with non‐dimensional parameters depend on opportunity time and new coefficients of the linear infiltration equation. Also, there was no observed significant difference on the suggested indice values and classical performance indicators. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. Des procédures d'évaluation ont été élaborées pour la conception et la gestion efficace des systèmes d'irrigation. L'irrigation à la raie est un des principaux systèmes d'irrigation. La présente étude propose une nouvelle procédure de terrain pour évaluer la distribution de l'eau dans un système d'irrigation à la raie. A cet effet, l'efficacité d'application (Ea), l'efficacité des besoins en eau (Er), l'infiltration profonde (DP) et les pertes en colature (TWR) ont été introduites sur la base de la moyenne de valeurs adimensionnelles de profondeurs infiltrées dans les quatre groupes de données. Les relations entre le coefficient d'uniformité, CU, et l'uniformité de distribution, DU, ont été décrites par les valeurs de temps d'opportunité de chaque quartile et en utilisant l'équation linéaire à la place de la fonction d'infiltration. La procédure proposée a été comparée aux méthodes existantes pour neuf scénarios d'irrigation, dont trois longueurs de sillons et trois taux d'entrée. Les résultats montrent que les indicateurs d'évaluation d'irrigation à la raie calculés avec des paramètres adimensionnels dépendent du temps d'opportunité et des nouveaux coefficients de l'équation linéaire d'infiltration. En outre, il n'a été pas été observé de différence significative entre les valeurs d'indices suggérées et les indicateurs de performance classiques. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-11-20T22:26:33.022652-05:
      DOI: 10.1002/ird.1877
    • Authors: A. Hassanoghli; S. Pedram
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: In this study, a gradient ratio test which is one of the methods used in the laboratory to evaluate the clogging potential of soil‐synthetic envelope systems was applied. For this purpose, two physical models of permeameters (designed by ASTM D‐5101) were used to carry out a series of permeability tests by applying water with different salinities and five different PLMs (pre‐wrapped loose material). To simulate real conditions, soil and water were collected from the Khorramshahr drainage project area located in Khuzestan province (south of Iran) which has been significantly encountering the common trouble of water and soil salinity. Therefore, saline drainage water (EC =22.2 dS m−1, SAR =26.27 (meq l−1)0.5) in comparison with low salinity water (EC =0.78 dS m−1, SAR =1.23 (meq l−1)0.5)) were considered in this research. Permeability tests were carried out at five different hydraulic gradients (1, 2.5, 5, 7.5, and 10) according to the standard method. Variations of system permeability and gradient ratios were investigated statistically as factorial experiments in the form of a randomized complete design. Based on the permeability test results, hydraulic conductivity and gradient ratio of all PLMs were susceptible to the salinity of the water utilized in permeability tests. Based on the results of all gradient ratios, the probability of clogging by applying saline water was higher. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. Dans cette recherche, le test du ratio de gradient (ASTM D‐5101) a été utilisé en laboratoire pour évaluer le potentiel de colmatage d'un système de filtration du sol/géosynthétique. A cette fin, deux modèles physiques de perméamètre (conçus selon la norme ASTM D‐ 5101) ont été utilisés pour faire une série d'essais de perméabilité en faisant varier le type de géosynthétique et la salinité de l'eau. L'étude a été réalisée sur le sol et l'eau qui ont été collectés depuis le sud de l'Iran (Khorramshahr) en utilisant cinq différents enrobages de PLM (géosynthétique non tissé lâche). Un point caractéristique de cette recherche est l'application d'eau de drainage avec une salinité élevée, qui est une difficulté commune à de nombreux projets de drainage dans le sud de l'Iran (EC =22.2 dS m−1, SAR =26.27 (meq l−1) 0.5) par rapport à l'application d'eau normale (EC =0.78 dS m−1, SAR =1.23 (meq l−1) 0.5)). Les essais de perméabilité ont été effectués à cinq gradients hydrauliques différents (1, 2.5, 5, 7.5, et 10). Les variations de débit, la conductivité hydraulique et le rapport de gradient (défini comme le rapport entre le gradient hydraulique dans le système de filtration du sol/géosynthétique au gradient hydraulique dans le sol seul) ont été mesurées et analysées de façon statique comme des plans d'expérience factoriels complets. Les résultats des tests de perméabilité montrent que le colmatage de l'enrobage géosynthétique croit avec à la salinité de l'eau. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-11-17T22:30:56.911691-05:
      DOI: 10.1002/ird.1880
    • Authors: Arash Tafteh; Hossein Babazadeh, Niaz Ali Ebrahimipak, Feridon Kaveh
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Optimization of irrigation water distribution is an important item for water management in irrigation networks. A linear programming model can have problems, for example when the objective function is based on only one goal. So some methods, for example modelling to generate alternatives (MGA), can improve results. This study presented a schedule for distributing irrigation water as well as an optimal cultivation pattern aiming at maximizing net profit on one side and water productivity (WP) on the other. Since the production function is the most important part of water distribution models, the best available production functions were checked and calibrated. The obtained results revealed that WP could be enhanced by 20–40% using the MGA technique. However, investigation of water shortage conditions showed that a 30–35% water deficit could result in an increase of WP by 54%. Thus, it could be argued that the most important matter in water management in irrigation networks is the simultaneous study of WP and water economic productivity (WEP). Considering both factors, a deficit of 30%, which results in a decrease of profit by 10%, was selected as the best alternative for the economic enhancement of WP in the Qazvin Plain. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. L'optimisation de la distribution de l'eau d'irrigation est l'élément important pour la gestion de l'eau dans les réseaux d'irrigation. Un modèle de programmation linéaire peut avoir quelques problèmes, quand, par exemple, la fonction objective est basée sur un seul but. Donc, une méthode, comme la modélisation pour générer des alternatives (MGA), peut amener une amélioration. Cette étude présente un calendrier pour la distribution de l'eau d'irrigation ainsi que d'un modèle de culture optimale visant à maximiser le bénéfice net d'un côté et la productivité de l'eau (WP) de l'autre. Puisque la fonction de production est la partie la plus importante de modèles de distribution d'eau, les meilleures fonctions de production disponibles ont été vérifiées et étalonnées. Les résultats obtenus ont révélé que WP pourrait être améliorée de 20–40 % en utilisant la technique MGA. Toutefois, l'enquête des conditions de pénurie d'eau a montré qu'un déficit en eau de 30–35% pourrait se traduire par l'augmentation de WP de 54%. Ainsi, on pourrait faire valoir que la question la plus importante dans la gestion de l'eau dans le réseau d'irrigation est l'étude simultanée de WP et l'efficacité économique de l'eau (WEP). Considérant les deux facteurs, un déficit de 30%, qui se traduit par la diminution du bénéfice de 10%, a été choisi comme la meilleure alternative pour le renforcement économique de WP à Qazvin Plain. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-09-24T00:10:08.535656-05:
      DOI: 10.1002/ird.1869
    • Authors: Luis González; Miguel Mejía
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Vinasse, a residual substance left after sugarcane alcohol distillation, is a mixture of water and organic compounds and can be used as a substitute for chemical fertilizers. Some alcohol industries in Mexico have adopted its utilization in the irrigation of sugarcane plantations. If vinasse percolates and reaches the groundwater, microbial degradation of the organic matter produces a sequence of redox reactions in which O2, NO3‐, Mn (IV), Fe (III), SO42‐ and CO2 are reduced. This causes problems with groundwater quality, because manganese and iron become soluble, causing the water to acquire a brown colour and bad taste. The aim of this study was determine the effect of ferti‐irrigation with vinasse over 50 years in the groundwater quality of an aquifer in east central Mexico. The results shows a shallow groundwater table (14 m) in the area where vinasse is used. The results also show reduction of oxygen, nitrate reduction and manganese reduction where vinasse is used for ferti‐irrigation. In fact, some wells exceed the maximum permissible limit for manganese established by Mexican standards. The primary cause of groundwater contamination is attributed to the dissolution of the manganese present in the soil, during the oxidation of organic matter introduced to the aquifer by deep percolation of irrigation water with vinasse. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. La vinasse est un produit provenant de la distillation de l'alcool de canne à sucre; c'est un mélange d'eau et de composés organiques. Il est utilisé comme engrais à cause de la grande quantité de matière organique et des éléments nutritifs qu'il contient. Si la vinasse percole et atteint la nappe phréatique, les microbes commencent à la dégrader pour produire une séquence de réactions d'oxydo‐réduction, qui produisent entre autres des oxydes réduits de fer et de manganèse. Cela provoque des problèmes dans la qualité des eaux souterraines, parce que l'eau acquiert ainsi une couleur brune et un mauvais goût. Le but de cette étude a été de déterminer l'impact sur la qualité de l'eau dans un aquifère mexicain du Centre Ouest sous contrainte d'utilisation de la vinasse de canne à sucre comme engrais. Il résulte que: dans les zones de l'aquifère où la vinasse a été utilisée comme engrais, il y a eu trois procédés d'oxydo‐réduction: réduction de l'oxygène, réduction du nitrate et réduction du manganèse. Ces processus ont rendu soluble le manganèse existant dans les minéraux du sol. Certains puits dépassent même la limite maximale autorisée par les normes mexicaines pour le manganèse. La principale cause de pollution des eaux souterraines par le manganèse est l'oxydation de la matière organique introduite dans l'aquifère par percolation profonde de l'eau d'irrigation mélangée à la vinasse. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-09-18T22:37:37.498662-05:
      DOI: 10.1002/ird.1873
    • Authors: Saleh M. Ismail; Magdi A. A. Mousa
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: A field experiment was conducted to study the effect of water regime (W), row spacing (RS) and plant density (D) on growth and productivity of tomato cv. 'Pito Pride' at the Agriculture Experimental Station of King Abdulaziz University. Two water regimes, W1 (70% of water requirement) and W2 (full water requirement) were studied. Under each water regime three row spacings (RS1, RS2, RS3) and two plant densities D1 (single plant per dripper) and D2 (two plants per dripper) were investigated. Results revealed that W1 reduced number of days to flowering and fruit setting, plant height, plant fresh weight and total yield, while it increased water productivity (WP). Decreasing RS increased water supply and total yield but decreased growth characteristics. D2 increased total yield by 122–168% and WP by 131–180% compared to D1. Interaction between the three variables investigated was significant for all assessed characteristics except fruit yield per plant, total fruit yield and WP. These characteristics were affected by the interaction between RS and D. The highest total yield and WP were obtained from the RS2‐D2 treatment. This treatment increased total yield per ha by 11–331% and WP by 12–300% compared with the maximum and minimum yield of other investigated treatments of both seasons. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. Une expérience sur le terrain a été réalisée pour étudier l'effet de régime de l'eau (W), l'écartement des rangs (RS) et la densité de plantation (D) sur la croissance et la productivité de (CV) de la tomate 'Pito Pride' à la station expérimentale d'agriculture de l'Université King Abdulaziz. Deux régimes des eaux, W1 (70% des besoins en eau) et W2 (exigence de pleine eau) ont été étudiés. Sous chaque régime d'eau, trois écartements de rangs (RS1, RS2, RS3) et deux densités de semis D1 (un seul pied/goutteur) et D2 (et deux pieds/goutteur) ont été étudiés. Les résultats ont révélé que W1 a réduit le nombre de jours à la floraison et à la nouaison, la hauteur de la plante, le poids frais de la plante et le rendement total, alors qu'il a augmenté la productivité de l'eau (WP). RS décroissant a augmenté l'approvisionnement en eau et le rendement total mais a diminué les caractéristiques de croissance. D2 a augmenté le rendement total de 122 à 168% et WP de 131 à 180% par rapport à D1. L'interaction entre les trois variables étudiées était significative pour toutes les caractéristiques évaluées, sauf la production de fruits / plante, le rendement total du fruit et WP. Ces caractéristiques ont été affectées par l'interaction entre RS et D. Le rendement total le plus élevé et WP a été obtenu par le traitement RS2‐D2. Ce traitement a augmenté le rendement total / ha de 11 à 331% et WP de 12 à 300% par comparaison aux valeurs maximales et minimales des autres traitements étudiés pour les deux saisons. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-09-17T06:41:24.549326-05:
      DOI: 10.1002/ird.1868
    • Authors: Xiaozhong Guo; Jian Pan, Ganguo Wu, Fanxiu Xue, Yuanqing Lu
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Using an overall document data comprehensive analysis system and a structure analysis, this study preliminarily classified technical indicators, structured the regulatory index database on construction of land reclamation, and explicated the information operation process and main content of land reclamation. From the perspective of module design, this article describes the most significant details about information query and release process, engineering construction quality monitoring and control, the land reclamation engineering acceptance process, and post‐project evaluation. From the perspective of user management, this article details the most significant features of the operation flow for the department of land and resources management, land reclamation obligations, and system management supervisors. Using the technology of Struts, Spring, and Hibernate, this article develops and designs the Land Reclamation Supervision Information System Alpha (LRSIS Alpha Version) and tests the interface and path, function, and performance of the system. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. Au cours de cette étude préliminaire nous avons procédé à l'analyse et structurelle d'un ensemble exhaustif de données documentées pour classer des indicateurs techniques, structurer l'indice de réglementation de la base de données de la base de constructions des aménagements, explicité le processus de l'information opérationnelle et le contenu principal du réaménagement des terres. Du point de vue de conception du module, cet article contient la partie principale de la requête de l'information et de sa libération, la surveillance et le contrôle de la qualité de construction de l'ingénierie de réaménagement des terres, son processus d'acceptation de l'ingénierie, et l'évaluation post‐projet. Du point de vue de la gestion des utilisateurs, cet article contient la partie principale des flux opérationnels pour le département de la gestion des terres et des ressources, les obligations de remise en état des terres, et les superviseurs de gestion du système. Grâce à la technologie de Struts + Spring + Hibernate, cet article développe et conçoit la version Alpha du système de supervision de la bonification des terres (Alpha Version LRSIS) et teste le, la fonction d'interface, le chemin, le fonctionnement et la performance du système. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-09-14T23:46:59.637404-05:
      DOI: 10.1002/ird.1864
    • Authors: Muhammad Latif; Zia‐ul Haq, Ghulam Nabi
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Irrigation system management in Pakistan is undergoing institutional reforms to implement participatory irrigation management (PIM) with the involvement of farmers. This study was undertaken to examine the impacts of institutional reforms by comparing the irrigation service delivery of Hakra 3‐R distributary operated by the provincial irrigation department, and Hakra 4‐R distributary operated by the farmers’ organization (FO). The present study is based on detailed analysis of 18 watercourses, 9 on each of the secondary canal (distributary). The investigations were focused on parameters such as delivery performance ratio (DPR), spatial coefficient of variation (CVS), temporal coefficient of variation (CVT), farmers’ net income and land and water productivities. Results of the study revealed that the 4‐R distributary has a relatively superior irrigation service delivery in comparison to the 3‐R distributary. Average net income, land and water productivities were higher on the 4‐R distributary than the 3‐R distributary. Based on the results of this study, it is concluded that the overall performance of the FO‐managed irrigation canal (4‐R) was better than the state‐managed canal (3‐R), but the performance of the former was also below expectations. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. La gestion du système d'irrigation au Pakistan connait des réformes institutionnelles pour introduire la gestion participative de l'irrigation (PIM) avec la participation des agriculteurs. Cette étude a été entreprise pour examiner les impacts des réformes institutionnelles en comparant la prestation de services d'irrigation de la branche Hakra 3‐R exploitée par le département de l'irrigation provincial et la branche Hakra 4‐R exploitée par l'organisation des agriculteurs (FO). La présente étude est fondée sur une analyse détaillée de 18 canaux: neuf cours d'eau sur chacune des deux branches. Les enquêtes ont porté sur des paramètres tels que le taux de livraison, le rendement (RMR), le coefficient de variation spatiale (CVS), le coefficient de variation temporelle (CVT), le revenu net des agriculteurs, les productivités des terres et de l'eau. Les résultats de l'étude a révélé que la branche 4‐R a une prestation de services d'irrigation relativement supérieure à celle de 3‐R. Le revenu net moyen, des terres et de l'eau productivité ont été plus élevés pour la branche 4‐R. Sur la base des résultats de cette étude, il est conclu que la gouvernance globale du canal d'irrigation géré FO (4‐R) était meilleure que celle du canal géré par l'Etat, (3‐R) mais la performance de ce dernier était également en deçà des attentes.
      PubDate: 2014-09-14T21:39:07.744104-05:
      DOI: 10.1002/ird.1871
    • Authors: Budi I. Setiawan; Arief Imansyah, Chusnul Arif, Tsugihiro Watanabe, Masaru Mizoguchi, Hisaaki Kato
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: The System of Rice Intensification (SRI) for improving rice production has been attracting worldwide attention for its relatively high yield and greater water productivity (WP). One distinctive characteristic of SRI paddy fields is maintaining groundwater level (GWL) close to the soil's surface as dynamic aerobic–anaerobic soil conditions enhance crop growth. We investigated the performance of SRI paddy rice when subjected to a gradual lowering of GWL to assess the consequences of this for yield, WP, and greenhouse gas (GHG) emissions. Intensive measurements of climate data, plant biomass, soil nutrients, and CH4 and N2O emissions were made in four plots with experimentally different GWLs. Statistical analysis was used to assess differences among the plots, and an artificial neural network (ANN) model was used to track and estimate CH4 and N2O based on measured GWL, soil pH, and soil temperature data. The results showed that a gradually decreasing GWL, as deep as 35 cm from the surface, was able to reduce GHG emissions, but it also produced lower yield and less WP, with correspondingly higher GHG per unit yield. In conclusion, maintaining GWL close to the soil surface would be the best practice for water management in the SRI paddy fields. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. Le Système de Riziculture Intensive (SRI) pour améliorer la production de riz a attiré l'attention dans le monde entier pour son rendement relativement élevé et sa plus grande productivité de l'eau (WP). Une caractéristique distinctive de rizières SRI est le maintient du niveau de la nappe phréatique (GWL) près de la surface du sol car l'alternance des conditions aérobie et anaérobie y favorise la croissance des cultures. Nous avons étudié la performance de riz paddy SRI lorsqu'il est soumis à un abaissement progressif de GWL pour évaluer les conséquences sur le rendement, WP, et les gaz à effet de serre (GES). Des mesures intensives de données sur le climat, la biomasse végétale, les nutriments du sol et les émissions de CH4 et N2O ont été faites dans quatre parcelles expérimentales pour différentes hauteurs de nappe. L'analyse statistique a été utilisée pour évaluer les différences entre les parcelles, et un réseau de neurones artificiels (ANN) a été mis en œuvre pour suivre et évaluer le CH4 et le N2O sur la base des mesures de GWL, de pH et de température du sol. Les résultats ont montré qu'une GWL progressivement décroissante jusque que 35 cm sous la surface, a réussi à réduire les émissions de GES, mais il a également produit un rendement plus faible et une moindre WP, et plus de GES par unité de rendement. En conclusion, le maintien de GWL près de la surface du sol serait la meilleure pratique pour la gestion de l'eau dans les rizières SRI. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-09-12T00:59:42.059519-05:
      DOI: 10.1002/ird.1866
    • Authors: Pravukalyan Panigrahi
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Efficient irrigation and drainage are a prerequisite for sustainable citriculture. Citriculture in vertisols often faces the twin problem of waterlogging in the rainy season and water shortage during the post‐rainy period, leading to suboptimal productivity and decline of citrus orchards in central India. With this in mind, the integrated impact of irrigation methods (drip and basin) and surface drainage (parallel trenches) was studied in citrus orchards of the region. Drip irrigation (DI) produced 23% higher fruit yield than basin irrigation (BI) under drainage. Drainage was an important consideration for both DI and BI. However, drainage was much more important for BI than DI to achieve higher fruit yield. Conjunctive use of DI and drainage (DID) reduced the soil and nutrient losses through runoff and produced 90% higher yield with better quality fruit, using 30% less irrigation water (171% improvement in irrigation water use efficiency) than BI without drainage. Citrus production with DID was also found to be economically superior to other treatments, generating more net return (INR 225 000 ha−1 yr−1)1 with higher benefit–cost ratio (5.2). Overall, the study demonstrates that adoption of DID could be a viable option for commercial citriculture on clay soil in water‐scarce central India. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. L'irrigation et le drainage efficace est la condition sine qua non pour l'agrumiculture durable. L'agrumiculture dans les vertisols est souvent confronté au double problème de l'exploitation de l'eau en saison des pluies et le manque d'eau pendant la période post‐pluies conduisant à une productivité sous‐optimale et le déclin des vergers d'agrumes dans le centre de l'Inde. Compte tenu de cela, l'impact intégré des méthodes d'irrigation (goutte à goutte et bassin) et le drainage de surface (des tranchées parallèles) a été étudiée dans le verger d'agrumes de la région. L'irrigation goutte à goutte (DI) a produit un rendement de fruits 23% de plus que l'irrigation du bassin (BI) en vertu de drainage. Le drainage était une considération importante pour les DI et BI. Cependant, le drainage était beaucoup plus important pour la BI de DI pour atteindre le rendement élevé en fruits. L'utilisation conjointe de DI et de drainage (DID) a réduit les pertes par ruissellement éléments nutritifs et a produit un rendement de 90% supérieur avec des fruits de meilleure qualité, avec 30% de moins d'eau d'irrigation (amélioration de 171% dans l'irrigation utilisation de l'eau) par rapport à BI sans drainage. La production d'agrumes avec DID a également été constaté économiquement supérieur à d'autres traitements, générant plus de revenu net (INR 225 000 ha −1 an−1) avec plus ratio avantages–coûts (5.2). Globalement, l'étude montre que l'adoption de DID pourrait être l'option viable pour l'agrumiculture commerciale sur le sol lourds du centre de l'Inde dans un contexte de rareté de l'eau. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-09-11T07:51:24.295072-05:
      DOI: 10.1002/ird.1870
    • Authors: Ponnambalam Rameshwaran; Akin Tepe, Attila Yazar, Ragab Ragab
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: The present study investigates the impact of using saline water on pepper crop yield and the application of a numerical model in predicting soil moisture and relative yield under saline irrigation conditions. In the greenhouse experimental study conducted in Antalya, Turkey, the effects of different irrigation regimes with salinity treatments using a drip irrigation system were investigated for two pepper varieties. The irrigation regimes consisted of four irrigation treatments with four salinity levels in two cropping seasons—spring 2011 and autumn 2011. The numerical model SALTMED was used and calibrated using measured soil moisture of a control experiment run during spring 2011. After the calibration, the model was validated using other experimental treatments during spring 2011 and all the experimental treatments in autumn 2011, with appropriate salinity stress parameter π50 values which are calibrated versus the highest salinity treatments in the spring 2011 and autumn 2011 experiments. The predicted results show the ability of the model to reproduce the measured soil moisture at three soil layers 0–20, 20–40 and 40–60 cm. The predicted relative yield results are in good agreement with measured data. Although the numerical model SALTMED has been used in several studies in the past, this is the first study that illustrates the potential capacity of the model for use in managing greenhouse production. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. La présente étude examine l'impact de l'utilisation de l'eau salée sur le rendement des cultures de poivre en appliquant un modèle numérique de la prédiction de l'humidité du sol et du rendement relatif dans des conditions d'irrigation salines. Dans l'étude expérimentale sur l'effet de serre, qui a été menée à Antalya, en Turquie, les effets de différents régimes d'irrigation avec des traitements de salinité à l'aide d'un système d'irrigation goutte à goutte ont été étudiés pour deux variétés de piments. Les régimes d'irrigation étaient composés de quatre traitements d'irrigation avec quatre niveaux de salinité dans deux saisons de culture—printemps 2011 et automne 2011. Le modèle numérique SALTMED a été utilisé et calibré avec des mesures d'humidité issues d'une expérience de contrôle au cours du printemps 2011. Après la calibration, le modèle a été validé en utilisant d'autres traitements expérimentaux au cours du printemps 2011, puis tous les traitements expérimentaux à l'automne 2011, avec des valeurs appropriées du paramètre de contrainte de salinité de π50, obtenus par calibrage sur les traitements de salinité plus élevés au printemps 2011 et l'automne 2011. Les résultats indiquent la capacité du modèle à reproduire l'humidité du sol mesurée à trois couches de sol 0–20, 20–40 et 40–60 cm. Les prédictions de rendement sont en bon accord avec les données mesurées. Bien que le modèle numérique SALTMED ait été utilisé dans plusieurs études par le passé, cette étude est la première qui illustre la capacité du modèle à être utilisé dans la gestion de la production en serre. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-09-11T06:26:01.650335-05:
      DOI: 10.1002/ird.1867
    • Authors: S. Kodur; J. B. Robinson, J. L. Foley, D. M. Silburn
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Deep drainage rates were modelled for irrigated crop rotations in terms of typical cropping sequences that differ in crop characteristics and irrigation demand. A forage–grain–pasture sequence (sorghum, wheat and lucerne) with supplementary irrigation had an average deep drainage of 11 mm yr−1, transpiration of 703 mm yr−1 and irrigation demand of 326 mm yr−1. In contrast, a vegetable sequence (broccoli, lettuce, bean and sweetcorn) with adequate irrigation had a deep drainage of 121 mm yr−1, transpiration of 602 mm yr−1 and irrigation demand of 598 mm yr−1. Under similar growing conditions, deep drainage decreased as rooting depth and cropping duration increased, and as irrigation and rainfall decreased. Deep‐rooted, stress‐ tolerant crops such as lucerne and sorghum maximised water use and minimised the deep drainage risks through the use of moisture from preceding well‐irrigated vegetable crops and extraction of moisture from deeper soil layers. The study suggests that deep drainage risks under vegetable rotations can be minimised through the selective incorporation of these crops and improved irrigation timing and application rates. These understandings will help to develop water use efficient and economic management strategies under crop rotations. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. Le taux de drainage profond a été modélisé en système irrigué pour des rotations typiques différant en termes de caractéristiques des cultures et de demande en eau. Une rotation fourrage–grain–pâturage (sorgho–blé–luzerne) avec irrigation complémentaire avait, en moyenne, un drainage profond de 11 mm an−1, une transpiration de 703 mm an−1 et une demande en irrigation de 326 mm an−1. Par contre, une rotation horticole (brocoli–laitue–maïs doux) avec une irrigation adéquate avait un drainage profond de 121 mm an−1, une transpiration de 602 mm an−1 et une demande en irrigation de 598 mm an−1. Pour des conditions de culture similaires, le drainage profond diminuait avec un enracinement racinaire plus profond, avec un allongement de la durée de culture, et avec une réduction des apports en eau (pluie et irrigation). Les cultures tolérantes à la sécheresse ayant un système racinaire profond, telles que la luzerne ou le sorgho, maximisaient l'utilisation en eau et minimisaient le risque de drainage profond via l'utilisation de l'humidité résiduelle du sol après une culture horticole, et l'extraction de l'humidité des couches plus profondes du sol. Cette étude suggère que le risque de drainage profond pour les rotations horticoles peut être minimisé via une incorporation sélective de ces cultures et une meilleure irrigation en termes de timing et taux d'application. Les résultats de cette étude devraient aider à développer des stratégies efficaces économiquement et en terme d'utilisation de l'eau pour les cultures en rotation. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-09-11T04:50:50.992862-05:
      DOI: 10.1002/ird.1872
           A HUMID REGION
    • Authors: Vanita Pandey; Pankaj K. Pandey, A. Priya Mahanta
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: The Hargreaves Samani (HS) equation is one of the most promising approaches for estimation of reference evapotranspiration under data‐scarce conditions. Many modifications of the HS equation have been performed under different climatic conditions using different approaches to improve the precision of the evapotranspiration (ET0) estimates for use at different locations; the results have not been consistent. The purpose of this study was to review and to evaluate the two most promising parameters used for the calibration of the HS evapotranspiration equation, under the climatic conditions of Gangtok, East Sikkim, India. The calibration was based on solar radiation and temperature difference. The equation was calibrated for solar radiation coefficient, CH first and then for temperature constant, TH and temperature exponent, EH to estimate the extent of improvement in estimation. The resulting modification shows a significant reduction in error. When only CH is modified, the percentage bias error (PBIAS) value was reduced from 23.3 to 0.8%, 26.1 to 10.19% and 30.1 to 3.6% for daily, weekly and monthly scales respectively. Consistent results for all three time spaces were observed, when, CH = 0.001 and TH = 13.9 and EH = 0.56. The PBIAS value was −1.9, 7.7 and 1.3% respectively for the three time spans, with index of agreement near to 1. The proposed equation may be an alternative to the Penman–Monteith method under limiting data conditions. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. L'équation de Hargreaves Samani est l'une des approches prometteuses pour l'estimation de l'évapotranspiration de référence dans des conditions de rareté des données. Beaucoup de modifications de l'équation HS ont été réalisées sous différentes conditions climatiques en utilisant une approche différente pour améliorer la précision de l'estimation de l'évapotranspiration (ET0) pour une utilisation à différents endroits; les résultats n'ont pas été cohérents. Le but de cette étude était d'examiner et d'évaluer les deux paramètres les plus prometteurs utilisés pour le calibrage de l'équation de l'évapotranspiration HS, dans les conditions climatiques de Gangtok dans l'Est Sikkim de l'Inde. L'étalonnage a été basé sur le rayonnement solaire et la différence de température. L'équation a été calibrée pour le coefficient de rayonnement solaire, CH d'abord, puis à température constante, TH et l'exposant de la température, EH pour estimer le degré d'amélioration de l'estimation. La modification résultante montre une réduction significative de l'erreur. Lorsque que CH est modifié, le pourcentage d'erreur de biais (PBIAS) a été réduit de 233 à 0.8%, de 26.1 à 10.19% et 30.1 à 3.6% pour les pas de temps quotidiens, hebdomadaires et mensuels, respectivement. Des résultats cohérents pour ces trois pas de temps ont été observés quand CH = 0.001, TH = 13.9 et EH = 0.56, avec une valeur de de PBIAS de −19, 7.7 et 1.3% respectivement pour les trois périodes de temps et avec l'indice d'accord proche de un. L'équation proposée peut être une alternative à la méthode Penman–Monteith en cas de données limitées. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-09-11T03:21:04.023584-05:
      DOI: 10.1002/ird.1874
    • Authors: B. C. Kusre; Jonathan Lalringliana
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Drought is a naturally occurring phenomenon affecting various aspects of life. Lack of understanding of the phenomenon is one of the reasons for its adverse impact. It is therefore of great importance to assess and characterize drought to plan appropriate management measures. In this study we attempted to characterize the droughts in the East District of Sikkim during the winter. Winter droughts (Oct–Mar) are a major cause of concern in Sikkim, responsible for reduction of productivity in high‐value horticultural crops, incidence of pests and diseases, forest fires and non‐availability of water for domestic purposes. For the characterization of drought the reconnaissance drought index (RDI) was applied using the data available for the period 1985–2012. From the analysis it could be seen that drought is experienced for 66.7 and 59.3% of time in the periods Oct–Dec and Jan–Mar. The droughts in the district followed the Wakeby frequency distribution function. The probability and return period were also estimated and it could be observed that every three years the district experiences drought. Specific management measures are necessary to minimize the adverse impact of drought. Some of the measures applicable to Sikkim are also discussed in the paper. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. La sécheresse est un phénomène naturel qui affecte divers aspects de la vie. Le manque de compréhension du phénomène est l'une des raisons de son impact négatif. Il est donc d'une grande importance d'évaluer et caractériser la sécheresse pour prévoir des mesures de gestion appropriées. Dans cette étude, nous avons tenté de caractériser les sécheresses dans le district de l'Est‐Sikkim pendant les hivers. Les sécheresses d'hiver (octobre à mars) y sont une cause majeure de préoccupation, car elles sont responsables de la réduction de la productivité des cultures horticoles à haute plus‐value, de la prolifération des ravageurs et des maladies, des incendies sauvages de forêt et de la non‐disponibilité de l'eau à des fins domestiques. Pour la caractérisation de la sécheresse, l'indice de reconnaissance de la sécheresse (RDI) a été appliqué en utilisant les données disponibles pour la période 1985–2012. De l'analyse, il peut être considéré que la sécheresse est présente pour 66.7 et 59.3% du temps dans la période octobre à décembre et janvier à mars. Les sécheresses dans l'Est‐Sikkim suivent la fonction de distribution de fréquence de Wakeby. La probabilité et la période de retour a également été estimée, et on a pu observer que cette région subit la sécheresse tous les deux à trois ans. Des mesures spécifiques de gestion sont nécessaires pour minimiser l'impact négatif de la sécheresse. Certaines des mesures applicables à l'Est‐Sikkim sont également abordées dans le document. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-09-11T02:50:41.210662-05:
      DOI: 10.1002/ird.1875
           DITCH DRAINS
    • Authors: Ali Afruzi; A. H. Nazemi, A. A. Sadraddini
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: A comprehensive analytical solution is presented for the steady‐state two‐dimensional drainage problem of the water flow from a horizontal ponded surface into rectangular cross‐section array ditches. The ditches partially penetrate into a homogeneous and isotropic porous medium of finite depth over an impervious layer. The solution includes the equations for drainage discharge into ditches, the drainage discharge through the seepage face and the water depth portion of a ditch, and seepage velocities along the ponded surface. The equations are obtained using the Schwarz–Christoffel transformation in the conformal mappings of the physical and hodograph planes on to an auxiliary plane. The proposed analytical solution is validated by comparing the results with the known experimental data and the other analytical works. The results of the analyses show that seepage velocity along the ponded surface water decreases with distance from the ditch and accordingly leaching of salts is non‐uniform. Closer spacing between two adjacent ditches, shallower water depth in the ditches, and deeper depth of the ditches are advantageous in removing salts from fields. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. Une solution analytique complète est présentée pour la question du drainage bidimensionnel en régime permanent de l'écoulement d'une surface horizontale inondée vers des fossés de section rectangulaire. Les fossés pénètrent partiellement dans un milieu poreux homogène et isotrope de profondeur finie au‐dessus d'une couche imperméable. La solution comprend les équations pour le débit de drainage dans les fossés, le débit de drainage à travers la face de suintement et la partie immergée de la berge du fossé, ainsi que les vitesses d'infiltration le long de la surface inondée. Les équations sont obtenues en utilisant la transformation de Schwarz–Christoffel dans les applications conformes de plans physique et hodographe à un plan auxiliaire. La solution analytique proposée est validée en comparant les résultats avec des données expérimentales connues et avec d'autres travaux analytiques. Les résultats des analyses montrent que la vitesse d'infiltration le long de la surface diminue avec la distance au fossé et, en conséquence, de lixiviation des sels est non uniforme. Diminuer l'espacement entre deux fossés adjacents, réduire le tirant d'eau dans les fossés, augmenter la profondeur des fossés favorisent l'évacuation des sels hors du sol. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-07-02T05:27:08.85145-05:0
      DOI: 10.1002/ird.1857
    • Authors: Xin Liu; Sufen Wang, Yajuan Wang, Shaozhong Kang, Xinmei Hao, Fusheng Li
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Comprehensive evaluation of farmland infrastructure plays a significant role in utilizing water resources fully and ensuring a high and stable yield of crops. This study was conducted in the Shiyang River Basin, the arid region of north‐west China. The evaluation hierarchy of farmland infrastructure, including objective, criterion, sub‐criterion and attribute levels, was established. The weights of evaluation indices at different levels of the evaluation system were calculated using the analytic hierarchy process. The grades of farmland infrastructure in Changning, Huanhe, Qingyuan, Jinyang and Yongchang irrigation districts of the Shiyang River Basin were obtained using the grey correlation method. Results showed the evaluation indices ranked according to the descending order of their weights as irrigation and drainage infrastructure, 0.370; field infrastructure, 0.210; protection infrastructure, 0.162; rural power infrastructure, 0.143; road infrastructure, 0.115 in the criterion level. The grades of Changning, Huanhe, Qingyuan, Jinyang and Yongchang irrigation districts were excellent, excellent, good, average and excellent, respectively. The study provides a theoretical basis for improving farmland infrastructure construction. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. Une évaluation complète des infrastructures pour les terres agricoles joue un rôle important dans l'utilisation des ressources en eau et assurer de façon durable le plein rendement des cultures. Cette étude a été réalisée dans le bassin de la rivière Shiyang, une région aride du nord‐ouest de la Chine. La hiérarchie de l'évaluation de l'infrastructure pour les terres agricoles a été créée, comprenant les niveaux d'objectifs, de critères, sous‐critères et d'attributs. Les poids des indices d'évaluation à différents niveaux du système d'évaluation ont été calculés en utilisant le processus de hiérarchie analytique. La qualité de l'infrastructure dans les différents districts d'irrigation du bassin de Shiyang (Changning, Huan, Qingyuan, Jinyang et Yongchang) a été obtenue en utilisant la méthode de corrélation grise. Les résultats ont montré que les indices d'évaluation peuvent être classés selon l'ordre décroissant de leur poids: irrigation et drainage, 0.370; travail sur le terrain, 0.210; travail de protection, 0162; travaux d'alimentation en milieu rural, 0.143; travaux routiers, 0.115. Les qualités des districts d'irrigation de Changning, Huan, Qingyuan, Jinyang et Yongchang étaient excellent, bon, moyen et excellent, respectivement. L'étude fournit une base théorique à l'amélioration de la construction des infrastructures pour les terres agricoles. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-07-01T03:34:11.701539-05:
      DOI: 10.1002/ird.1858
    • Authors: Krishna P. Paudel; Bart Schultz, Herman Depeweg
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Canal design for sediment transport requires the use of sediment transport predictors. The predictors are derived for a small range of flows and mostly considered for wide canals. The use of these equations in irrigation canals needs some adaptation. In this study we have used a depth‐averaged logarithmic velocity distribution in a canal section to compute the sediment transport rate for different predictors under a different range of hydraulic and sediment characteristics. The predictability of the predictors was improved when tested with the selected Brownlie data for rectangular non‐wide canals. A rational canal design approach is proposed that uses the sediment transport predictors after applying a correction. The proposed approach has been tested under changing water flows and sediment concentration using the mathematical model SETRIC. The field data of secondary canal S9 of the Sunsari Morang Irrigation Scheme in Nepal have been used. If the canal had been designed with the proposed method there would have been less deposition in the canal network. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. La conception du canal pour le transport des sédiments nécessite l'utilisation de prédicteurs de transport de sédiment. Les prédicteurs sont dérivés pour une petite gamme de flux, et généralement pour des canaux larges. L'utilisation de ces équations dans des canaux d'irrigation a besoin d'adaptation. Dans cette étude nous avons utilisé une distribution logarithmique de la vitesse pondérée par la profondeur moyenne dans une section de canal pour calculer les taux de transport de sédiments pour différents prédicteurs, dans une gamme variée de conditions hydrauliques et de caractéristiques de sédiments. La prévisibilité des prédicteurs a été améliorée avec les données de Brownlie sélectionnées pour des canaux rectangulaires non larges. Une approche rationnelle de la conception du canal est proposée en utilisant les prédicteurs de transport des sédiments, après l'application d'une correction. L'approche proposée a été testée pour différents flux d'eau et concentrations de sédiments en utilisant le modèle mathématique SETRIC. Les données de terrain du canal secondaire S9 du canal de Sunsari (périmètre d'irrigation de Morang, Népal) ont été utilisées. Si le canal avait été conçu avec la méthode proposée, il y aurait eu moins de dépôts dans le réseau de canaux. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-06-26T22:41:26.103628-05:
      DOI: 10.1002/ird.1862
    • Authors: Nasredin Parsafar; Safar Marofi
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: This study is an experiment designed with five watering regimes as follows: raw wastewater (T1), treated wastewater (T2), a combination of 50% raw wastewater and 50% fresh water (T3), a combination of 50% treated wastewater and 50% fresh water (T4), and fresh water (T5). The results show that the average Mn, Fe, Cu and Zn values in the drained water were less than the input water. The effect of watering on heavy metal concentration of the drainage water was statistically significant. Temporal analysis showed increasing trends for the heavy metals from T1 to T5. In the case of T1, after the third irrigation programme, Zn, Mn and Fe concentrations were reduced. Based on Pearson's correlation coefficients, Mn, Fe, Cu and Zn in drainage waters had significant positive correlation with each other. Also, the treatments had significant effects on heavy metal concentrations in potato shoots and tubers (except Zn in tubers). Based on heavy metal accumulation in drainage waters, potato shoots and tubers, the treated watering order was T1 > T3 > T2 > T4 > T5 (except Fe in shoots). The heavy metal concentration in tubers was less than in shoots. Cu and Zn accumulation in potato was within standard limits. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. Cette étude est une expérience conçue avec cinq arrosages conduits de la manière suivante: eaux usées brutes (T1), eaux usées traitées (T2), combinaison de 50% des eaux usées brutes et de 50% d'eau douce (T3), combinaison de 50% des eaux usées traitées et 50% l'eau douce (T4), et eau douce seule (T5). Le résultat montre que les valeurs moyennes de Mn, Fe, Cu et Zn dans l'eau drainée étaient moindres que dans l'eau d'entrée. L'effet de l'arrosage sur la concentration des métaux lourds de l'eau de drainage était statistiquement significatif. L'analyse temporelle a montré une progression pour les métaux lourds du T1 au T5. Dans le cas de T1, les concentrations de Zn, Mn et Fe ont été réduites après le troisième programme d'irrigation. Les coefficients de corrélation de Pearson ont eu des corrélations positives significatives dans les eaux de drainage pour Mn, Fe, Cu et Zn entre eux. En outre, les traitements ont des effets importants sur les concentrations de métaux lourds dans les pousses de pommes de terre et les tubercules (sauf le Zn dans les tubercules). Les métaux lourds s'accumulent dans les eaux de drainage, les pousses et les tubercules des pommes de terre, dans l'ordre des traitements d'arrosage T1 > T3 > T2 > T4 > T5 (sauf Fe dans les pousses). La concentration des métaux lourds dans les tubercules était moindre que dans les pousses. L'accumulation de Cu et Zn dans la pomme de terre était dans les limites des normes. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-06-25T04:45:21.04294-05:0
      DOI: 10.1002/ird.1859
    • Authors: Souvik Ghosh; S. K. Srivastava, A. K. Nayak, D. K. Panda, P. Nanda, Ashwani Kumar
      Pages: n/a - n/a
      Abstract: Irrigation, agriculture, poverty and standard of living were analysed in five eastern Indian states to delineate the links and/or missing links between the standard of living scenario and performance of the irrigation and agriculture sectors. Different indices were constructed for assessment of district- wise scenarios of irrigation, agriculture, poverty and standard of living; accordingly, the majority of the districts in the eastern Indian states showed both the irrigation and agricultural scenarios at a low level, which may be attributed to the meagre groundwater-irrigated area due to the low level of groundwater development (27%) and dependence on a surface irrigation system that suffers from a low level of irrigation efficiency and intensity. Lack of an assured irrigation service has a bearing on the low productivity of the major crop paddy and food grain production. Better living conditions and less poverty were found in the districts where relatively better irrigation and agricultural performance were observed. Multiple regression revealed 60% (R2 > 0.60) variation in living conditions was predicted by the indicators of agriculture and poverty excluding the indicators of irrigation, which is attributed to the fact of lower groundwater exploitation for irrigation in most of the districts of eastern Indian states due to poor institutional and infrastructure support resulting in a lower impact of irrigation on the poverty and standard of living scenarios. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. L'irrigation, l'agriculture, la pauvreté et le niveau de vie ont été analysés dans cinq États indiens de l'Est pour définir les liens et/ou liens manquants entre les scénarios de subsistance et la performance de l'irrigation et du secteur agricole. Différents indices ont été élaborés pour l'évaluation des scénarios d'irrigation, de l'agriculture, de la pauvreté et de la subsistance à l'échelle des districts d'irrigation; la majorité des districts d'irrigation dans les États indiens de l'Est a montré à la fois des niveaux très bas d'irrigation et de scénarios agricoles, ce qui peut être attribué à de maigres ressources en eaux souterraines par ailleurs peu développées (27%), et de la dépendance au système d'irrigation de surface à la fois peu efficace et peu intense. Les défaillances des services de l'irrigation ont une incidence sur la productivité du paddy des céréales alimentaires, qui est faible. De meilleures conditions de subsistance et moins de pauvreté ont été trouvées dans les districts où l'on a observé une relativement meilleure irrigation et une agriculture plus performante. La régression multiple a révélé (60% R2 > 0.60) que les variations de la qualité de subsistance ont été prédites par les indicateurs de l'agriculture et de la pauvreté, à l'exclusion des indicateurs de l'irrigation. Ceci est attribué au fait de la baisse de l'exploitation des eaux souterraines pour l'irrigation dans la plupart des districts des États indiens de l'Est, induite par le faible appui institutionnel aux infrastructures et impliquant un faible impact de l'irrigation sur la pauvreté et le niveau de vie. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-06-19T07:07:52.522789-05:
      DOI: 10.1002/ird.1860
    • Authors: Gholamreza Ghahari; Hossein Hashemi, Ronny Berndtsson
      First page: 599
      Abstract: Utilizing passive floodwater for spate irrigation in arid areas is an opportunity to use marginal water for crop production. These techniques have only partially been studied in an extensive way. This paper describes a floodwater harvesting and spreading system for spate irrigation and field experiments for cultivation of barley. The field experiments were carried out during a three‐year period. The area is noteworthy for its erratic and scarce rainfall. Due to the scarce and late rainfall, only in the second‐year experiment was barley yield achieved. On 5 December 2009, barley was planted in one treated plot inside the system and subsequently received spate irrigation on 8 December. On 16 December 2009, barley was planted in a second treated plot and in a control plot outside the system. During the growth period, the second treated plot and the control plot received moisture only from direct rainfall. The total weight of barley seed and straw in the treated plots was about 1620 and 2050 kg ha‐1, respectively. The total weight of barley seed and straw in the control plot, however, was only about 821 kg ha‐1. The results consequently displayed a statistically significant increase in yield for the treated plots as compared with the control plot. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. L'irrigation passive par piégeage des eaux de crue dans les zones arides offre la possibilité d'utiliser les eaux marginales pour la production agricole. Ces techniques n'ont été que partiellement étudiées, et de manière extensive. Cet article décrit la récolte des eaux de crue et le système d'épandage pour l'irrigation par épandage et les expériences de terrain pour la culture de l'orge. Les expériences de terrain ont été réalisées au cours d'une période de trois ans. La région se distingue par ses précipitations irrégulières et rares. En raison de la faible pluviosité, seule la deuxième année d'expérimentation a permis de récolter de l'orge. Le 5 décembre 2009, l'orge a été plantée dans un terrain d'essai à l'intérieur du système et a ensuite reçu l'irrigation par épandage le 8 décembre. Le 16 décembre 2009, l'orge a été plantée dans une seconde parcelle d'essai et dans une parcelle témoin en dehors du système. Au cours de la période de croissance, la deuxième parcelle d'essai et la parcelle témoin a reçu uniquement l'eau de pluie directe. Le poids total des grains d'orge et de paille dans les parcelles d'essai était compris entre 1620 et 2050 kg ha‐1, respectivement. Le poids total des grains d'orge et de paille dans la parcelle témoin, cependant, n'était que de 821 kg ha‐1. Les résultats affichent par conséquent une augmentation statistiquement significative du rendement pour les parcelles d'essai, par rapport à la parcelle témoin. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-05-22T06:50:56.845542-05:
      DOI: 10.1002/ird.1855
    • Authors: Maya Benouniche; Margreet Zwarteveen, Marcel Kuper
      First page: 651
      Abstract: In Morocco, many farmers enthusiastically use drip irrigation. However, few drip irrigation systems conform to engineering standards. In a process they refer to as bricolage, farmers modify and adapt standard designs, thus creating their own technical standards. We document three instances of bricolage and show that it is a useful term to explain irrigation innovation processes. Through bricolage farmers adapt and modify the system to their needs, but also enter a process of gradual learning about what drip irrigation is and what it can achieve. Bricolage has led to the multiplication and diversification of drip systems, with different categories of users co‐designing the nature and direction of change it provokes. Through bricolage, local actors effectively share responsibilities of the design process with engineers. The paper concludes that the fact that drip irrigation lends itself to bricolage helps explain its success as an innovation. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. Au Maroc, de nombreux agriculteurs utilisent l'irrigation au goutte à goutte. Pourtant, peu de systèmes de goutte à goutte sont conformes aux normes fixées par des ingénieurs. Dans un processus qu'ils qualifient de bricolage, les agriculteurs adaptent les installations, et créent des normes locales. Nous documentons trois instances de bricolage, et montrons que le terme bricolage est utile pour expliquer le processus d'innovation en irrigation. Le bricolage a permis la conception de systèmes plus adaptés aux conditions locales, mais permet aussi un apprentissage graduel de la technique, et plus généralement, d'apprivoiser le changement. Les acteurs locaux ont ainsi pris le contrôle de l'innovation et prennent des responsabilités dans des domaines que l'on pensait réservés aux ingénieurs. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2014-05-07T04:38:24.60729-05:0
      DOI: 10.1002/ird.1854
           OF 22ND ICID CONGRESS
    • Authors: Er. Avinash C. Tyagi
      Pages: 709 - 710
      PubDate: 2014-12-02T01:43:07.270729-05:
      DOI: 10.1002/ird.1904
School of Mathematical and Computer Sciences
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