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Acta Limnologica Brasiliensia     Open Access   (Followers: 2)
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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  [1612 journals]
  • Technology and Regime of Sugar Beet Drip Irrigation with Plastic Mulching
           Under the Conditions of the Jambyl Region
    • Authors: Kairat Massatbayev; Nurbay Izbassov, Daulen Nurabaev, Kydyrali Musabekov, Assylkhan Shomantayev, Muratbek Massatbayev
      Abstract: Understanding the effect of sugar beet plant spacing, irrigation, and mulching on growth, yield capacity and quality of sugar beet is crucial for farmers who work in arid areas under water deficiency. Two-year experimental field studies were conducted in the arid Jambyl region, South Kazakhstan, to collect experimental data and find the optimal parameters and technology of forming sugar beet yield capacity. During the first year of field studies, different sugar beet plant spacing systems were analysed together with the effect of plastic mulching. The optimal sugar beet planting system, determined by the first study, was used during the second experiment to determine the optimal irrigation regime. The main objective of the study was to find the optimal parameters that provide the highest yield of sugar beet, while being the most efficient in terms of water use.The first field experiment found that the optimal system of sugar beet plant spacing was 20 × 50 cm with plastic mulching. The results of the second field experiment showed that the optimal drip irrigation norm was 7200 m3 ha−1, with an irrigation water productivity of 8.76 kg m−3.The results of the field experiment showed that the optimal parameters for sugar beet in arid regions are 20 × 50 cm plant spacing with plastic mulching and a drip irrigation norm of 7200 m3 ha−1. The results of the research can be implemented in any other typical arid region. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Comprendre l'effet de l'espacement, de l'irrigation et du paillage de betterave à sucre sur la croissance, la capacité de rendement et la qualité de betterave à sucre est crucial pour les agriculteurs qui travaillent dans les zones arides dans les conditions du déficit hydrique. Les études sur le terrain expérimentales de deux ans ont été menées dans la région aride de Jambyl, au sud du Kazakhstan, pour recueillir les données expérimentales et trouver les paramètres optimaux et la technologie de formation de la capacité de rendement de la betterave à sucre. Au cours de la première année d'études sur le terrain, les différents systèmes d'espacement des plantes de betterave à sucre ont été analysés en même temps que l'effet de paillage plastique. Le système de plantation optimale de la betterave à sucre, déterminée par la première étude, a été utilisé au cours de la deuxième expérience pour déterminer le régime d'irrigation optimale. L'objectif principal de l'étude était de trouver les paramètres optimaux qui offrent le meilleur rendement de la betterave à sucre, tout en étant le plus efficace en termes d'utilisation de l'eau.La première expérience sur le terrain a constaté que le système optimal de l'espacement des plantes de betterave à sucre était de 20 cm par 50 cm avec le paillage plastique. Les résultats de la deuxième expérience sur le terrain ont montré que la norme optimale de l'irrigation goutte à goutte était de 7200 m3 ha−1, avec une productivité de l'eau d'irrigation de 8.76 kg m−3.Les résultats de l'expérience sur le terrain ont montré que les paramètres optimaux pour la betterave à sucre dans les régions arides sont 20 cm par 50 cm avec l'espacement des plantes en utilisant le paillage plastique et la norme d'irrigation goutte à goutte de 7200 m3 ha−1. Les résultats de la recherche peuvent être mises en œuvre dans toute autre région aride typique. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-11-25T01:20:26.20073-05:0
      DOI: 10.1002/ird.2084
  • Participation of farmers in irrigation water management in Indonesia: a
    • Authors: Mohamad Ali Fulazzaky
      Abstract: It has been argued that policy reform to involve stakeholders in water management is a priority for Indonesia. Given the large allocation of water to the irrigation sector, the improved management of infrastructure and more productive use of irrigation water are important issues. If the enactments of Law No. 7/2004 on water resources and Government Regulation No. 20/2006 on irrigation have accommodated the role of farmers in water management, is there an effective policy for farmers as the main stakeholders in water management? What is the implication by the fact that Indonesian society where the policy reform compulsion has changed to a new paradigm? This paper attempts to provide answers to these questions and offers at least one way in which public policy could possibly be made at work compatibly in participation issues in water management in the country. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Il a été soutenu que la réforme de la politique d'impliquer les parties prenantes dans la gestion de l'eau est une priorité pour l'Indonésie. Compte tenu de la grande distribution de l'eau au secteur de l'irrigation, l'amélioration de la gestion des infrastructures et l'utilisation plus productive de l'eau d'irrigation sont des questions importantes. Si la promulgation de la loi n° 7/2004 sur les ressources en eau et le Règlement du gouvernement n° 20/2006 sur l'irrigation ont accueilli le rôle des agriculteurs dans la gestion de l'eau, est-ce qu'il existe la politique efficace pour les agriculteurs comme les principaux acteurs de la gestion de l'eau? Quelle est l'implication du fait que la société indonésienne où la contrainte de la réforme politique a transformé vers un nouveau paradigme? Cet article tente de fournir des réponses à ces questions et offre au moins un moyen par lequel la politique publique pourrait marcher de façon compatible concernant les questions de participation à la gestion de l'eau dans le pays. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-10-23T22:30:27.947457-05:
      DOI: 10.1002/ird.2085
  • Effect of No-Till Practice on Runoff and Nonpoint Source Pollution from an
           Intensively Farmed Field in Korea
    • Authors: Yonghun Choi; Chulhee Won, Minhwan Shin, Woonji Park, Suin Lee, Yongchul Shin, Jaeyoung Shin
      Abstract: A 2-year runoff plot study was conducted under simulated rainfall to explore the effects of no-till (NT) practice on the runoff ratio and NPS pollution in an intensive farming region of Korea. Eight 5 × 30 m runoff plots, four each on 3 and 8% slopes, were prepared in existing loamy sand fields. Cultivation in two plots on each slope followed conventional practice (CT). Six rainfall simulations were conducted during the study, each of a nominal 1 h duration and 30 mm h-1 intensity. The runoff ratio of the NT plots decreased 64.9% compared with that of the CT plots. The reduction of NPS pollution load by the NT treatment was 88.3% (SS), 79.0% (CODCr), 86.4% (CODMn), 66.4% (BOD), 67.6% (TN) and 73.6% (TP) compared to losses from the CT plots, with no reduction in average crop yield. Runoff reduction was a key factor in the reduction of pollution loads. The study demonstrated that agricultural NPS pollution loads can be significantly reduced by the application of no-till practice without harming crop productivity. Furthermore, NPS pollution loads can be controlled better if management practices are targeted for runoff reduction rather than concentration reduction. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Une étude de ruissellement à la parcelle de 2 ans, sous précipitations simulées a été réalisée pour étudier les effets du non-labour (NT) sur le ruissellement et la pollution diffuse dans une région d'élevage intensif de Corée. Huit parcelles de ruissellement de 5 × 30 m, réparties en deux classes de pente, 3 et 8% respectivement, ont été préparées dans des parcelles en sable limoneux. Pour chaque classe de pente il y avait une parcelle témoin en culture traditionnelle (CT). Six simulations de précipitations ont été menées au cours de l'étude, chacun d'une durée nominale de 1 h et d'intensité de 30 mm h‾1. Le coefficient de ruissellement des parcelles sans labour a diminué de 64.9% par rapport à celle des emplacements CT. La réduction de la pollution diffuse par le traitement non labour était de 88.3% (solides en suspension), 79.0% (demande chimique en oxygène cr), 86.4% (CODMn), 66.4% (demande biologique en oxygène), 67.6% (azote total) et 73.6% (phosphore total) comparativement aux pertes des parcelles de témoin, sans réduction du rendement moyen des cultures. La réduction des eaux de ruissellement a été un facteur clé dans la réduction des charges polluantes. L'étude a démontré que les charges polluantes diffuses agricoles peuvent être considérablement réduites par la pratique sans labour sans nuire à la productivité des cultures. En outre, les charges de pollution diffuse peuvent être mieux contrôlées si les pratiques de gestion sont ciblées pour la réduction du ruissellement plutôt que la réduction de la concentration. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-10-10T00:00:33.53839-05:0
      DOI: 10.1002/ird.2072
  • Dynamic Programming Model for the System of a Non-Uniform Deficit
           Irrigation and a Reservoir
    • Authors: Mohammad Ebrahim Banihabib; Ali Zahraei, Saeid Eslamian
      Abstract: This paper proposes two optimization models for uniform and non-uniform deficit irrigation. In the first model, the objective function consists of a benefit–cost ratio. The deficit irrigation ratio was determined by dynamic programming, according to the reservoir releases, and minimized a damage function (objective function). The second model used dynamic programming to develop an integrated optimization of non-uniform deficit irrigation and reservoir operation. The comparison between the results of the models shows that when applying the second model the cropping area, volume of water regulated by the reservoir, annual production, gross income and benefit–cost ratio increased by 48, 43, 48, 47 and 2.4%, respectively. Therefore, integrated dynamic programming of a non-uniform deficit irrigation and reservoir system can be recommended to increase the integrated productivity of a storage dam and irrigation system. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Cet article propose deux modèles d'optimisation pour l'irrigation déficitaire uniforme et non uniforme. Dans le premier modèle, la fonction objectif est constituée d'un rapport coûts–bénéfices alors que dans le second, une optimisation intégrée d'irrigation déficitaire non-uniforme et une gestion du réservoir a été développée en utilisant la programmation dynamique. Dans ce dernier modèle, le taux de déficit de l'irrigation a été déterminé selon les lâchers du réservoir et une fonction de dommage (fonction objectif) a été minimisée par programmation dynamique. La comparaison entre les résultats des modèles montre que la superficie cultivée, le volume d'eau régulé par le réservoir, la production annuelle, le revenu brut et le rapport coûts–bénéfices sont respectivement augmenté de 48, 43, 48, 47 et 2.4%, en appliquant le second modèle. Par conséquent, la programmation dynamique d'un système intégré d'irrigation déficitaire et d'un réservoir peut être recommandée pour augmenter la productivité d'un barrage de stockage et du système d'irrigation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-10-02T22:55:32.475095-05:
      DOI: 10.1002/ird.2055
  • How do Farmers Align with the Agri-Environmental Changes in Irrigated
           Agriculture? A Case Study from the Harran Plain, Turkey
    • Authors: Gül Özerol; Hans Bressers
      Abstract: Irrigated agriculture has a significant potential for food security and poverty reduction, while it is also associated with broader agri-environmental changes. These changes include agrarian change in terms of the intensification, globalization and neoliberalization of agriculture, and environmental change due to the pollution, degradation and exploitation of water and soil resources. Farmers are key actors in irrigated agriculture, since they are both the users of water and soil resources and the target groups of policies. This paper aims to improve the understanding of the relationship between farmers' decisions on irrigated agriculture and the agri-environmental changes that result from irrigated agriculture, and to explain how farmers differ in terms of their alignment with these changes. We develop a conceptual model by building on natural resources governance and farmer decision-making, and apply the model through a case study in Harran Plain, an agricultural area in Turkey. Our findings indicate that farmers are differentiated in terms of their degree of alignment. This differentiation results mainly from the attributes that relate to what the farmers have, such as land, financial capacity, power attribution and network range, and it affects the farmers' decisions about resource use and crop production. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'agriculture irriguée a un potentiel important dans la sécurité alimentaire et la réduction de la pauvreté, alors qu'il est également associé à des changements agro-environnementaux plus larges. Ces changements comprennent bien entendu le changement agraire en termes d'intensification, de mondialisation et de néolibéralisation de l'agriculture, mais aussi l'évolution de l'environnement en raison de la pollution, de la dégradation et de l'exploitation des ressources en eau et du sol. Les agriculteurs sont des acteurs clés dans l'agriculture irriguée, car ils sont à la fois les utilisateurs du sol et des ressources en eau et les cibles des politiques. Ce document vise à améliorer la compréhension de la relation entre les décisions des agriculteurs sur l'agriculture irriguée et les changements agro-environnementaux qui résultent de l'agriculture irriguée, et d'expliquer comment les agriculteurs diffèrent en fonction de leur alignement avec ces changements. Nous développons un modèle conceptuel en misant sur la gouvernance des ressources naturelles et des agriculteurs la prise de décision, et d'appliquer le modèle à travers une étude de cas dans Harran Plain, une zone agricole en Turquie. Nos résultats indiquent que les agriculteurs sont différenciés en fonction de leur degré d'alignement. Cette différenciation résulte principalement des attributs qui se rapportent à ce que les agriculteurs ont, comme la terre, la capacité financière, le pouvoir d'attribution et la portée du réseau, le tout affectant les décisions des agriculteurs sur l'utilisation des ressources et la production agricole. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-10-02T22:54:25.879304-05:
      DOI: 10.1002/ird.2064
  • Optimizing Tomato Water and Fertilizer Uses in Smallholder Farms in South
           Africa Using the Piloten Model
    • Authors: R. Albasha; N. Jovanovic, B. Cheviron, W. De Clercq, J.-C. Mailhol
      Abstract: The objectives of this paper are twofold: (i) to calibrate and validate the PILOTEN crop model for tomato (Solanum lycopersicum L.), and (ii) to use the model to examine the response of tomato yield to different irrigation and fertilization scheduling scenarios under varying climatic conditions in order to draw up management recommendations for smallholder farms. The calibration and validation were performed by using data collected from field experiments carried out in the north-east of South Africa, on shallow Ferrosol and Luvisol soils. The scenarios dealt with: (i) the initial soil-water availability (fulfilling or not the soil-water reserve at planting); (ii) the irrigation dose frequency (high versus low irrigation doses ranging from 10 to 40 mm per application); (iii) the fertilization dose frequency (full versus split fertilization application). The results indicated that only the fertilization scheduling may significantly affect tomato yields, while irrigation scheduling has a minor role. However, compared to the local official irrigation guidelines, it is recommended to slightly increase the irrigation doses during the first 4 weeks of growth for tomato grown between early September and mid-December, and to slightly decrease the doses in the second part of the growing cycles starting in February and May. It is also suggested to avoid applying the entire fertilizer dose after seedling planting for tomato grown between mid-February and late June. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Ce travail a un double objectif: (i) calibrer et valider le modèle Piloten pour la tomate (Solanum lycopersicum L.) et (ii) utiliser le modèle pour analyser la réponse du rendement de la tomate à différents scénarios d'irrigation et de fertilisation, sous différentes conditions climatiques, afin de proposer des recommandations de conduites culturales aux petites exploitations. Le calage et la validation du modèle ont été effectués en utilisant des données recueillies par des expérimentations menées dans le nord-est de l'Afrique du Sud, sur des Ferrosols et des Luvisols peu profonds. Les scénarios ont traité: (i) de la disponibilité initiale en eau du sol (réserve en eau du sol reconstituée ou non à la plantation); (ii) du couple dose-fréquence d'irrigation (doses d'irrigation élevées à faibles allant de 10 à 40 mm par application); (iii) du couple dose-fréquence de fertilisation. Les résultats ont indiqué que seul le calendrier de la fertilisation peut affecter de manière significative les rendements de la tomate, tandis que le calendrier d'irrigation joue un rôle mineur. En comparaison avec les recommandations locales de la gestion de l'irrigation et de la fertilisation de la tomate, il est recommandé d'augmenter légèrement les doses d'irrigation pendant les 4 premières semaines de croissance pour la tomate cultivée entre le début septembre et la mi-décembre, et de diminuer légèrement les doses dans la deuxième partie du cycle de croissance commençant en février et en mai. Il est également suggéré d'éviter l'application de la totalité de la dose d'engrais après les semis de tomate cultivée entre mi-février et fin-juin. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-10-02T22:45:47.429475-05:
      DOI: 10.1002/ird.2071
  • Application of Surface Cover Materials for Reduction of NPS Pollution on
           Field-Scale Experimental Plots
    • Authors: Minhwan Shin; Jeongryeol Jang, Suin Lee, Younshik Park, Youngjoon Lee, Yongchul Shin, Chulhee Won
      Abstract: A 2-year experimental plot study was conducted in Korea to measure the effect of different surface treatments on runoff and agricultural non-point source (NPS) pollution. The treatments were straw mat conjunctive with polyacrylamide and gypsum (SPG), straw mat (SM) and plastic sheet (PM) mulches. Four plots on a sandy loam, mildly sloped (2–8.4%) soybean field were monitored with respect to runoff and water quality. Average annual rainfall was 1270 mm. Runoff reduction by the SPG and SM treatments ranged from 22.0 to 90.9% and from 50.0 to 68.1%, respectively, compared with runoff from the control. The SM treatment produced less runoff than did the PM treatment. Event mean concentrations did not show any consistent differences between the treatments except for suspended solids (SS), which were always lower than that from the control. The reduction of NPS pollution load by the SPG and SM treatments ranged between 27.6 and 95.0%, and between 38.7 and 96.7%, respectively. The SS reduction by the treatments ranged between 50.0 and 92.2%. The SPG and SM treatments were effective in the control of soil erosion, turbid runoff and other NPS pollution discharge. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Une étude de parcelle expérimentale de deux ans a été menée en Corée pour mesurer l'effet des différents traitements de surface sur le ruissellement et les sources de pollution diffuse. Les traitements étaient: un paillis associé à du polyacrylamide et du gypse (SPG), un paillis (SM) et une feuille de plastique (PM). Quatre parcelles sur un limon sableux, légèrement en pente (de 2 à 8.4%) cultivé en soja ont été contrôlées par rapport au ruissellement et à la qualité de l'eau. La pluviométrie moyenne annuelle était 1270 mm. La réduction du ruissellement par les traitements SPG et SM variait de 22.0 à 90.9% et de 50.0% à 68.1%, respectivement, comparativement aux eaux de ruissellement du témoin. Le traitement SM produit moins de ruissellement que le traitement PM. Les concentrations ne montrent pas de différences pertinentes entre les traitements, sauf pour les matières solides en suspension (MES), qui ont toujours été inférieures à celles du témoin. La réduction des pollutions diffuses charge de pollution par les traitements SPG et SM se situait entre 27.6 et 95.0%, et entre 38.7 et 96.7%, respectivement. La réduction des charges en matières en suspension pour ces mêmes les traitements se situait entre 50.0 et 92.2%. Les traitements SPG et SM ont été efficaces dans le contrôle de l'érosion des sols, la turbidité et les autres termes de pollution diffuse. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-09-28T06:04:47.526735-05:
      DOI: 10.1002/ird.2067
  • NPS Pollution Reduction from Alpine Fields using Surface Cover Material
           and Soil Amendments
    • Authors: Chulhee Won; Minhwan Shin, Suin Lee, Younshik Park, Youngjoon Lee, Yongchul Shin, Joongdae Choi
      Abstract: We described the effects of straw mat cover and soil amendments on runoff, agricultural non‐point source nNPS) pollution and crop yield on sloping alpine fields in Korea. Two sandy loam field plots were prepared. One was a control plot and the other (SPG) was an experimental plot treated with rice straw, polyacrylamide (PAM) and gypsum (rice straw mat (3,300 kg/ha) + PAM (5 kg/ha) + gypsum (1 ton/ha)). Chinese cabbage was cultivated in the plots and seven rainfall‐runoff events were monitored during the growing season in 2012. Less runoff and a lower NPS pollution load were measured from the SPG plot, compared to those from the control plot. The SPG plot had 29.4% less runoff and the pollution load was reduced by 86.6% for suspended solids, 34.7% for total nitrogen and 39.1% for total phosphorus. The Chinese cabbage yield at the SPG plot was 39,600 kg/ha, which was about 40% higher than that at the control plot. These results indicated that the SPG treatment could not only reduce runoff and agricultural NPS pollution but also increase crop yield and be a best management practice for sandy loam sloping fields in Korea. © 2016 The
      Authors . Irrigation and Drainage Published by John wiley & Sons Ltd.Nous avons décrit les effets de la couverture du sol par des paillis et des amendements sur le ruissellement, la pollution diffuse et le rendement des cultures sur les champs « alpins » (ie pentus) en Corée. Deux parcelles de terrain de sable limoneux ont été préparées. L'une était une parcelle de contrôle et l'autre (SPG) était une parcelle expérimentale traitée avec de la paille de riz, du polyacrylamide (PAM) et un paillis composite de gypse (3.300 kg/ha de paille de riz + 5 kg/ha de PAM +1 tonne/ha gypse). Le chou chinois a été cultivé dans ces parcelles et sept événements pluie‐débit ont été contrôlés au cours de la saison de croissance en 2012. SPG permet un contrôle du ruissellement et de la charge polluante. La parcelle SPG avait 29,4% de moins en ruissellement et la charge de la pollution a été réduite de 86,6% pour les solides en suspension, 34,7% pour l'azote total et 39,1% pour le phosphore total. Le rendement de chou chinois à la parcelle SPG était 39.600 kg/ha, soit environ 40% de plus que la parcelle témoin. Ces résultats indiquent que le traitement SPG pourrait non seulement réduire le ruissellement et la pollution diffuse agricole, mais permettrait une meilleure pratique de gestion pour des champs en pente limono sableux en Corée, tout en augmentant le rendement des cultures. © 2016 The
      Authors . Irrigation and Drainage Published by John wiley & Sons Ltd.
      PubDate: 2016-09-20T23:15:23.184977-05:
      DOI: 10.1002/ird.2068
  • Application of an Algal Bloom Control Technique using Large Zooplankton
           Predators in An Eutrophic Agricultural Reservoir: A Preliminary Study
    • Authors: Gui‐Sook Nam; Eui‐Haeng Lee, Kwang‐Hyeon Chang
      Abstract: Massive nuisance algal blooms are a primary concern for the management of eutrophic reservoirs. The effects of biomanipulation using trophic cascade effects in the aquatic food chain vary with the conditions of applied water bodies and are controversial. However, this mode of biomanipulation has long been considered an ecosystem‐friendly approach for the management of algal blooms. In the present study, herbivorous Daphnia similoides were artificially proliferated using a large culture system and were used to control algal blooms in a eutrophic agricultural reservoir. Introduced predators proliferated rapidly in the culture tanks, and high densities were subsequently sustained. Predators were then released into the reservoir at 1‐week intervals during early summer and autumn, and 84.4% algal removal efficiency was observed and mean values of chlorophyll a concentration decreased from 219 to 34.2 mg m−3 during the algal bloom period in autumn. However, no apparent effects were observed during early summer when fish predation and water temperatures were high. These data suggest that continuous release of predators from our culture facility efficiently facilitates early expansion of zooplankton populations and maintenance of their populations in the reservoir. The effects of introduced zooplankton may be maximized with concurrent management of resident zooplanktivorous fish. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les proliférations algales massives sont une nuisance majeure pour les réservoirs eutrophes. Les effets de la biomanipulation utilisant des effets trophiques en cascade de la chaîne alimentaire aquatique varient selon les conditions des plans d'eau et sont sujets à controverse. Toutefois, ce mode de biomanipulation a longtemps été considéré comme une approche écologiquement acceptable de la gestion des proliférations d'algues. Dans la présente étude, des daphnies herbivores Daphnia similoides ont proliféré artificiellement dans grands systèmes de culture et ont été utilisées pour contrôler la prolifération d'algues dans un réservoir agricole eutrophisé. Les prédateurs ont été introduits rapidement et ont proliféré dans des réservoirs dédiés à leur culture, où l'on a maintenu des densités élevées de population. Les prédateurs ont ensuite été libérés dans le réservoir à intervalles d'une semaine pendant l'été au début et à l'automne, ce qui a eu pour conséquence de diminuer les populations algales pendant la période automnale de floraison des algues de 84.4% la concentration de chlorophylle 219 à 34.2 mg m−3. Cependant, aucun effet apparent n'a été observé au début de l'été lorsque les poissons étaient en saison de chasse et que la température de l'eau était élevée. Ces données suggèrent que la libération continue de prédateurs de notre élevage facilite l'expansion rapide des populations de zooplancton et l'entretien de leurs populations dans le réservoir eutrophe. Les effets de zooplancton introduit peuvent être maximisés en gérant simultanément les populations résidentes de poissons zooplanctivores. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-09-19T05:02:47.135302-05:
      DOI: 10.1002/ird.2070
  • Effect of Surface Cover on NPS Pollution from Sloping Fields under
           Intensive Farming in Korea
    • Authors: Joongdae Choi; Chulhee Won, Minhwan Shin, Yonghun Choi, Woonji Park, Suin Lee, Youngjoon Lee, Wongu Jeong
      Abstract: Sloping fields under intensive farming have been a major source of agricultural nonpoint source (NPS) pollution in Korea. Comprehensive studies to quantify edge‐of‐field water quality and measure surface mulch effects on NPS pollution discharge have been conducted over the past several years. Edge‐of‐field water quality was seriously degraded by NPS pollutants. The range of average event mean concentrations (EMCs) was suspended solids (SS) 547 ~ 2600 mg l−1, biochemical oxygen demand (BOD) 8.7 ~ 50.7 mg l−1, total nitrogen (TN) 3.5 ~ 21.8 mg l−1, and total phosphorus (TP) 2.4 ~ 13.1 mg l−1. Experiments treated by a rice straw mat mulch (S), S with gypsum (SG), and SG with PAM (SPG) showed good results as best management practices (BMPs) in controlling NPS pollution from sloping fields. The range of reductions by the treatments was runoff 28.3 ~ 96.7%, SS 71.5 ~ 99.5%, BOD 37.5 ~ 91.9%, TN 32.4 ~ 91.0%, and TP 43.0 ~ 95.7%. The SPG showed the best reduction effect for both runoff and NPS pollution. The S also showed encouraging results as a prospective BMP. Crop yields under the treatments also increased by up to 740% (lettuce) and 6.1 ~ 39.2% (cabbage and radish). The mulch treatments were proven to be effective for the increase of farm productivity and to improve runoff quality as well. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les champs en pente sous agriculture intensive ont été une source majeure pollution diffuse agricole en Corée. Des études générales visant à quantifier la qualité de l'eau en bout de parcelle et de mesurer les effets de paillis de surface sur la pollution diffuse été menées au cours des dernières années. La qualité de l'eau en bout de parcelle été sérieusement dégradée par la pollution diffuse. Les paillis ont consisté en un mulch de paille de riz avec (SG) ou sans (S) traitement complémentaire au gypse, et un traitement combinant les deux précédents avec du polyacrilamide (SPG). La gamme des concentrations pour des évènements moyens (EMCS) ont été, pour les matières solides en suspension (SS) de 5474 à 2.2600 mg l−1, la demande en oxygène bio‐chimique (DBO) de 8.7 à 50.7 mg l−1, l'azote total (TN) de 3.5 à 21.8 mg l−1, et le phosphore total (TP) 2.4 à 13.1 mg l−1. Les traitements avec un paillis de natte de paille de riz (S), avec du gypse (SG), et SG avec PAM (SPG) ont montré de bons résultats pour contrôler la pollution diffuse. La gamme de réductions par les traitements ont été ruissellement 28.3 à 96.7%, SS 71.5 à 99.5%, DBO 37.5 à 91.9%, TN 32.4 à 91.0%, et TP 43.0 à 95.7%. Le SPG a montré le meilleur effet de la réduction à la fois pour les eaux de ruissellement et la pollution diffuse. Le S a également montré des résultats encourageants et pourraient constituer une bonne pratique de gestion. Les rendements des cultures dans le cadre des traitements ont aussi augmenté jusqu'à 740% (laitue) et de 6.1 à 39,2% (chou et le radis). Les traitements de paillis ont prouvé leur efficacité pour l'augmentation de la productivité agricole et l'amélioration de la qualité des eaux de ruissellement. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-09-16T01:50:34.417859-05:
      DOI: 10.1002/ird.2046
  • Reduction of Non‐Point Source Pollution from Paddy Fields through
           Controlled Drainage in an Aquatic Vegetable Wetland–Ecological Ditch
    • Authors: Shihong Yang; Junzeng Xu, Jiangang Zhang, Yijiang Wang, Shizhang Peng
      Abstract: Nitrogen and phosphorus losses through runoff from paddy fields are the main sources of non‐point pollution in South China. Wetlands with non‐food aquatic plants and ditches are used separately in many countries to reduce agricultural non‐point pollution. In a field experiment conducted in the Taihu Lake Region of South China, an aquatic vegetable wetland–ecological ditch system (AWDS) with controlled drainage was constructed to purify the drainage from paddy fields. Concentrations of TN, TP, NH4+‐N and NO3−‐N in the AWDS decreased exponentially during the purification period. After 12 days of abatement, TN and TP concentrations in the outflow of the AWDS significantly decreased by 76.7 and 34.1% respectively compared to those in the inflow. In addition to the decrease in pollution concentration, the controlled drainage contributed to lower drainage from the AWDS. TN and TP loads were reduced by 90.9 and 77.8% respectively. After a growth period, nitrogen and phosphorus uptake of aquatic vegetables in the AWDS was 274 and 24.0 kg ha−1. After harvest, nitrogen and phosphorus contents in the soil increased in the AWDS compared with the contents before planting. The AWDS combined with controlled drainage practices seems to have the desirable functions to reduce non‐point pollution. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les pertes en azote et phosphore par ruissellement provenant des champs de riz sont les principales sources de pollution diffuse dans le sud de la Chine. Les zones humides avec des plantes aquatiques non alimentaires et des fossés sont utilisés séparément dans de nombreux pays pour réduire la pollution diffuse agricole. Dans une expérience menée sur le terrain dans la région du lac Taihu (Chine du Sud), un fossé géré par drainage contrôlé comme une zone humide écologique et végétale (AWDS) a été construit pour purifier le drainage des rizières. Les concentrations de TN, TP, NH4+‐N et NO3−‐N dans les AWDS a diminué de façon exponentielle au cours de la période de purification. Après 12 jours d'abattement, les concentrations TN et TP dans l'écoulement des AWDS ont significativement diminué de 76.7 et 34.1% respectivement par rapport au flux entrant. En plus de la diminution de la concentration de la pollution, le drainage contrôlé a contribué à réduire le drainage des AWDS. Les charges en TN et TP ont été réduites de 90.9 et 77.8% respectivement. Après une période de croissance, les végétaux aquatiques dans les AWDS ont prélevé 274 et 24.0 kg ha−1 d'azote et de phosphore. Après la récolte, l'azote et de phosphore du le sol ont augmenté dans les AWDS par rapport au contenu avant la plantation. Les AWDS, combinés à des pratiques de drainage contrôlé, semblent avoir les fonctions souhaitables pour réduire la pollution diffuse. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-09-16T01:36:52.963482-05:
      DOI: 10.1002/ird.2058
  • Probabilistic Risk Assessment of Flood Disaster in South Korea Under The
           Impact Of Climate Change
    • Authors: Jihoon Park; Moon Seong Kang, Inhong Song, Jung‐Hun Song, Sang Min Jun
      Abstract: The objective of this study was to develop a probabilistic method for flood‐risk assessment under climate change. The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) released the Representative Concentration Pathways (RCP) in preparation for climate change; the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios were selected to examine future flood damage. The study area was South Korea. The spatial and temporal resolutions were on a city and county basis, and four time periods (1990s: 1976–2005, 2025s: 2011–2040, 2055s: 2041–2070 and 2085s: 2071–2100). Proxy variables were selected to assess flood risk. Indicators were standardized using the Z‐score method and principal component analysis was conducted to calculate the weighting of indicators. Probability distribution of each indicator was fitted to analyse the flood risk. The generalized extreme value (GEV) distribution was selected as the appropriate distribution. Convolution was used to merge all probability density functions. The results show flood risk increasing during the 2025s period and continuing to rise up to the 2055s period. Especially, the increase from the 1990s to the 2025s is so large that countermeasures need to be developed. It also predicted that southern areas are at greater risk of flooding. These are expected to be used as appropriate data to establish an adaptation policy for climate change. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'objectif de cette étude était de développer une méthode probabiliste pour l'évaluation des risques d'inondation dans le changement climatique. Dans la perspective de l'élaboration de son 5ème rapport d'évaluation, le Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC) a publié des scénarios de référence (RCP, pour Representative Concentration Pathways); les scénarios RCP4.5 et RCP8.5 ont été retenus pour évaluer les conséquences des inondations. La zone d'étude était la Corée du Sud. Les résolutions spatiales et temporelles ont été à l'échelle de la ville et du comté, et de quatre périodes de temps (années 1990: de 1976 à 2005, années 2025: 2011–2040, années 2055: 2041–2070 et années 2085: 2071–2100). Des variables proxy ont été choisies pour évaluer les risques d'inondation. Les indicateurs ont été normalisés selon la méthode Z‐score et l'analyse de la composante principale a été menée pour calculer la pondération des indicateurs. La distribution de probabilité de chaque indicateur a été déterminée pour analyser le risque d'inondation. La distribution des valeurs extrêmes généralisées (GEV) a été choisie comme la distribution appropriée. La convolution a été utilisée pour fusionner toutes les fonctions de densité de probabilité. Les résultats montrent un risque accru d'inondation pendant la période des années 2025, qui continue à croître jusqu'aux années 2055. Surtout, l'augmentation de 1990 à 2025 est si forte que la mise en œuvre de contre‐mesures est indispensable. Il est également apparu que le risque est plus grand dans les régions du sud. Ces résultats devraient être utilisés comme des données pertinentes pour établir une politique d'adaptation aux changements climatiques. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-09-16T00:51:25.774728-05:
      DOI: 10.1002/ird.2049
  • Assessment and Mitigation of Greenhouse Gas Emissions from Groundwater
    • Authors: Samanpreet Kaur; Rajan Aggarwal, Rattan Lal
      Abstract: Irrigation with groundwater consumes considerable energy as well as water resources across the world. Using a case study from Indian Punjab, this article emphasizes how a continued and massive use of groundwater for irrigation has reduced groundwater levels and increased carbon emissions. Estimates of C emissions from groundwater pumping for irrigation in Punjab indicate that over a period of 14 years (1998–2012), groundwater use has increased by 23%; groundwater levels have fallen by 5.47 m; energy requirements have increased by 67% resulting in increase in C emissions by 110%. Emissions rates have increased from 33 to 55 g m−3 of groundwater used, and 43.2 to 78 g‐C kg−1 of grain. Thus, groundwater management is not only important to ensure sustainability of the finite resource but also is vital to control environmental consequences of groundwater use for irrigation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'irrigation avec des eaux souterraines consomme beaucoup d'énergie ainsi que les ressources en eau à travers le monde. En utilisant une étude de cas du Pendjab indien, l'article met l'accent sur la façon dont une utilisation continue et massive des eaux souterraines pour l'irrigation a réduit les niveaux d'eau souterraine et augmenté les émissions de carbone. Conduit sur une période de 14 ans (1998–2012), l'utilisation des eaux souterraines a augmenté de 23%, les niveaux d'eau souterraine ont chuté de 5.47 m, les besoins énergétiques ont augmenté de 67%, entraînant une augmentation des émissions de carbone de 110%. Les taux d'émissions ont augmenté de 33 à 55 g m−3 d'eaux souterraines utilisées, et 43.2 à 78 g‐C kg−1 de céréales. Ainsi, la gestion des eaux souterraines est importante non seulement pour assurer la durabilité d'une ressource finie, mais aussi pour contrôler les conséquences environnementales de l'utilisation des eaux souterraines pour l'irrigation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-09-13T23:45:44.511569-05:
      DOI: 10.1002/ird.2050
  • Classification of Wastewater Reuse for Agriculture: A Case Study in South
    • Authors: Hanseok Jeong; Chounghyun Seong, Taeil Jang, Seungwoo Park
      Abstract: There are several types of wastewater reuse for agriculture, and an explicit classification is necessary before providing the proper management plan for the specific type. The objective of this study was to classify types of agricultural wastewater reuse for safe and sustainable wastewater irrigation. Three criteria were applied based on the reuse circumstances in Korea: (i) whether wastewater diluted with fresh water (direct/indirect); (ii) whether planned by government agencies (planned/unplanned); (iii) treatment level of wastewater (untreated wastewater/treated wastewater/reclaimed wastewater). The wastewater reuse for agriculture was classified into seven types. This study describes characteristics and a possible management practice for each reuse type, and also provides some representative cases. The proposed classification would contribute to a better understanding of agricultural wastewater reuse and help decision makers in both Korea and developing countries having agricultural similarity with Korea to provide optimal management plans. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Il existe plusieurs types de réutilisation des eaux usées pour l'agriculture, et une classification explicite est nécessaire avant de fournir le plan de gestion approprié pour le type spécifique. L'objectif de cette étude était de classer les types de réutilisation des eaux usées pour l'agriculture sûre, saine et l'irrigation des eaux usées durable. Trois critères ont été appliqués sur la base des circonstances de réutilisation en Corée: (i) si les eaux usées dilué à l'eau douce (direct/indirect); (ii) qu'elle soit prévue par les agences gouvernementales (planifié/non planifié); (iii) le niveau de traitement des eaux usées (eaux usées non traitées/eaux usées traitées/eaux usées récupérées). La réutilisation des eaux usées pour l'agriculture a été classé en sept types. Cette étude décrit les caractéristiques et une pratique de gestion possible pour chaque type de réutilisation, et fournit également quelques cas représentatifs. La classification proposée contribuerait à une meilleure compréhension de réutilisation des eaux usées agricoles et aider les décideurs dans les deux Corée et les pays en développement ayant une similarité agricole avec la Corée de fournir des plans de gestion optimales. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-09-13T23:30:34.22269-05:0
      DOI: 10.1002/ird.2053
  • Integrated Modelling System with Uncertainty Analysis for Reservoir Water
           Quality Management in a Reclamation River Basin
    • Authors: Jonghwa Ham; Yoon‐Seok Timothy Hong
      Abstract: A developed integrated modelling system with uncertainty analysis (Monte Carlo simulation and generalized likelihood uncertainty estimation) was used to evaluate the effect of uncertainty sources on long‐term water quality and develop river basin management measures to meet the specified water quality criteria based on the predicted probability of occurrence in the reclamation river basin. The results of the deterministic integrated modelling system without uncertainty analysis showed that the Hwaong Reservoir water quality for total phosphorus (T‐P) (0.094 mg l−1) in 2022 would meet the reservoir water quality standard (0.1 mg l−1). However, the water quality prediction for the Hwaong Reservoir in 2022 using the integrated modelling system with uncertainty analysis showed that only 28% would meet the T‐P water quality standard, indicating that to meet the water quality standard with a 90% level of confidence, further river basin management measures should be applied in addition to the construction of planned wastewater treatment plants and treatment wetlands. The developed integrated modelling system with uncertainty analysis was demonstrated to be advantageous because it can allow modellers to make useful decisions about whether a river basin management plan can meet specified water quality criteria based on the probability of occurrence. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le système de modélisation intégrée a été développé en combinant le programme‐FORTRAN de simulation hydrologique avec le programme de simulation de la qualité de l'eau. Ce système de modélisation intègre l'analyse d'incertitude (simulation de Monte Carlo et estimation de l'incertitude de vraisemblance généralisée), et a été proposé pour évaluer l'effet des sources d'incertitude sur la qualité de l'eau à long terme et d'élaborer des mesures de gestion des bassins hydrographiques pour répondre à la qualité de l'eau spécifiée par des critères basés sur la probabilité prédite d'occurrence dans le bassin ou la rivière est remise en état. Les résultats du système déterministe de modélisation intégrée sans l'analyse de l'incertitude ont montré que la qualité de l'eau du réservoir Hwaong pour le phosphore total (actuellement 0.094 mg l−1) serait conforme en 2022 à la norme de qualité de l'eau applicable à un réservoir (0.1 mg l−1). Cependant, le résultat de prédiction de la qualité de l'eau en 2022 obtenu en appliquant le système de modélisation intégrée à l'analyse d'incertitude a montré que seulement 28% serait conforme à la norme de qualité de l'eau de TP. Ceci indique que pour satisfaire à la norme de qualité de l'eau avec une confiance de 90%, des mesures de gestion complémentaires des bassins doivent être appliquées, en plus de la construction d'usines et de zones humides de traitement des eaux usées. Il a été démontré que le système de modélisation intégrée couplée à l'analyse d'incertitude peut permettre aux modélisateurs de prendre des décisions utiles si le plan de gestion du bassin de la rivière peut répondre aux critères spécifiés qualité de l'eau en fonction de la probabilité d'occurrence.
      PubDate: 2016-09-07T20:40:31.176372-05:
      DOI: 10.1002/ird.2069
  • Innovative Soil Fertility Management by Stakeholder Engagement in the
           Chókwè Irrigation Scheme (Mozambique)†
    • Authors: Maite Sánchez‐Reparaz; Joris De Vente, Sebastião Famba, Dominique Rollin, Aleksandra Dolinska, Jean‐Emmanuel Rougier, Higino Fabião Tamele, Gonzalo G. Barberá
      Abstract: Appropriate soil fertility management plays an important role in irrigated systems and can contribute to reducing the yield gap. To that end, abiotic, biotic, management and socio‐economic factors need to be considered and participatory approaches need to be implemented to ensure the sustainability of the interventions.Our objective is to analyse a participatory process conducted in the Chókwè Irrigation Scheme (Mozambique) to trigger agronomic innovation in soil fertility management.Through a method combining interviews with 31 farmers, soil sampling and the organization of communities of practice we studied actual agrarian practices and farmers' knowledge about soil fertility management as well as the social and physical context. This information was the basis for selecting an association in order to promote the innovation process. A participatory planning of the innovation test was conducted. The whole process was evaluated by farmers. Adoption of the majority of the practices is limited mainly by factors related to the socio‐economic status of farmers and not to the lack of knowledge. Farmers did not highly value the participatory process itself, but valued the learning‐by‐doing process and the collaboration with researchers. We consider that the approach increased collective learning and this process triggered the innovation dynamics. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Une gestion appropriée de la fertilité des sols joue un rôle important dans les systèmes irrigués et peut contribuer à réduire l'écart de rendement. À cette fin, des facteurs abiotiques, biotiques, des facteurs de gestion et socio‐économiques doivent être pris en considération et les approches participatives doivent être mises en œuvre pour assurer la durabilité des interventions.Notre objectif est d'analyser un processus participatif conduit dans le périmètre irrigué de Chókwè (Mozambique) pour déclencher l'innovation agronomique en matière de gestion de la fertilité des sols.Grâce à une méthodologie combinant des entretiens avec 31 agriculteurs, des analyses de sol et l'organisation de communautés de pratique, nous avons étudié les pratiques agraires en conditions réelles et les connaissances des agriculteurs sur la gestion de la fertilité des sols ainsi que le contexte social et physique. Cette information fut le matériau de base pour sélectionner une association afin de promouvoir le processus d'innovation. Une planification participative de l'essai de l'innovation a été réalisée. L'ensemble du processus a été évaluée par les agriculteurs. L'adoption de la majorité des pratiques est limitée principalement par des facteurs liés au statut socio‐économique des agriculteurs et non au manque de connaissances. Les agriculteurs n'ont pas réellement apprécié le processus participatif en lui‐même, mais ils ont apprécié le processus d'apprentissage par la pratique et la collaboration avec des chercheurs. Nous considérons que l'approche a augmenté l'apprentissage collectif et ce processus a déclenché la dynamique d'innovation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-09-01T21:45:33.900785-05:
      DOI: 10.1002/ird.2054
  • Regional Analysis of Virtual Water Flow in View of Crop Consumption
    • Authors: Young Deuk Kim; Sung Hee Lee, Norihiro Itsubo, Yuya Ono
      Abstract: It is important to identify virtual water for crop production (Pvw) and consumption (Cvw) and to analyse the virtual water flow among regions for a better understanding of water resource use. The estimation of virtual water flow in a basin or between regions of a basin can contribute to finding options for water‐saving strategies, such as changing cropping pattern and land use. The objective of this study was to analyse virtual water flow by using Pvw, Cvw and virtual water content (VWC). VWC of a product is the amount of fresh water required to produce the product, expressed as m3 t−1. The virtual water consumption rate in this study is defined as Cvw/Pvw, which indicates the extent of water shortage and self‐sufficiency of water use in a region. The Cvw and Pvw of 16 regions were computed and the virtual water flow in the Han and Nakdong River basins was analysed. The analysis indicated that a shift of rice cultivation between the upper and the lower regions of these basins can save between 503 and 752 Mm3 of VW in ideal conditions. Virtual water analysis can be useful for finding solutions to improve water productivity at basin level and to reduce pressure on local water resources. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Il est important d'identifier l'eau virtuelle pour la production agricole (Pvw) et la consommation de produits agricoles (Cvw), et d'analyser les flux de cette eau virtuelle entre les régions pour une meilleure compréhension de l'utilisation des ressources en eau. L'estimation des flux d'eau virtuelle dans un bassin ou entre régions du bassin peut contribuer à trouver des options pour des stratégies d'économie d'eau, tels que le changement des successions culturales et l'utilisation des terres. L'objectif de l'étude est d'analyser le flux d'eau virtuelle en utilisant Pvw, Cvw et la teneur en eau virtuelle (VWC). VWC d'un produit est la quantité d'eau douce nécessaire pour produire le produit, exprimé en m3 t−1. Le taux de consommation d'eau virtuelle dans cette étude est défini comme Cvw/Pvw, ce qui indique l'ampleur de la pénurie d'eau et l'autosuffisance en l'eau dans la région. Cvw et Pvw de 16 régions ont été calculés et le flux d'eau virtuelle entre les bassins fluviaux du Han et du Nakdong ont été analysés. Il en ressort que le transfert de la culture du riz des régions plus élevées vers les régions basses du bassin peut épargner entre 503 et 752 Mm3. L'analyse de l'eau virtuelle peut être utile à trouver des solutions pour améliorer la productivité de l'eau au niveau du bassin et réduire les tensions sur les ressources locales en eau. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-09-01T21:35:26.97053-05:0
      DOI: 10.1002/ird.2066
  • Dynamic Behaviour of the Water–Food–Energy Nexus: Focus on Crop
           Production and Consumption
    • Authors: Inas El Gafy; Neil Grigg, Waskom Reagan
      Abstract: Water, energy, and food are interrelated and critical resources for human well‐being and environmental goals. Single‐sector national strategies that focus on individual sectors of the nexus without considering their interconnections may lead to acute unanticipated consequences. In the present study, the system dynamic model platform was used to create a new approach to analysis of dynamic behaviour, focusing on joint water–energy–food interactions stemming from crop production and consumption at the national level under different scenarios and alternatives. The developed system determines: (i) water and energy footprints of crop production and consumption; (ii) virtual water and energy import and export; (iii) the national water and energy saving balance due to trade of agricultural commodities; and (iv) a water–food–energy nexus index. A case study from Egypt was used to test the system and illustrate some of its significance. The research illustrates the importance of considering the water–food–energy nexus when developing national strategies. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'eau, l'énergie et la nourriture sont interdépendantes en tant que ressources essentielles pour le bien‐être de l'homme et les objectifs environnementaux. Les stratégies nationales mono sectorielles qui mettent l'accent sur un secteur particulier sans tenir compte de ses interconnexions peuvent conduire à des conséquences imprévues et graves. La plate‐forme du système de modèle dynamique a été utilisée pour créer une nouvelle approche de l'analyse du comportement dynamique en mettant l'accent sur les interactions mixtes eau–alimentation–énergie issues de la production et de la consommation des cultures au niveau national sous considération de différents scénarios et alternatives. Le modèle simule les interconnexions entre le montant de la production alimentaire, l'eau pour la production de ce montant, et l'énergie nécessaire à la production alimentaire, y compris l'énergie pour l'irrigation. Le système développé détermine: (i) les empreintes de l'eau et de l'énergie de production et de consommation des cultures; (ii) l'eau virtuelle et l'importation‐export d'énergie; (iii) le bilan des économies d'eau et d'énergie au niveau national dû au commerce des produits agricoles; (iv) un nouvel indice du nexus eau–alimentation–énergie. Une étude de cas en Egypte a été utilisée pour tester le système et illustrer sa portée. La recherche illustre l'importance de considérer le nexus eau–alimentation–énergie lors de l'élaboration des stratégies nationales. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-08-24T02:50:31.202982-05:
      DOI: 10.1002/ird.2060
  • Assessment of hydrological changes in a river basin as affected by climate
           change and water management practices, by using the cat model
    • Authors: Cheol Hee Jang; Hyeon Jun Kim, So Ra Ahn, Seong Joon Kim
      Abstract: This study describes the applicability of the Catchment hydrologic cycle Assessment Tool (CAT) for improving the water cycle in a river basin, and suggests appropriate water cycle improvement methods for adapting the impact of future climate change on river basin hydrology. For future assessment, the Gyeongan‐Cheon River Basin located in the north‐eastern part of South Korea was selected. To evaluate future water cycle improvement, the data from two general circulation models (GCMs), MIROC3.2 hires and HadCM3 with A1B and B1 scenarios, were adopted and downscaled by using the Long Ashton Research Station–Weather Generator (LARS‐WG) after bias correction with 30 year (baseline; 1970 ~ 2000) ground measurements. The future annual surface runoff, groundwater flow and evapotranspiration changed up to +49, −45 and +44% in the late twenty‐first‐century of MIROC3.2hires A1B scenario and up to +56, −44 and +47% in the late twenty‐first‐century of HadCM3 A1B scenario. Under the condition of water cycle improvement are included by facilities, the hydrological cycle was enhanced by increasing groundwater flow and evapotranspiration, and decreasing surface runoff. The future annual surface runoff, groundwater flow and evapotranspiration were improved by −38, +13 and +24% in the late twenty‐first century MIROC3.2hires A1B scenario, and by −38, +13 and +25% for the HadCM3 A1B scenario. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Cette étude décrit l'applicabilité de l'outil d'évaluation hydrologique d'un bassin (CAT) pour améliorer le cycle de l'eau dans un bassin versant, et suggère des adaptations du bassin pour limiter l'impact des changements climatiques futurs sur l'hydrologie de la rivière. Pour l'évaluation future, nous avons choisi le bassin de la Gyeongan‐Cheon située dans la partie nord‐est. de la Corée du Sud. Pour évaluer les améliorations possibles, nous avons adopté et dégradé les données provenant de deux modèles de circulation générale (MCG) MIROC3.2 et HadCM3 pour les scénarios d'émissions (SRES) A1B et B1. Les données ont été dégradées en utilisant le générateur stochastique de Research Station–Weather Generator (LARS‐WG) après correction des biais sur 30 années (1970 à 2000) de mesures au sol de trois stations. Les données quotidiennes du futur, de 2021 à 2100, ont été générées pour chaque station météorologique. Le ruissellement de surface annuel, l'écoulement vers les eaux souterraines et l'évapotranspiration varieraient jusqu'à +49, −45 et +44% à la fin du 21e siècle selon MIROC3.2 scénario A1B, et +56, −44 et +47% pour le scénario A1B de HadCM3, comparés respectivement à la période de référence. Si l'on considère que l'amélioration du cycle de l'eau passe par des installations et ouvrages, alors le cycle hydrologique pourrait être amélioré en augmentant le flux des eaux souterraines et l'évapotranspiration, et en diminuant le ruissellement de surface. Ceci donnerait des projections à la fin du 21e siècle sur le ruissellement de surface annuel, l'écoulement vers les eaux souterraines et l'évapotranspiration de −38, +13 et +24% pour MIROC3.2hires, scénario A1B, et −38, +13 et +25% pour le scénario A1B HadCM3, respectivement. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-08-09T02:28:15.332927-05:
      DOI: 10.1002/ird.2044
  • Effects of Beach Nourishment and the Influence of Irrigation Water
           Discharge on Byunsan Beach, West Coast, Korea
    • Authors: Jin‐Yong Choi; Jun‐Yong Park, Jung‐Hoon Choi, Jeong‐Min Lee
      Abstract: Byunsan Beach located on the west coast of Korea has been undergoing significant erosion in recent years during and after the construction of a large tidal embankment, the Saemanguem Dike, mostly because of the blocking of the sand supply from rivers. To reduce and prevent beach erosion, the Korean government decided to carry out beach nourishment in May 2012 just before the summer season. In order to monitor the performance of beach nourishment, precise measurements of beach morphology were taken 21 times during a 1‐year period from May 2012 to April 2013 by using a RTK‐GPS system. The result showed that the beach nourishment preserved the beach effectively, based on the fact that most of the additional sand remained on the beach after 1 year. Although a local part of the beach was severely eroded by a heavy volume of irrigation discharge during the summer rainy spell, it recovered within a short period of time. As a major erosional event the whole area of the beach experienced massive erosion in a strong cyclone, Typhoon Sanba, in September 2012, but the beach recovered rapidly after the typhoon. Sediment accumulation also took place during the winter season, retaining the sand and aiding recovery of the beach. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.La plage de Byunsan située sur la côte ouest de la Corée montre depuis plusieurs années un état d'érosion important consécutif à la construction d'un grand remblai de protection maritime, le Saemanguem Dike, principalement en raison du blocage de l'approvisionnement en sable provenant des rivières. Afin de réduire et de prévenir l'érosion des plages, le gouvernement coréen a décidé d'effectuer le rechargement des plages, dans le mois de mai 2012, juste avant la saison estivale. Pour la surveillance de la performance de rechargement de la plage, des mesures précises de morphologie de la plage ont été faites 21 fois au cours d'une période d'un an de mai 2012 à avril 2013, en utilisant un système RTK‐GPS. Le résultat a montré que le rechargement a préservé la plage car la plupart du sable apporté était resté sur la plage après un an. Une petite partie de la plage a été érodée sévèrement par un le déversement important du canal d'irrigation pendant un épisode pluvieux estival, mais la plage s'est. reconstituée après un court laps de temps. La plage a connu une érosion massive due à un cyclone de forte intensité (Sanba en septembre 2012), mais la plage a récupéré rapidement après le cyclone. L'accumulation de sédiments a également prévalu au cours de la saison d'hiver pour conserver et récupérer la plage. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-08-08T09:55:17.305666-05:
      DOI: 10.1002/ird.2048
  • Estimation of Runoff Ratios of Pesticide Residue from Paddy Fields Using
           the RICEWQ Model
    • Authors: So‐Hyun Jin; Dong‐Ho Choi, Kwang‐Sik Yoon, Woo‐Jung Choi, Jae‐Han Shim
      Abstract: Runoff ratios, of losses by runoff to applied amounts, of pesticides butachlor, oxadiazone, chlorpyrifos‐me, diazinon, 2,4‐D and carbaryl were estimated using the RICEWQ model in certain paddy fields. To reflect the actual water management by farmers, the water balance of a paddy field in Korea was monitored. A hydrology submodel was calibrated with observed field data. Laboratory incubation tests were conducted and the decaying pesticide concentrations monitored. Parameters for the pesticide submodel were determined by using incubation test results after calibration. The RICEWQ model simulated runoff and concentrations of the pesticide using the calibrated hydrologic and pesticide submodels under a conventional pesticide application scenario. The runoff ratio of each pesticide was estimated based on simulation results. When the application date of the pesticide was varied up to 7 days, the runoff ratios of butachlor, oxadiazone, chlorpyrifos‐me, diazinon, 2,4‐D and carbaryl varied between 13.1 ~ 17.5, 1.2 ~ 1.4, 0.57 ~ 0.66, 12.0 ~ 20.5, 21.9 ~ 28.9 and 12.7 ~ 14.3%, respectively. In general, pesticides with a longer half‐life and a lower soil‐water partitioning coefficient for organic compounds (Koc) resulted in a higher runoff ratio. The simulation results showed that proper application practice and drainage management are to be recommended to reduce the runoff ratio of pesticides. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le coefficient de ruissellement (rapport entre les pertes par ruissellement et la quantité appliquée de pesticides) de six pesticides (butachlor, oxadiazone, chlorpyrifos‐me, diazinon 2,4‐D, carbaryl) issus de rizières a été estimé en utilisant le modèle de RICEWQ. Pour tenir compte de la gestion réelle de l'eau par les agriculteurs, nous avons suivi les entrées et les sorties d'une rizière expérimentale en Corée. Un sous‐modèle hydrologique a été calibré avec les résultats du bilan hydrique observé. Des tests d'incubation de laboratoire ont été effectués pour surveiller la décomposition des pesticides. Les paramètres pour le sous‐modèle de pesticide ont été déterminés à l'aide de résultats de tests d'incubation après le calibrage. Le modèle de RICEWQ a été utilisé pour simuler un scénario d'application conventionnel des pesticides. Le ratio de ruissellement de chaque pesticide a été estimé sur la base des résultats de simulation. Lorsque la date de pesticides de l'application a été modifiée jusqu'à 7 jours, le taux de ruissellement des butachlor, oxadiazone, chlorpyrifos‐me, diazinon, le 2,4‐D et le carbaryl variée 13.1 à 17.5, 1.2 à 1.4, 0.57 à 0.66, 12.0 à 20.5, 21.9 à 28.9 et 12.7 à 14.3% respectivement. En général, les pesticides ayant une demi‐vie plus longue et un plus faible Koc ont donné lieu à un coefficient de ruissellement plus élevé. Les résultats des simulations ont montré que la pratique de la bonne application du pesticide et la gestion de drainage sont recommandées pour réduire le coefficient de ruissellement de pesticides. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-08-08T09:55:11.491624-05:
      DOI: 10.1002/ird.2057
  • Approach of Land Cover Based Asymptotic Curve Number Regression Equation
           to Estimate Runoff
    • Authors: Jichul Ryu; Younghun Jung, Dong Soo Kong, Bae Kyung Park, Yong Seok Kim, Bernard A. Engel, Kyoung Jae Lim
      Abstract: The Natural Resources Conservation Service‐Curve Number (NRCS‐CN) method has been used widely for estimation of direct runoff. However, the determination methods of CN values for land covers from the National Engineering Handbook Chapter 4 (NEH‐4) are inadequate due to uncertainty raised in determining the of the hydrologic soil group, which could change from reported soil survey data due to soil compaction and other human activities. To overcome these drawbacks, an asymptotic CN (ACN) regression equation for the relationship between measured streamflow and rainfall for gauged river basins (ACN‐RB) was developed and used in various studies. The ACN‐RB determines various CN values depending on the amount of rainfall in an event. The ACN‐RB has limitations in application to ungauged river basin because the ACN‐based CN values do not consider various land covers. Accordingly, 13 land cover‐based asymptotic CN regression equations (LC‐ACN‐REs) were developed and evaluated in this study by comparing estimated direct runoff with measured data. The estimated direct runoff using the LC‐ACN‐REs, which were classified as “standard types”, matched observed direct runoff well, as evidenced by a Nash‐Sutcliff efficiency (NSE) value of 0.78 for Jungrang A basin and a NSE value of 0.73 for Tancheon A basin. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.La méthode des curver numbers du service natural conservation des ressources (NRCS‐CN) a été largement utilisée pour l'estimation de ruissellement direct. Cependant, les méthodes de détermination des valeurs de CN données par le manuel national de l'ingénierie (National Engineering Handbook Chapitre 4 ; NEH‐4) sont inadéquates en raison de l'incertitude dans la détermination du groupe hydrologique de sols ; cette classification est. de nature à évoluer en raison des tassements du sol et d'autres activités humaines. Afin de remédier à ces inconvénients, une équation de régression asymptotique du CN pour la relation entre le débit mesuré et les précipitations a été élaborée pour des bassins hydrographiques calibrés (ACN‐RB) et utilisée dans diverses études. L'ACN‐RB détermine différentes valeurs CN selon la quantité de précipitations au cours d'un épisode. L'ACN‐RB a aussi ses limites dans l'application aux bassins non jaugés parce que ces valeurs CN ne considèrent pas la diversité des couvertures terrestres. En conséquence, les équations de régression (LC‐ACN‐RE) de treize couvertures terrestres ont été proposées et évaluées dans cette étude, en comparant le ruissellement direct estimé avec les données mesurées. Les ruissellements directs estimés, qui ont été proposés comme types standard, sont bien en accord avec les valeurs observées, comme en témoignent les coefficients de Nash‐Sutcliff obtenus pour deux bassins, de 0,78 pour le bassin de Jungrang et de 0,73 pour le bassin de Tancheon. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-07-25T01:05:35.540977-05:
      DOI: 10.1002/ird.2047
  • Impact of Different Fertilizer Types on Nutrient Pollutant Loads from Rice
           Paddy Fields in South Korea†
    • Authors: Jeong‐Ryeol Jang; Eun‐Mi Hong, Inhong Song, Moon‐Seong Kang, Jae‐Young Cho, Young‐Kweon Cho
      Abstract: The objective of this study was to evaluate the effects of best management practices (BMPs) on nutrient load reduction from rice paddy fields. Three different fertilizations were considered as the study BMPs: slow‐release chemical fertilizer (SC), swine compost manure (CM) and swine liquid manure (LM). Two experiments were conducted independently in fields with sizes of 100 × 40 m in the Saemangeum region. One experiment was conducted at Iksan City to compare conventional chemical fertilizer (CA) with SC in non‐point source (NPS) surface runoff, while the other was conducted at Kimje City to compare chemical fertilizer (CB) with CM and LM. Nutrient surface discharge from the SC‐treated paddy was 50–55% less than from the CA‐treated paddy. The nutrient loads from the LM‐ and CM‐treated fields were 18–48% less than the CB field. This indicates that the SC, CM and LM applications can effectively reduce paddy surface nutrient loads and thus be alternatives to chemical fertilizer application. However, rice yield was slightly decreased (by approximately 7.5%) in the SC‐treated field compared to the CA‐treated field. With certain compensation measures for the economic losses, the alternative fertilization can be sustainable ways for paddy nutrient load reduction. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Cette étude a été réalisée pour évaluer l'effet de la réduction des nutriments de rizicole en cas d'introduction de meilleures pratiques de gestion (MPG) comme les engrais chimique à libération lente (SC), le compost de fumier porcin (CM) et le lisier de porcs (LM). Ces trois engrais ont été testés en comparant la pratique des engrais chimiques traditionnels (CA, CB) sur le bassin versant Saemangeum en 2013. Le flux de nutriments des rizières traitées avec des SC était inférieur de 50 à 55% de celles traitées par CA. Le flux des nutriments des rizières traitées avec des LM et CM était inférieur de 18 à 48% à celles traitées avec des CB. Ce résultat montre que l'application des SC, CM et LM peut réduire le flux des nutriments des rizières et constituer ainsi une alternative à l'utilisation de la fertilisation chimique. Mais le rendement du riz des rizières traitées avec des SC a diminué de 7.5% par rapport à celles traitées avec des CA. Avec l'application de certaines mesures de compensation pour les pertes économiques des agriculteurs, la mise en œuvre de la fertilisation alternative peut‐être adaptée à la réduction des flux en éléments nutritifs des rizières. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-07-15T00:21:12.137398-05:
      DOI: 10.1002/ird.2041
  • Vegetative Filter Strip (Vfs) Applications for Runoff and Pollution
           Management in the Saemangeum Area of Korea
    • Authors: Kyung‐Sook Choi; Seul‐Gi Lee, Jeong‐Ryeol Jang
      Abstract: This study was conducted to develop a vegetative filter strip (VFS) technique to manage agricultural non‐point source (NPS) pollution in the region in Korea. The experimental plots were constructed with two different sizes and slopes in the uplands within the Saemangeum Basin. The soil type of the study area was classified as loam with NRCS hydrologic soil type B, and showed typical upland soil characteristics. The rainfall–runoff relationships and NPS pollution reduction effects of the VFS were assessed, and the total cost of VFS application was estimated. It was noted that runoff reduction effects ranged from 14.1 to 69.3%, and NPS pollution reduction effects were 9.8–94.2% in suspended solid (SS), 24.0–73.3% in total nitrogen (T‐N) and 47.6–80.9% in total phosphorus (T–P) from the VFS plots. The variations of VFS effects were caused by various factors including size and slope of the source area, cover ratio and width of VFS, as well as rainfall characteristics. The total VFS application cost was estimated to be approximately US$3390 ha−1 yr.−1, considering the costs for construction and maintenance of the VFS system and the loss of benefit caused by giving up crop cultivation in the area needed for VFS construction. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Cette étude a été menée afin de développer une technique de bande filtrante végétalisée (VFS) afin de gérer la pollution diffuse d'origine agricole (NPS) dans la région de Saemangeum en Corée. Les parcelles expérimentales ont été construites dans les pentes des hautes terres du bassin de la Saemangeum. Le type de zone d'étude de sol a été classé comme un limon de type B selon la classification hydrologique NRCS des sols. Les relations pluie–débit et les effets des systèmes VFS réduction de la pollution diffuse ont été évalués, et le coût total de l'application VFS a été estimé. Il a été noté que le ruissellement a été réduit de 14.1 à 69.3%, et la pollution était de 9.8 à 94.2% pour les matières en suspension (SS), de 24.0 à 73.3% pour l'azote total (TN) et de 47.6 à 80.9% pour le phosphore (TP). Les variations des effets VFS ont été causés par divers facteurs, notamment la taille et la pente de parcelle, le ratio de couverture et la largeur de VFS, ainsi que les caractéristiques des précipitations. Le coût total de l'application VFS a été estimée à environ 3,390 US$ par hectare et par an, compte tenu des coûts pour la construction et l'entretien du système VFS et la perte de profit causée par l'abandon des cultures dans la région nécessaire pour la construction VFS.
      PubDate: 2016-07-15T00:21:08.890881-05:
      DOI: 10.1002/ird.2043
  • Statistical Framework to Assess Water Quality for Irrigation and Drainage
    • Authors: M. Shaban
      Abstract: The rapid pace of economic growth in Egypt has been accompanied by resource depletion and environmental degradation. Consequently, management action and regular assessment to meet the challenges are essential.The aim of this work is to introduce a statistical framework to assess water quality for irrigation and drainage canals in accordance to monitoring objectives that deal with pollutant concentrations and loads.The water quality/quantity data collected from 2000 to 2013 for the El‐Salam Canal and the Hadus Drain in Egypt were used as case studies. A framework that includes a series of statistical tools was employed to facilitate better handling of the collected data and then transform it into fruitful information. These tools included descriptive statistics, frequency/percentile analysis and presenting pollutant loads through boxplot analysis. Finally, hierarchical cluster analysis was employed to classify the monitoring locations into a number of groups that have similar water quality conditions.The success in applying the proposed framework to the El‐Salam Canal and Hadus Drain data showed its effectiveness and applicability to check compliance with water quality standards and allocate waste loads from different sources as well as classifying water quality status. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le rythme rapide de la croissance économique en Egypte a été accompagné par l'épuisement des ressources et la dégradation de l'environnement. Par conséquent, des mesures de gestion et une évaluation régulière sont essentielles pour relever les défis.Le but de ce travail est. de présenter un cadre statistique pour évaluer la qualité de l'eau dans les canaux d'irrigation et de drainage en accord avec des objectifs de suivis des charges et concentrations en polluants.Les données de qualité/quantité d'eau collectées de 2000 à 2013 pour El‐Salam Canal et Hadus drainage en Egypte ont été utilisées comme études de cas. Un cadre qui comprend des séries d'outils statistiques a été utilisé pour faciliter une meilleure gestion des données collectées, pour les transformer en informations utilisables. Ces outils comprenaient des statistiques descriptives: fréquence/analyse des percentiles et représentant les charges de polluants à travers l'analyse boxplot. Enfin, une analyse par classification hiérarchique a été utilisée pour classer les sites de surveillance en groupes ayant des conditions de qualité de l'eau similaires.Le succès de l'application du cadre proposé aux données de El‐Salam Canal et au réseau de drainage de Hadus a montré son efficacité et son applicabilité pour vérifier la conformité aux normes de qualité de l'eau et distribuer les charges provenant de différentes sources tout en classant les eaux suivant leur qualité. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-07-08T01:36:04.785073-05:
      DOI: 10.1002/ird.2042
  • A Plot‐Scale Monitoring Experiment To Assess The Agricultural
    • Authors: Min Won Jang; Dong Hyeon Kim, Jeong Ryeol Jang, Sang Min Kim
      Abstract: The objective of this study was to assess the non‐point source pollution reductions by a silt fence and berm through field monitoring. Experimental plots were established in two sizes on three slopes (110 m2 on 3 and 9% slopes, and 225 m2 on 6% slope). Flumes were used to monitor plot runoff. Runoff samples were collected during heavy rainfall (12 events from 2011 to 2014) for subsequent analysis. Cultivated crops were radish, Chinese cabbage and soybean. Runoff from the silt fence and berm treatment plots was 23.1 and 25.8% lower, respectively, than that from the control plot. On average the silt fence reduced BOD losses by −10.0% (i.e. 10% increase), COD by 28.7%, T‐N by 42.5%, T–P by 22.7%, and SS by 48.0% compared to losses from the control plot. The berm reduced BOD losses by 34.1%, COD by 30.0%, T‐N by 30.8%, T–P by 68.9%, and SS by 59.9% compared to losses from the control plot. The SS load reductions were statistically significant (5% level). Thus, the silt fence and berm were both effective in reducing pollutant losses in surface runoff. However, long‐term monitoring is required to obtain a more quantitative and reliable description of the reduction effect for diverse crops. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'objectif de cette étude était d'évaluer par suivi sur le terrain les effets de fascines et de bermes en limon sur la pollution diffuse agricole. Deux tailles de parcelles d'expérimentation ont été utilisées, à savoir: 5 m de large et 22 m de long pour 9% de pente et 15 m de côté pour 6% de pente. Les dédits ont été mesurés par des canaux jaugeurs et le recueil des échantillons confié à des échantillonneurs automatiques commandés à distance. Les plantes cultivées étaient du radis et du chou chinois pour 2011 et 2012 et du soja pour 2013 et 2014. Les échantillons de qualité de l'eau ont été recueillis pour 12 évènements de 2011 à 2014. Le ruissellement des parcelles avec fascines et des parcelles avec bermes était de 23.1 et de 25.8% inférieurs à celui du contrôle, respectivement. Les fascines ont permis de réduire la DBO de 10.0%, la DCO de 28,7%, l'azote total de 42.5% (TN), le phosphore total de 22.7% (TP) et les matières en suspension de 48.0% (SS); pour la berme, les taux de réduction, comparés au témoin, ont été de: DBO 34.1%, COD 30.0%, TN 30.8%, TP 68.9%, et SS 59.9%. Les différences pour les deux traitements sont significatives au seuil de 5% pour les SS. Les résultats de l'expérimentation indiquent que les fascines et les bermes étaient efficaces pour réduire à la fois les polluants le ruissellement de surface. Toutefois, le suivi à long terme est. nécessaire pour obtenir des résultats sur un plus grand nombre de cultures et augmenter la fiabilité des résultats. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-07-08T01:35:55.724332-05:
      DOI: 10.1002/ird.2045
  • Development of Optimal Pipe Size Design Tool for Irrigation Systems and
           its Application to Saemangeum Reclamation Area
    • Authors: Do Guen Yoo; Young Hwa Kim, Young Deuk Kim, Jaeyong Cho, Joong Hoon Kim
      Abstract: This study aims to develop an economical tool for pipe size (diameter) design, i.e. a model, by using optimization techniques for agricultural irrigation systems. The developed model is validated through applications to an actual target region (Saemangeum reclamation area, zone 6). A newly developed metaheuristic optimization algorithm, termed a proportional genetic harmony search algorithm (PGHSA), is proposed in this study. To evaluate the optimization results of pipe diameters for the target region, the cost and hydraulic results of the initial and optimal designs are investigated by means of a comparison. Spatial equalization of nodal pressure and the economic velocity of each pipe are used as indicators for evaluating the hydraulic stability of the irrigation system. The results indicate that the proposed optimal design model can save construction cost considerably, by 1–11%, in comparison to the original plans. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.La présente étude vise à développer un outil économique pour le dimensionnement (calcul du diamètre) des tuyaux des systèmes d'irrigation agricole, en utilisant des techniques d'optimisation. Le programme développé a été validé avec des applications à une région cible réelle (le projet d'aménagement de la zone de Saemangeum, secteur 6). Un nouvel algorithme d'optimisation méta‐heuristique, appelé algorithme de recherche de l'harmonie génétique proportionnelle (PGHSA), est. élaboré et proposé dans cette étude. Pour comparer et évaluer les résultats de l'optimisation initiale des diamètres de tuyaux, le coût et les résultats hydrauliques de la conception initiale et le dimensionnement optimisé ont été étudiés. L'égalisation de la répartition de la pression nodale et la vitesse économique de chaque tuyau sont utilisées comme des indicateurs dans l'évaluation de la stabilité hydraulique du système d'irrigation. Les résultats indiquent que le modèle proposé de dimensionnement optimal peut économiser considérablement le coût de construction, de 1 à 11%, par rapport aux plans originaux. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-06-07T19:25:34.858073-05:
      DOI: 10.1002/ird.2028
  • Climate Change Impacts on Agricultural Drought with Consideration of
           Uncertainty in CMIP5 Scenarios
    • Authors: Jaepil Cho; Gwangdon Ko, Kwangyoung Kim, Chansung Oh
      Abstract: This study was conducted to evaluate the impact of climate change on agricultural drought on 104 agricultural reservoirs in Korea. The bias corrected data appropriately reproduced the temporal trends of inflow from upstream river basins, irrigation water demand from paddy areas and reservoir storage level. When eleven climate model data were applied to a representative reservoir, inflow by individual models had a range of ‐11.5 to 11.1%, compared to the multi‐model ensembles mean value. Water demand also showed a similar trend to the inflow, had a range of ‐11.0 to 10.0%, while storage level had a narrow range of ‐3.9 to 2.1%. When 104 reservoirs were considered, inflow in the future period (2011 ~ 2040) increased by 7.8 and 9.3% for the Representative Concentration Pathways (RCP) 4.5 and 8.5 scenarios, respectively, mainly due to the increase in precipitation. Similarly, irrigation water demand increased by 2.3 and 1.6% for RCP4.5 and 8.5, respectively, due to the increase in temperature. As a result, the water storage level increased by 0.7 and 0.5% for RCP4.5 and 8.5, respectively. However, despite the increase in average reservoir storage level, the frequency of the number of droughts more severe than 10 year frequency drought increased. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Cette étude a été menée afin d'évaluer l'impact du changement climatique sur la sécheresse agricole de 104 réservoirs agricoles en Corée. Les données corrigée des biais reproduisent de manière appropriée les tendances temporelles des flux entrant en provenance des bassins en amont, la demande en eau d'irrigation pour les rizières et le niveau de remplissage du réservoir. Lorsque les données onze modèles climatiques globaux (MCG) ont été appliquées à un réservoir représentatif, le flux entrant estimé pour chaque modèle était dans une gamme de ‐11,5 à 11,1%, par rapport à la moyenne de tous les modèles tous ensamble (MME). La demande en eau des zones de paddy a également montré une tendance similaire de ‐11,0 à 10,0%, tandis que le niveau de stockage a une gamme étroite ‐3,9 à 2,1%. Les entrées dans les 104 réservoirs pour la période à venir (2011 ~ 2040) a augmenté de 7,8 et 9,3% pour les scénarios RCP 4,5 et 8,5, respectivement, principalement en raison de l'augmentation des précipitations. De même, la demande en eau d'irrigation a augmenté de 2,3 et 1,6% pour ces mêmes scénarios, en raison de l'augmentation de la température. En conséquence, le niveau de stockage d'eau a augmenté de 0,7 et 0,5%, respectivement, pour RCP4.5 et 8,5. Cependant, en dépit de l'augmentation du niveau moyen de stockage du réservoir moyenne, la fréquence du nombre de sécheresses sévères ‐actuellement décennale‐ augmente. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-06-06T20:40:33.024879-05:
      DOI: 10.1002/ird.2035
  • Modification of DWCM‐AgWU Model Applied to A Paddy‐Dominant
           Basin with Large Dams
    • Authors: Jutithep Vongphet; Takao Masumoto, Hiroki Minakawa, Ryoji Kudo
      Abstract: The Distributed Water Circulation Model incorporating Agricultural Water Use (DWCM‐AgWU) was modified and the revised model was applied to assess water use in the Chao Phraya River basin in Thailand for the years 2008–2011, during which there were droughts and floods. A reservoir management model was introduced to incorporate two large dams (Bhumibol and Sirikit dams), with several remote irrigated areas in water allocation/management, and performed special treatments of flood peaks to account for agricultural practices. In the system, the two dams are the main sources of irrigation water during the dry season and they are used to control floods during the rainy season. Moreover, for the lower Chao Phraya River from Nakhon Sawan to the sea, another special water management was applied on rainy days to keep the release at the Chao Phraya Diversion Dam at or below a certain threshold. That is, when discharge exceeded the threshold, water was diverted to main irrigation canals on the western and eastern sides of the Greater Chao Phraya Irrigation Project. According to the simulation, the average relative error between the calculated and observed daily discharge was 21% at the Nakhon Sawan station, which is located below the confluences of the four main tributaries of the Chao Phraya River. The modified model will enable continuous calculations for mitigating the impacts of extreme events, such as the 2011 flood in Thailand, managing the use of irrigation water, and proposing adaptive countermeasures to climate change. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Nous avons modifié le modèle (DWCM‐AgWU) de circulation et de distribution de l'eau avec intégration de l'utilisation de l'eau agricole, et appliqué ce modèle modifié en vue de l'évaluation de l'utilisation de l'eau dans le bassin versant de Chao Phraya en Thaïlande pendant les années 2008 à 2011 et durant lesquelles des sécheresses et des inondations se sont produites. Nous avons introduit un modèle de gestion de réservoir afin d'intégrer deux grands barrages (barrages de Bhumibol et de Sirikit) comportant plusieurs zones d'irrigation éloignées pour la répartition et la gestion de l'eau et eu recours à des traitements spéciaux des pointes de crue pour représenter les pratiques agricoles. Dans ce système, les deux barrages représentent les sources principales de l'eau d'irrigation pendant la saison sèche et sont utilisés afin de contrôler les crues pendant la saison des pluies. Par ailleurs, nous avons appliqué aux biefs inférieurs du bassin, de Nakhon Sawan jusqu'à la mer, une gestion de l'eau spéciale pour les jours de pluie afin de conserver la surverse au niveau du barrage de diversion de Chao Phraya autour d'une certaine valeur seuil; ainsi, au‐delà de cette valeur, l'eau était détournée vers les canaux d'irrigation principaux des bordures occidentales et orientales du projet d'irrigation de Chao Phraya. D'après la simulation, l'erreur relative moyenne entre les rejets quotidiens calculés et observés était de 21% à la station Nakhon Sawan à l'aval de la confluence des quatre principaux affluents de la rivière Chao Phraya. Le modèle modifié va permettre des calculs continus en vue de l'atténuation des impacts d'évènements extrêmes tels que les inondations de 2011 en Thaïlande et de proposer des contre‐mesures adaptatives au changement climatique. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-06-02T00:05:46.656512-05:
      DOI: 10.1002/ird.2013
  • Paddy Field Modelling System For Water Quality Management
    • Authors: Jung‐Hun Song; Jeong Hoon Ryu, Jihoon Park, Sang Min Jun, Inhong Song, Jeongryeol Jang, Sang Min Kim, Moon Seong Kang
      Abstract: The objective of this study was to develop a paddy field modelling system for predicting pollutant (nutrient) loads and evaluating various best management practices (BMPs) on paddy fields. The system consists of a pre‐processing component, the CREAMS‐PADDY (Chemicals, Runoff, and Erosion from Agricultural Management Systems for PADDY) model, and a post‐processing component. The CREAMS‐PADDY was selected as the core model. The pre‐processing component included manipulation of meteorological data, management of input parameters such as spatial characteristics and farming methods, batch running, and implementing various scenarios. The post‐processing component contained visualization of water and nutrient balance components and statistical analyses for calibration, validation and application. To evaluate the applicability of the developed system, reduction effects on water control methods in paddy fields were simulated. Model parameters related to hydrology and water quality were calibrated and validated by comparing model predictions with field data collected over 2 years. The simulation results indicated that reducing nutrient loss through surface drainage by water‐saving irrigation and raising drainage outlet heights could protect downstream water quality. The simulation system will be a useful tool for planning BMPs to reduce nutrient loads from paddy fields in various regions including Korea. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'objectif de cette étude était de développer un système de modélisation de rizière pour prédire les charges polluantes (nutriments) et évaluer diverses pratiques de gestion (BMP) sur les rizières. Le système se compose d'un composant de pré‐traitement, le modèle CREAMS‐PADDY (acronyme en anglais pour produits chimiques, eaux de ruissellement, érosion des systèmes de gestion agricole pour le riz) modèle, et un composant de post‐traitement. Le CREAMS‐PADDY a été choisi comme le modèle de base. Le composant de pré‐traitement inclut la manipulation des données météorologiques, la gestion des paramètres d'entrée tels que les caractéristiques spatiales et des méthodes de culture, le traitement en arrière‐plan, et l'implémentation de différents scénarios. Le composant de post‐traitement contenait visualisation des bilans hydriques qualitatif et quantitatif de l'eau, et des analyses statistiques pour l'étalonnage, la validation et l'application. L'applicabilité d'un système donné est. évaluée en simulant ses effets de réduction sur le contrôle de l'eau dans les rizières. Les paramètres des modèles liés à l'hydrologie et à la qualité de l'eau ont été calibrés et validés en comparant les prédictions du modèle avec des données de terrain recueillies sur deux ans. Les résultats des simulations indiquent que la diminution des pertes d'éléments nutritifs pour protéger la qualité de l'eau en aval peut s'obtenir en diminuant le drainage de surface, résultat d'une irrigation économe en eau, et par l'augmentation de la hauteur des sorties de drainage. Le système de simulation sera un outil utile pour la planification des BMP afin de réduire les charges en nutriments des rizières dans les différentes régions, y compris la Corée. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-06-01T23:30:40.523391-05:
      DOI: 10.1002/ird.2034
  • Assessment of Options for the Sustainable Use of Agricultural Drainage
           Water For Irrigation in Egypt by Simulation Modelling
    • Authors: M.A.S. Wahba
      Abstract: The water management simulation model DRAINMOD‐S was applied to simulate different strategies for using agricultural drainage water for irrigation over a 20‐year period. The irrigation strategies considered were: (i) fresh/non‐saline water as the baseline for comparison; (ii) drainage water of different salinities; (iii) cyclic use of fresh water and drainage water; (iv) deficit irrigation combined with controlled drainage; and (v) interseasonal cyclic use of drainage water and fresh water (2 years drainage/2years fresh).The study area was in the North‐West Delta of Egypt which already uses fresh canal water blended with agricultural drainage water for irrigation. The most common 2‐year crop rotation in the area of wheat–maize–berseem–cotton was simulated. Four different drainage water salinities (4, 8, 12, 16 dS m−1) were simulated and three different options for the freshwater/drainage water cycle.Better results were found, yields being maintained, for the strategies of deficit irrigation combined with controlled drainage, cyclic use of agricultural drainage water of 4–12 dS m−1 with fresh water and the inter‐seasonal cycling of drainage and fresh water. These results provide a set of sustainable options for using agricultural drainage water for irrigation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le modèle de simulation de gestion de l'eau DRAINMOD‐S a été appliqué pour simuler différentes stratégies d'utilisation de l'eau de drainage agricole pour l'irrigation sur une période de 20 ans. Les stratégies d'irrigation envisagées étaient: (i) leau douce comme base de comparaison; (ii) des eaux de drainage de salinités différentes; (iii) l'utilisation alternée de l'eau douce et de l'eau de drainage; (iv) une irrigation déficitaire combinée à un drainage contrôlé; et (v) l'utilisation cyclique inter‐saisonnière de l'eau de drainage et d'eau douce (2 ans avec eaux de drainage et deux années fraîches).La zone d'étude était à l'Ouest du Nord‐Delta en Egypte, qui utilise déjà de l'eau douce du canal mélangée avec de l'eau de drainage agricole pour l'irrigation. La rotation des cultures de deux ans la plus commune dans cette zone (blé–maïs–bersim–coton) a été simulée. Quatre différentes salinités deau de drainage (4, 8, 12, 16 dS m−1) ont été simulées et trois options différentes pour lalternance eau douce/eau de drainage.De meilleurs résultats ont été trouvés, avec maintien des rendements, pour les stratégies d'irrigation déficitaire combinés avec du drainage contrôlé, l'utilisation alternée des eaux de drainage agricole de 4–12 dS m−1 avec de l'eau douce, et lalternance inter‐saisonnière deau de drainage et d'eau douce. Ces résultats fournissent un ensemble d'options pour l'utilisation durable de l'eau de drainage agricole pour l'irrigation.
      PubDate: 2016-06-01T22:00:30.952529-05:
      DOI: 10.1002/ird.2029
  • Hydrologic Evaluation of River Basin Scale Tillage Effects on Non‐Point
           Source Loads from Upland Crop Areas†
    • Authors: So Ra Ahn; Joong Dae Choi, Seong Joon Kim
      Abstract: This study used the Hydrological Simulation Program—Fortran (HSPF) model to evaluate the river basin scale effects of nonpoint source (NPS) pollution loads caused by tillage and no‐tillage applications to upland crop areas. The study site was the Byulmi‐cheon river basin (1.21 km2) of South Korea. Hourly rainfall, discharge and stream water quality data for 2 years (2012–2013) were collected at the river basin outlet. The HSPF model under tillage conditions was calibrated using 23 rainfall events with an average Nash–Sutcliffe model efficiency value for runoff of 0.61 and determination coefficients for sediment, total nitrogen (T‐N) and total phosphorus (T–P) of 0.58, 0.61 and 0.62 respectively. The field experiment results from the no‐tillage plots with slopes of 3 and 8% under radish and sesame cultivation showed decreases in the runoff ratio, sediment, T‐N and T–P of 10.8, 81.7, 11.9 and 17.1% respectively. The HSPF model parameters soil bulk density (BD) and soil infiltration capacity (INFILT) were controlled for the upland crop areas during the evaluation of the no‐tillage effects. By increasing the parameter values from 1.33 Mg m−3 BD and 4.1 mm h−1 INFILT for the tillage condition to 1.90 Mg m−3 BD and 8.9 mm h−1 INFILT for the no‐tillage condition, the river basin runoff ratio and sediment, T‐N and T–P values were reduced by 10.3, 56.7, 18.3 and 35.9% respectively. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Cette étude a utilisé le programme de simulation hydrologique‐Fortran (CPSC) pour évaluer à l'échelle du bassin versant la pollution diffuse causée par deux modalités de mise en culture des zones de hautes, avec travail du sol et sans travail du sol. Le site d'étude était le bassin de la Byulmi‐cheon (1.21 km2) en Corée du Sud. Les précipitations horaires, les débits et de qualité de l'eau ont été recueillis à la sortie du bassin pendant 2 ans (2012–2013) au pas de temps horaire. Le modèle CPSC a été calibré en utilisant 23 événements pluvieux avec une valeur de 0.61 du coefficient moyen de ruissellement de Nash–Sutcliffe de ruissellement, et des coefficients de détermination pour les particules en suspension, l'azote total (TN) et le phosphore total (TP) de 0.58, 0.61 et 0.62 respectivement. Les résultats de l'expérience de terrain des parcelles sans labour avec des pentes de 3 et 8% et cultivées en radis et sésame ont montré une diminution du coefficient de ruissellement, des particules en suspension, TN et TP de 10.8, 81.7, 11.9 et 17.1% respectivement. Les paramètres d'entrée de CPSCT que sont la densité du sol (BD) et sa capacité d'infiltration (INFILT) ont été contrôlés lors de l'évaluation des effets du non‐labour. En augmentant les valeurs des paramètres de 1.33 Mg m−3 BD et 4.1 mm h−1 INFILT pour la condition de travail du sol à 1.90 Mg m−3 BD et 8.9 mm h−1 h INFILT pour la condition de non‐travail du sol, le ratio de ruissellement et les valeurs de particules en suspension, TN et TP ont été réduits de 10.3, 56.7, 18.3 et 35.9%, respectivement.
      PubDate: 2016-05-26T22:35:34.515859-05:
      DOI: 10.1002/ird.2025
  • Water and Energy Scarcity for Agriculture: Is Irrigation Modernization the
    • Authors: Aftab Ahmad; Shahbaz Khan
      Abstract: Scarcity, high price and environmental footprints of water and energy resources are well‐recognized and wicked issues in irrigated agriculture. Water and energy are principal inputs for agricultural production systems. Efficient use of these resources is vital for the productivity and economic competitiveness of agriculture as well as for environmental sustainability. Modern irrigation application systems are on the one hand highly water efficient, but on the other they require a high energy input. This paper explores the water–energy nexus of irrigation modernization by presenting a case study from a large irrigation area in the Murray‐Darling Basin. A dynamic node–link model was developed to model various combinations of irrigation supply systems and irrigation application technologies. Comparison of modelled water savings and additional energy consumed to realize those savings indicates that more water savings (2.98 ML ha−1) can be achieved by conversion to drip irrigation at the expense of an additional 146 kWh ha−1 as compared to furrow irrigation. For a sprinkler system 1.19 ML ha−1 can be saved by expending an additional 353 kWh ha−1. These water savings result in additional GHG emissions of up to 1027 kgCO2‐e ha−1. The water and energy use indicators show that pressurized irrigation systems are in fact more efficient and more productive than traditional irrigation approaches. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.La rareté, le prix élevé et l'empreinte écologique des ressources en eau et de l'énergie sont des questions bien connues et pointues de l'agriculture irriguée. L'eau et l'énergie sont des entrées principales pour les systèmes de production agricole. L'utilisation efficace de ces ressources est. vitale pour la productivité et la compétitivité économique de l'agriculture ainsi que pour la durabilité environnementale. Les systèmes d'irrigation modernes permettent d'un côté une très haute efficacité de l'eau, mais d'autre part, ils nécessitent un apport énergétique élevé. Ce document explore le lien eau–énergie de la modernisation de l'irrigation en présentant une étude de cas d'une grande zone d'irrigation dans le bassin de la Murray‐Darling. Un modèle dynamique de nœuds et de liens a été développé pour modéliser les diverses combinaisons de systèmes d'approvisionnement d'irrigation et les technologies d'application de l'irrigation. La comparaison des économies d'eau modélisées et de l'énergie supplémentaire consommée pour réaliser ces économies montre que les d'économies d'eau par la conversion en irrigation goutte à goutte sont de 2.98 ML ha−1 pour une dépense énergétique accrue de 146 kWh ha−1 par rapport à l'irrigation à la raie. S′agissant d'aspersion, on peut économiser 1.19 ML ha−1 en dépensant 353 kWh ha−1 supplémentaires. Ces économies d'eau entraînent jusqu'à 1027 kgCO2‐e ha−1 d'émissions de GES supplémentaires. Les indicateurs eau et d'énergie montrent que les systèmes d'irrigation sous pression sont en fait plus efficaces et plus productifs que les approches traditionnelles d'irrigation.
      PubDate: 2016-05-26T22:25:32.407831-05:
      DOI: 10.1002/ird.2021
  • Estimation of pollutant unit load of paddy fields with and without a
           rainfall factor
    • Authors: Dong‐Ho Choi; Kwang‐Sik Yoon, Woo‐Jung Choi, Seung‐Hwan Yoo
      Abstract: The new guideline of the National Institute of Environmental Research (NIER) method for unit load estimation suggested using long‐term average annual precipitation, representative event mean concentrations (EMCs) of pollutants and runoff ratio in Korea. The guideline also suggested estimating the runoff ratio and EMCs for rainfall groups (0–10, 10–30, 30–50, above 50 mm) and rainfall weighting factor, to give a representative runoff ratio and EMC of a pollutant. The objective of this study is to evaluate the method suggested by the NIER. In this study, a 5‐year intensive field monitoring was carried out to determine pollutant load from paddy fields. The observed average annual pollutant losses from the studied paddy fields were compared to the unit load determined by three different methods. Overall, the method using the NIER guideline produced similar results to the method using arithmetic mean runoff ratio and EMC, which had been used for previous unit load determination. Meanwhile, the study revealed that estimation of unit load by the NIER method was closer to the observed unit load of pollutant from paddy fields than that by the method using EMCs from log‐normal and gamma distribution. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Selon la nouvelle directive de l'Institut National de la Recherche Environnementale (National Institute for Environmental Research, NIER), la méthode d'estimation de la charge unitaire suggère d'utiliser la précipitation annuelle moyenne à long terme, un événement représentant les concentrations moyennes par évènement (CME) de polluants, et le ratio de ruissellement en Corée. La directive a également suggéré d'estimer le taux de ruissellement et la CME pour des niveaux de précipitations (0–10, 10–30, 30–50, plus de 50 mm) et des facteurs de pondération, d'évaluer un ratio de ruissellement représentatif et la CME d'un polluant. L'objectif de cette étude est. d'évaluer la méthode proposée par le NIER. Dans cette étude, une surveillance intensive sur le terrain de cinq ans a été effectuée afin de déterminer la charge polluante des rizières. Les pertes de polluants annuelles moyennes observées des rizières étudiés ont été comparées à la charge de l'unité déterminée par trois méthodes différentes. Globalement, le procédé utilisant la directive NIER produit des résultats similaires à ceux obtenus par la méthode utilisant la moyenne arithmétique du ratio de ruissellement et de la CME, qui a été utilisé pour la précédente détermination de la charge de l'unité. L'étude a également révélé que l'estimation de la charge de l'unité par la méthode NIER était plus proche de la charge unitaire observé de polluant des rizières que ceux obtenus par la méthode utilisant la CME selon des distributions log‐normales et gamma.
      PubDate: 2016-05-24T20:41:41.984057-05:
      DOI: 10.1002/ird.2027
  • Effect of Early‐Stage Regulated Deficit Irrigation on Stem Lodging
           Resistance, Leaf Photosynthesis, Root Respiration and Yield Stability of
           Winter Wheat under Post‐Anthesis Water Stress Conditions
    • Authors: Shou‐Chen Ma; Ai‐Wang Duan, Shou‐Tian Ma, Shen‐Jiao Yang
      Abstract: A field micro‐plot experiment was conducted to study the effect of early‐stage regulated deficit irrigation (RDI) on the stress tolerance of winter wheat in the late growth stage. Plants were subjected to two RDI treatments: proper water deficits (45‐55% field water capacity) were imposed during tillering—the beginning of the spring growth stage (T1) and during the beginning of spring growth to the end of the stem elongation stage (T2). The control plants (CK) were maintained with an adequate water supply until anthesis. The results showed that T1 and T2 shortened the length of the first and second internodes, and increased their weight per unit length, and thereby enhanced stem lodging resistance. Although post‐anthesis drought and waterlogging lowered leaf photosynthetic rate and root respiration rate, the two RDI treatments improved significantly compared to the control. The two RDI treatments had no significant effects on grain yield under post‐anthesis well‐watered conditions but increased grain yield and yield stability of wheat under post‐anthesis water stress. In addition, T1 and T2 significantly reduced water consumption and increased water productivity (WP) of wheat compared to the control. In summary, this study shows that appropriate RDI at early growth stages increased grain yield and yield stability through improving population characteristics, root respiration and photosynthesis of plants under post‐anthesis water stress conditions. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Une expérience de terrain en micro‐parcelle a été menée pour étudier l'effet du déficit d'irrigation (RDI) au stade précoce du blé d'hiver sur sa tolérance au stress en fin de la croissance. Les plantes ont été soumises à deux traitements de RDI: les déficits en eau ont été imposés du tallage au stade de développement de la pousse (T1), et de ce stade à la fin du stade tige d'allongement de la tige (T2). Les plantes de contrôle (CK) ont eu un approvisionnement en eau adéquat jusqu'à la floraison. Les résultats ont montré que T1 et T2 raccourcissent la longueur des premier et deuxième inter‐nœuds, et augmentent leur poids par unité de longueur, et, par voie de conséquence, augmentent la résistance de la tige. Bien que la sécheresse et l'engorgement post‐anthèse aient abaissé le taux de photosynthèse des feuilles et le taux de respiration des racines, les deux traitements de RDI ont montré une amélioration considérable du rendement par rapport au contrôle. Les deux traitements RDI n'ont pas montré d'effet significatif sur le rendement en grain en cas de post‐anthèse correctement arrosée, alors que ce même rendement a augmenté et avec une meilleure stabilité dans le cas de post‐anthèse hydriquement stressée. En outre, T1 et T2 se sont accompagnés d'une réduction significative de la consommation en eau du blé et de l'augmentation de la productivité de l'eau (WP). En résumé, cette étude montre qu'une RDI appropriée au début de croissance a augmenté le rendement en grain et la stabilité du rendement grâce à l'amélioration des caractéristiques de la population, la respiration des racines et la photosynthèse des plantes sous conditions de stress hydrique post‐anthèse.
      PubDate: 2016-05-23T20:26:56.410842-05:
      DOI: 10.1002/ird.2022
  • Estimating Suitability of Localities for Biotechnical Measures on Drainage
           System Application in Vojvodina†
    • Authors: Milica Vranešević; Sima Belić, Srdjan Kolaković, Ratko Kadović, Atila Bezdan
      Abstract: Increasing the efficiency of a drainage system, reflected in the timely evacuation of excess water from the active layer of soil, is possible by applying biotechnical measures. These measures include a broad variety of actions, including using different types of vegetation intended to solve individual or groups of problems, e.g. improving water quality, protecting the soil from water and wind erosion, and increasing biodiversity. The factors on which the decision concerning the location where the biotechnical measures will be applied would be made mainly depend on the vulnerability of the drainage system. Estimation of the suitability of localities for biotechnical measures would include identifying key factors and appropriately evaluating them, using GIS technology for spatial analysis, and an objective determination of the weight criteria based on entropy. As a result of the process described, optimal locations for the application of biotechnical measures were obtained, and findings show that utilization of these measures in Vojvodina has a significant and positive potential in water management, agriculture and forestry in both ecological and economic senses. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Il est. possible d'augmenter l'efficacité du système de drainage, qui se reflète dans l'évacuation rapide des eaux excédentaires de la couche active du sol, en appliquant des mesures biotechniques. En général, ces mesures comprennent l'utilisation de différentes actions, y compris l'utilisation de différents types de végétation destinés à résoudre un problème ou un groupe de problèmes, par exemple améliorer la qualité de l'eau, protéger le sol contre l'érosion hydrique ou éolienne, et augmenter la biodiversité. L'adéquation d'un lieu à recevoir des mesures biotechniques dépend principalement de la vulnérabilité du système de drainage. L'évaluation de cette adéquation comprend l'identification des facteurs clés et leur évaluation, en utilisant la technologie SIG pour l'analyse spatiale et la pondération objective des critères basées sur l'entropie. Résultant du processus de description, les implantations optimales des mesures biotechniques ont été définies, et les résultats montrent que l'utilisation de ces mesures en Voïvodine ont un potentiel positif important dans la gestion de l'eau, de l'agriculture et de la forêt à la fois dans les sens environnementaux et économiques du terme. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-05-23T20:19:44.801444-05:
      DOI: 10.1002/ird.2024
  • Prediction of desalination time of saemangeum reservoir
    • Authors: ChanSung Oh; JaePil Cho, JungHoon Choi, YoungKweon Cho
      Abstract: The Saemangeum Reservoir is located on the western coast of the Republic of Korea and is embanked by a 33.9 km sea dike. The Saemangeum River Basin consists of the Mankyeong and Dongjin river basins, which have an immediate influence on the hydrodynamic characteristics of the Saemangeum Reservoir. The objectives of this study are to simulate a series of temporal and spatial distributions of water temperature and salinity to estimate the required time for desalination of the Saemangeum Reservoir and to suggest possible timing for the first agricultural water supply. To achieve this objective, a hydrodynamic numerical model is calibrated and five conditions are considered for estimating the required desalination period. The simulated period for desalination is 2.0 ‐ 2.5 years considering the conditions of percolated seawater and leached salt from the reclaimed areas, while the period of desalination is expected to take more than five years considering the conditions of salt elution from the benthic layer. Under the conditions that rural water can mostly be supplied from the surface layer of the Saemangeum Reservoir, it is expected to supply water for agricultural use in three years after the desalination of the surface layer of the reservoir. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le réservoir de Saemangeum est situé sur la côte ouest de la République de Corée et est protégé de la mer par une digue de 33,9 km. Le bassin du fleuve Saemangeum comprend les bassins fluviaux du Mankyeong et du Dongjin, qui ont une influence immédiate sur les caractéristiques hydrodynamiques du réservoir de Saemangeum. Les objectifs de cette étude sont de simuler une série de distributions spatiales et temporelles de la température et de la salinité de l'eau pour estimer le temps nécessaire au dessalement du réservoir et de suggérer le calendrier possible pour la première livraison d'eau agricole. Pour atteindre cet objectif, un modèle numérique hydrodynamique est calibré et cinq conditions sont considérées. La période simulée pour le dessalement est 2,0 à 2,5 années compte tenu des intrusions sous‐marines et du lessivage des sels en provenance des zones assainies; cette période pourrait toutefois prendre plus de cinq ans compte tenu de l'élution du sel contenu dans la couche benthique. En admettant que l'eau destinée à l'agriculture puisse principalement être fournie à partir de la couche de surface du réservoir, il est prévu de livrer l'eau à usage agricole dans les trois ans après le dessalement de cette couche de surface.
      PubDate: 2016-05-19T23:01:17.074653-05:
      DOI: 10.1002/ird.2033
  • Climate change impacts on agricultural non‐point source pollution with
           consideration of uncertainty in cmip5†
      Abstract: Changes in non‐point source pollutant loads in the Mankyeong River Basin for the 30‐year future period (2011–2040) were assessed with consideration of the uncertainties in the climate change scenario data. The downscaled weather variables from eleven Climate Models for the Representative Concentration Pathways (RCP) 8.5 scenario were used as input to the calibrated and validated Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model for simulating the changes of future NPS pollutant loads. The bias‐corrected data appropriately reproduced the spatial and temporal patterns of the NPS pollutant load, which was derived by using observed weather data. The rates of change in sediment, total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) loads within each sub‐basin under the RCP8.5 future scenario showed an average increase of 13.1 to 143%, −13.4 to 49.5%, and 0.40 to 128%, respectively. It can be concluded that sediment and TP loads are sensitive to changes in the characteristics of climate variables by showing an increase trend in most of the sub‐basins. Looking at the temporal distribution, the uncertainty ranges for both sediment and TP were higher during the wet season from June to September. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les variations des charges de pollutions diffuses dans le bassin du Mékong ont été évaluées pour la future période de 30 ans (2011–2040), en tenant compte des incertitudes dans les données de scénarios de changement climatique. Les variables météo à échelle réduite de onze modèles climatiques pour les scénarios RCP 8,5 ont été utilisées comme entrée dans le modèle Soil and Water Assessment Tool (SWAT) pour simuler l'évolution des pollutions diffuses. Les données non biaisées reproduisent de manière appropriée les configurations spatiales et temporelles de la charge polluante, qui a été dérivée en utilisant des données météorologiques observées. Les charges en matières en suspension, azote total (TN) et phosphore total (TP) au sein de chaque sous bassin et pour le scénario RCP8.5 ont montré une augmentation moyenne de 13,1 à 143%, −13,4 à 49,5%, et de 0,40 à 128%, respectivement. Il peut être conclu que les charges en matières en suspension et en phosphore sont sensibles aux changements dans les caractéristiques des variables climatiques en montrant une tendance à l'augmentation dans la plupart des sous‐bassins. En regardant la répartition temporelle, les incertitudes sur ces deux paramètres ont été plus élevées au cours de la saison des pluies, i.e. de juin à septembre.
      PubDate: 2016-05-19T21:30:39.888419-05:
      DOI: 10.1002/ird.2036
  • Impact of Water Resources Development and Technology Introductions on
           Livelihood of Farmers in Eastern India: A Case Study†
    • Authors: S. Mohanty; R. K. Mohanty, K. G. Mandal, S. Ghosh, S. K. Rautaray, Ashwani Kumar
      Abstract: Agricultural technology introductions were carried out and their impact was studied in two clusters of villages in the Dhenkanal Sadar and Odapada blocks of Dhenkanal District in Odisha in the eastern Indian plateau region. Ten water‐harvesting structures (WHSs) were constructed in two clusters of villages in the farmers' fields on a participatory basis. Harvested water in WHSs was used for multiple purposes, viz. agriculture, fish culture, on‐dyke horticulture, vegetable cultivation, poultry, dairy and mushroom cultivation; integrated farming system (IFS) models were developed. Adequate training was also given to the farmers. The net income from the integrated farming systems varied widely between Rs. 16 100 and 251 000 ha−1. Poultry farming in the uplands and intensive cultivation around the embankments of the ponds were found to be effective in increasing the net return from the IFS models. Impact analysis of the water resources development and technology introductions at the study sites was carried out by analysing the comparative position of physical, social, financial, human and natural assets of the farmers before and after adoption of the introductions. The overall standard of living of the study farmers increased from 13.5 to 17.1 on a scale of 5 to 25, respectively. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Des interventions sur la technologie agricole ont été réalisées, et leur impact a été étudié dans deux groupes de villages à Dhenkanal Sadar et Odapada, du district de Dhenkanal, en Orissa, sous le plateau de la région orientale de l'Inde. Dix systèmes de collecte d'eau (WHS) ont été construits chez des agriculteurs et sur la base du volontariat. L'eau recueillie dans WHS a été utilisée à des fins multiples comme: l'agriculture, la pisciculture, l'horticulture sur la digue, la culture des légumes, la volaille, les produits laitiers et la culture des champignons. Les modèles intégrés de système agricole (IFS) ont été développés. Les formations adéquates ont également été dispensées aux agriculteurs. Le revenu net provenant des systèmes agricoles intégrés variait considérablement entre 16 100 et 251 000 Rs ha−1. Les modèles IFS montrent que l'aviculture dans les hautes terres et la culture intensive autour des digues des étangs sont efficaces dans l'augmentation du rendement net. L'analyse comparative d'impact de l'évolution des ressources en eau et les interventions technologiques sur les sites de l'étude a été faite sur des critères d'actifs physiques, sociaux, financiers, humains et environnementaux. Le niveau de vie global des agriculteurs de l'étude a augmenté de 13.5 à 17.1 dans une échelle de 5 à 25, respectivement.
      PubDate: 2016-05-18T00:25:37.440967-05:
      DOI: 10.1002/ird.2014
  • Irrigation Management Transfer Between Public Organizations and the Role
           of Participatory Irrigation Management Under Public Irrigation Management
           in Korea†
    • Authors: Soo‐Myung Choi; Kwang‐Sik Yoon, Jin‐Soo Kim
      Abstract: The recent irrigation management transfer (IMT) from local government to the Korean Rural Community Corporation (KRC) run by the government for better service is an emerging social issue. In this study, we conducted an extensive survey to learn about IMT between the KRC and local government. Structured questionnaires were prepared and a survey conducted with farmers, KRC members and local government officials. Most agreed with the IMT from local government to the KRC. However, the transfer of assets revealed divided opinions. The survey results show that the farmers' contribution to the maintenance of canals, including clearing water weeds and dredging ditches, was required to maintain quality even after the transition to KRC management in accordance with political and social issues. The survey also confirmed that some actions have to be implemented to improve irrigation management by encouraging farmers' participation under the public irrigation management (PubIM) system. These actions include reorganization of the discarded water management committee to revive the concept of participatory irrigation management (PIM) and subsidies (direct payments) for loyal farmers as an incentive for their labour. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le récent transfert de la gestion de l'irrigation (irrigation management transfer, IMT) de l'administration locale à la Société Communautaire Rurale Coréenne (Korean Rural Community Corporation, KRC), gérée par le gouvernement pour un meilleur service, est. une issue sociale émergente. Dans cette étude, nous avons mené une enquête approfondie pour apprendre sur l'IMT entre le KRC et le gouvernement local. Des questionnaires structurés ont été préparés et une enquête a été menée auprès des agriculteurs, des membres du KRC et des fonctionnaires locaux. La plupart sont d'accord avec le transfert de l'IMT du gouvernement local à la KRC. Toutefois, le transfert des actifs a révélé des divergences d'opinions. Les résultats de l'enquête montrent que la contribution des agriculteurs à l'entretien des canaux, y compris le nettoyage des mauvaises herbes aquatiques et le dragage des fossés a été nécessaire pour maintenir la qualité même après la transition vers la gestion KRC, conformément aux questions politiques et sociales. L'enquête a également confirmé que certaines actions doivent être mises en œuvre pour améliorer la gestion de l'irrigation en encourageant la participation des agriculteurs dans le cadre du système de gestion publique de l'irrigation (public irrigation management, PubIM). Ces actions comprennent la réorganisation du comité de gestion des eaux de rejet pour faire revivre le concept de PIM (participatory irrigation management) et les subventions (paiements directs) pour les agriculteurs fidèles comme une encouragement pour leur travail.
      PubDate: 2016-05-18T00:23:09.764297-05:
      DOI: 10.1002/ird.2026
  • Evaluation Of The Procedure To Design Irrigation Canals With
           Sediment‐Laden Water By The Rational Method†
    • Authors: Herman Depeweg; Krishna P. Paudel, Bart Schultz
      Abstract: The design of irrigation canals with sediment‐laden water is generally below expectation and potential as in most cases the aspects of sediment transport and in some cases the proposed management plans were not included in the design process. The sediment transport process is affected by the flow conditions in the canals, and the latter are affected by the existing water delivery mode. Hence, the design is one of the important aspects that determines the sediment transport process and sedimentation or erosion. A design that reflects the energy considerations (rational method) will lead to less sediment problems for the design discharge. However, changes in the discharge and the connected sediment behaviour are not covered by this design and mathematical modelling of the sediment transport offers the possibility to investigate the distribution of sediment deposition or entrainment for a particular flow and a specific situation in time and place. The mathematical model SETRIC has been used to evaluate an existing design and its effect on the sediment transport process. The modelling results show that it is possible to reduce sedimentation problems by improving the existing design approach. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les systèmes d'irrigation utilisant des eaux chargées en sédiments fonctionnent généralement bien en deçà des attentes et des performances escomptées, car la conception ne prend en général pas en compte les aspects du transport des sédiments et, encore moins, les plans de gestion. Le processus de transport des sédiments est conditionné par l'écoulement dans les canaux, qui, eux‐mêmes sont affectés par le mode de distribution de l'eau. Par conséquent, la conception est l'un des aspects importants qui détermine la sédimentation ou l'érosion au cours d'un processus de transport. Un projet qui reflète les considérations énergétiques (méthode rationnelle) donnera lieu à moins de problèmes de sédiments pour la conception du débit. Toutefois, les changements de débit et les comportements associés des sédiments ne sont pas couverts par cette conception. La modélisation mathématique du transport des sédiments offre la possibilité d'étudier la distribution des dépôts, la sédimentation ou l'entraînement pour un flux particulier et une situation spécifique. Le modèle mathématique SETRIC a été utilisé pour évaluer une conception existante et son effet sur le processus de transport des sédiments. Les résultats de la modélisation montrent qu'il est possible de réduire les problèmes de sédimentation par l'amélioration des approches de conception existantes.
      PubDate: 2016-05-17T20:50:30.853135-05:
      DOI: 10.1002/ird.1979
  • Potato Response to Different Irrigation Regimes Using Saline Water
    • Authors: K. Nagaz; F. EL Mokh, A.K. Alva, M.M. Masmoudi, N. Ben Mechlia
      Abstract: Field experiments were performed to study potato response to irrigation regimes using saline water on a sandy soil in southern Tunisia during the years 2011–2014. Irrigation regimes consisted in the replenishment of cumulated ETc when 35% of the root zone holding capacity is depleted at levels of 100% (I100), 70% (I70) and 40% (I40). The farmer used a fixed irrigation dose and interval, applying 16 mm every 4 days from planting till harvest. Higher soil salinity is observed at harvest under I40 and farmer treatments compared to I100. Highest potato yield was obtained with I100 treatment (24.4–27.5 t ha‐1) across 3 years. Significant reductions in yields were observed under I70 and I40 as compared to I100. The farmer's method also caused significant reductions in yield and resulted in using 15–22% more irrigation water than I100. Water productivity (WP) values varied between 4.3 kg m−3 (farmer) and 18.5 kg m−3 (I40) across different years and treatments. The scheduling technique using the soil water balance (SWB) with variable amounts is more efficient than the farmer's method. Full and deficit treatments (I100 and I70) generated the highest net income. I100 appears to be a promising irrigation strategy for the potato crop in the arid climate of Tunisia. Nonetheless, under water scarcity, irrigation of potato could be scheduled using I70 deficit strategy, with some yield reductions (12.5–23.0%). Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Des expérimentations ont été réalisées de 2011 à 2014 pour étudier la réponse de la pomme de terre aux régimes d'irrigation à l'eau salée (6 dS m−1) sur un sol sablonneux chez un agriculteur au sud de la Tunisie. Les régimes d'irrigation ont consisté à la reconstitution de l'ETc cumulée lorsque la quantité évapotranspirée atteint 35% de la réserve utile de la zone racinaire avec des niveaux de 100% (I100), 70% (I70) et 40% (I40). L'agriculteur utilise des doses et des intervalles d'irrigation fixes de 16 mm tous les 4 jours de la plantation à la récolte. Les résultats montrent que la salinité du sol, observée à la récolte, est plus élevée sous les traitements I40 et agriculteur par rapport à I100. Le rendement de la pomme de terre le plus élevé durant les trois années a été obtenu avec le traitement I100 (24.4–27.5 t ha‐1). Des réductions significatives du rendement ont été observées sous les traitements I70 et I40 par rapport à celui de I100. La méthode de l'agriculteur a provoqué des réductions significatives du rendement et elle a utilisé 15–22 % plus d'eau d'irrigation que I100. Les valeurs de la productivité de l'eau (WP) ont varié entre 4.3 kg m−3 (agriculteur) et 18.5 kg m−3 (I40) selon les années et les traitements. Les valeurs les plus faibles de WP ont été observées avec la méthode agriculteur. La technique de pilotage basée sur le bilan hydrique du sol (SWB) avec des quantités variables est plus efficace que celle de l'agriculteur. Les traitements I100 et I70 ont généré le revenu net le plus élevé. En conséquence, I100 semble être une stratégie prometteuse pour l'irrigation de la pomme de terre sous le climat aride de la Tunisie. En cas de pénurie d'eau, l'irrigation de la pomme de terre pourrait être programmée en utilisant la stratégie déficitaire I70, avec certaines baisses de rendement (de 12.5 à 23.0%). Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-05-06T03:46:02.767638-05:
      DOI: 10.1002/ird.1987
  • Shallow Subsurface Drainage for Managing Seasonal Flooding in Ganges
           Floodplain, Bangladesh
    • Authors: Romulus O. Okwany; Sanmugam Prathapar, Ram C. Bastakoti, Manoranjan K. Mondal
      Abstract: The impact of shallow subsurface drainage was investigated as a pilot study on a 0.13 ha plot of a farmer's field located in Batiaghata, Khulna District, Bangladesh, in the floodplain of the Bay of Bengal. The drainage design differed from traditional subsurface tile drains in two respects: (i) the depth of drains was shallow (30 cm); and (ii) the design did not include a sump and accessories such as pumps (drainage outlets were tidal).A monsoonal paddy rice crop followed by a winter sunflower crop was evaluated. The experimental treatment was a shallow subsurface drainage system with a drain depth of 0.3 m and drain spacing of 8 m. Measurements of surface flooding depth and groundwater table depth were made weekly and subsurface drainage discharge during managed drainage of the field was measured to determine system responsiveness. The managed subsurface drainage enabled the establishment of the winter sunflower crop 1.5 months earlier than the usual local practice, increased the yield and facilitated safe harvest, avoiding pre‐monsoonal rainfall damage. Farmers expressed increased interest in managed subsurface drainage for its potential for early establishment of rabi crops and increased yields in the study area. This study outlines the potential benefits resulting from subsurface drainage in Khulna District. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'impact du drainage souterrain peu profond a été étudié sur une parcelle‐témoin de 0.13 ha appartenant à un agriculteur situé à Batiaghata (district de Khulna, dans la plaine inondable de la baie du Bengale); la conception de drainage différait des systèmes traditionnels de drainage souterrain à deux égards: (i) la profondeur des drains était faible (30 cm); et (ii) la conception ne comprenait ni bâche de reprise ni accessoires tels que des pompes (le drainage est à écoulement libre sous influence aval des marées, défini comme drainage géré).Une récolte de riz paddy de mousson suivie par une culture de tournesol d'hiver a été évaluée. Le traitement expérimental était un système de drainage souterrain peu profond avec des drains espacés de 8 m et profonds de 30 cm. Des mesures de hauteur d'eau sur la surface du sol pendant les périodes d'inondation, et de profondeur ont été faites au pas de temps hebdomadaire; le débit a été mesuré pendant la période de fonctionnement des drains pour déterminer la réactivité du système. Le drainage souterrain géré a permis la création de la culture de tournesol hiver 1.5 mois plus tôt que la pratique locale habituelle, augmenté le rendement et sécurisé la récolte en évitant les dommages liés aux précipitations de pré‐mousson. Les agriculteurs ont exprimé un intérêt accru dans le drainage souterrain géré pour son potentiel d'installation précoce des cultures rabi et l'augmentation des rendements dans la zone d'étude. Cette étude décrit les avantages potentiels résultant du drainage souterrain dans le district de Khulna. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-05-06T03:45:53.701622-05:
      DOI: 10.1002/ird.1990
  • Bibliometric Analysis of Research on Wastewater Irrigation During
    • Authors: Sebastian Maassen
      Abstract: Bibliometric analysis was applied to identify important trends, emphasis and regions of international wastewater irrigation research during 1991–2014. The data used in this analysis were taken from the online version of the Science Citation Index (SCI), and 5699 publications met the selection criteria. Bibliometric analysis showed that most articles were published in English, with the highest publication numbers coming from the USA, PR China, India, Israel, Spain and Australia. It was revealed that most publications were from countries with large areas irrigated with wastewater and with great pressure to overcome problems induced by wastewater irrigation. In recent years, there has been an increase in publications regarding the negative aspects of wastewater irrigation such as chemical or microbial pollution, rather than agricultural aspects of fertilization. Research trends showed that micropollutants have a major potential to become a hot topic in the future of wastewater irrigation research. Otherwise, 'classic' pollutants such as heavy metals are still of great importance, particularly in emerging countries. Bibliometric analysis revealed thate international research on wastewater irrigation would benefit from expanding scientific exchange on this topic, as well as from long‐term, continuing studies and the sustainable integration of wastewater irrigation research into future agricultural and wastewater management concepts. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'analyse bibliométrique a été appliquée pour identifier les tendances importantes de la recherche sur l'irrigation avec des eaux usées, les sujets d'actualité ainsi que les régions dans le monde où se pratique cette recherche, et ce sur la période 1991–2014. Les données utilisées dans cette analyse proviennent de la version en ligne Science Citation Index (SCI), et 5699 publications répondaient aux critères de sélection. L'analyse bibliométrique a montré que la plupart des articles ont été publiés en anglais, avec les numéros de publication les plus élevés provenant des États‐Unis, Chine, Inde, Israël, l'Espagne et Australie. Il a été révélé que la plupart des publications proviennent de pays avec de grandes zones irriguées avec des eaux usées, et avec une grande pression pour surmonter les problèmes induits par l'irrigation des eaux usées. Au cours des dernières années, il y a eu une augmentation des publications sur les aspects négatifs de l'irrigation par des eaux usées telles que la pollution chimique ou microbienne, au détriment des aspects plutôt positifs liés à la fertilisation agricole. Concernant les tendances, notre travail a montré que les micropolluants sont potentiellement le sujet des recherches à venir sur l'irrigation par les eaux usées. Sinon, les polluants ‘classiques’ tels que les métaux lourds sont toujours d'une grande importance, en particulier dans les pays émergents. L'analyse bibliométrique a révélé que la recherche internationale dans ce domaine aurait avantage à élargir les échanges scientifiques, à poursuivre des essais à long terme, et à intégrer durablement des programmes de recherche dans les futurs concepts agricoles et de gestion des eaux usées. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-05-06T03:35:22.66907-05:0
      DOI: 10.1002/ird.1981
  • Drainage Retention Capacity (DREC) to Reduce Runoff in Drained Areas
           (Malinik Forest Area, Czech Republic)
    • Authors: Jakub Stibinger
      Abstract: Installing drainage systems in saturated soils decreases the level of the groundwater table and enables the creation of groundwater reservoirs without gravity water, i.e. drainage retention capacity (DREC). DREC, developed by the hydraulic functions of a drainage system, can be defined as a groundwater reservoir, created by the action of a drainage system, which is limited by the soil surface and by the shape of the groundwater level between two parallel neighbouring drains. DREC has the potential to mitigate the negative impact of extreme weather events in the form of floods or rainstorms. The purpose of this paper is (i) to present a methodology for explicit determination of DREC in a period with high‐intensity rainfall using the De Zeeuw‐Hellinga equation, and (ii) to describe the application of DREC in a design of surface drainage system restoration in an engineering project commissioned by the Ministry of Agriculture of the Czech Republic for water regime protection in the Malinik forest area, Jizera Mountains, Czech Republic. The results, obtained from numerical experiments, show that DREC can reduce surface flow very effectively. In the Malinik forest area, which has a high value of hydraulic conductivity about K = 1.0 m day‐1, effective porosity P = 0.075 (‐) and drain spacing L = 15 m, peak runoff was reduced very significantly by using DREC. Outcomes of surveying that are presented in this paper in mathematical equations, can serve as a reliable tool for immediate DREC approximation, requiring only a minimum amount of fundamental information, i.e. basic soil hydrology data and parameters of the drainage system. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L`installation de systèmes de drainage dans des sols saturés diminue le niveau de la nappe d`eau sous la surface et permet ainsi la création de réservoirs correspondant aux zones ou l'eau gravitaire a été évacuée, et qui permet d'envisager une capacité de rétention d'eau liée au fonctionnement du drainage (DREC). La capacité de rétention des drainages créée par les fonctions hydrauliques d`un système de drainage, peut être définie comme un réservoir d`eau souterraine, créée par l`action du système de drainage limité par la surface du sol et par la forme du toit de la nappe entre deux drainages parallèles. DREC peut compenser les conséquences négatives des extrêmes climatiques, telles des sécheresses ou des pluies orageuses. Le but de ce papier est de (i) présenter une méthodologie pour déterminer de façon explicite le DREC pour une période avec pluie intensive, selon l'équation de Zeeuw‐Hellinga, et (ii) décrire l`application de DREC pour la création de systèmes de drainages en surface pour la restauration du paysage, dans le cadre du projet de commandé par le Ministère de l`Agriculture de la République tchèque, pour la protection du régime des eaux dans la région forestière de Malinik ( Monts Jizera, République Tchèque). Les résultats de l`expérimentation numérique ont démontré que DREC peut réduire l'écoulement de surface d'une manière très effective. Dans le cas de Malinik, avec une valeur de conductivité hydraulique relativement élevée, correspondant á K =1.0 m par jour, une porosité P = 0.075 (‐) et une distance entre drains L = 15 m, on a constaté que DREC peut réduire la valeur maximale du débit de façon significative. Les équations présentées dans ce travail peuvent servir de référence fiable pour l'approximation immédiate du DREC, avec le minimum d'informations fondamentales requis, spécifiquement les valeurs hydrodynamiques du sol, et les paramètres du système de drainage. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-05-03T05:23:29.37899-05:0
      DOI: 10.1002/ird.1988
  • Performance Evaluation of Selected Irrigation Systems in Kerala State,
    • Authors: K. Madhava Chandran; E. J. Joseph, C. M. Sushanth
      Abstract: An evaluation was carried out in three irrigation systems in Kerala State, India, using performance indicators such as adequacy, timeliness and equity of water supply, accountability of irrigation staff, repair/and maintenance of irrigation infrastructure, Irrigation Service Delivery Index (ISDI) and farmers' participation. Preferences of farmers were assessed regarding institutions to manage water when irrigation management transfer through participatory irrigation management (PIM) is implemented through the projects. Results reveal that farmers do not assign much importance to ‘always adequate’ and ‘timely’ water availability from the irrigation projects. The Malampuzha and Peechi irrigation systems have higher scores than that of Kuttiadi for adequacy, timeliness, equity of water availability, timely repair and maintenance of irrigation infrastructure, accountability of irrigation staff and ISDI. Statistically significant differences were observed between the irrigation systems in terms of the weighted score of farmers' participation in irrigation activities, namely, their contribution of money and labour for the maintenance of irrigation field channels, with Malampuzha having a comparatively high score. Farmers show more trust in their own institution (WUA) for water management, if it is not possible for the Irrigation Dept. to ensure at least sometimes an adequate and timely water supply when PIM is implemented. The importance of introducing a volumetric water supply based on crop water requirements under PIM, in order to to motivate farmers to conserve water and facilitate group approaches in farming, is highlighted. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'évaluation a été réalisée dans trois systèmes d'irrigation de l'État du Kerala, en Inde, en utilisant des indicateurs de performance tels que l'adéquation, la rapidité et l'équité de l'eau, la responsabilité du personnel, la réparation et l'entretien des infrastructures d'irrigation, l'indice de la prestation des services d'irrigation (ISDI), et la participation des agriculteurs. Les préférences des agriculteurs ont été évaluées au moment de transférer la gestion de l'eau l'irrigation dans le cadre de projets de gestion participative de l'irrigation (PIM). Les résultats révèlent que les agriculteurs n'attribuent pas beaucoup d'importance aux critères «toujours adéquate» et «disponibilité de l'eau en temps opportun» des projets d'irrigation. Les systèmes d'irrigation et Malampuzha et Peechi ont des scores plus élevés que Kuttiadi sur les critères de pertinence, d'actualité, d'équité dans la disponibilité en eau, de réparation et d'entretien en temps opportun des infrastructures d'irrigation, la responsabilisation du personnel de l'irrigation, et ISDI. Des différences statistiquement significatives sont observées entre les systèmes d'irrigation pour le score pondéré de la participation des agriculteurs dans les activités, à savoir, la contribution en cash ou en main‐d'œuvre pour l'entretien des canaux d'irrigation, Malampuzha obtenant des notes relativement plus élevées. Les agriculteurs montrent plus de confiance dans leur propre institution (AUE) pour la gestion de l'eau, que dans la capacité du ministère de l'irrigation à assurer l'approvisionnement en eau de façon adéquate et opportune lorsque PIM est mis en œuvre. L'importance est soulignée de mettre en œuvre dans le cadre de PIM un approvisionnement en eau volumétrique basé sur les besoins en eau des cultures pour motiver les agriculteurs à économiser l'eau et faciliter approches de groupe dans l'agriculture.
      PubDate: 2016-05-03T05:21:40.573961-05:
      DOI: 10.1002/ird.2012
  • Testing Aquacrop to Simulate Durum Wheat Yield and Schedule Irrigation in
           a Semi-Arid Irrigated Perimeter in Morocco†
    • Authors: Tarik Benabdelouahab; Riad Balaghi, Rachid Hadria, Hayat Lionboui, Bakary Djaby, Bernard Tychon
      Abstract: The aim of this study was twofold: in the first part, we adjusted and tested AquaCrop 4.0 version parameters for durum wheat under semi-arid conditions. Grain yield, biomass and the evolution of soil water content (0–90 cm layer) in an irrigated perimeter were simulated. The experiment was conducted in the Tadla region, Morocco, between 2009 and 2012, using 15 fields. The comparison between observed and simulated grain yield and above-ground biomass using a leave-one-out cross-validation (LOOCV) approach gave a normalized root mean square error of 4.1% (0.2 t ha−1) and 5.7% (0.8 t ha−1), respectively. Similarly, the difference between observed and modelled soil water content has, on average, an RMSE of 8.2%. In the second part, the analysis of irrigation scenarios showed the potential of crop modelling to schedule irrigation water according to a threshold for water deficit. It also displayed logical trends in the relationship between grain yield and the amount, frequency and timing of irrigation water. Scheduling irrigations during the cropping season significantly improved the grain yield and increased water productivity. We concluded that AquaCrop could be a suitable tool for forecasting yield under semi-arid conditions and to improve crop and irrigation management. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Ce travail comporte deux parties: la première consiste à l'ajustement et à l'évaluation du modèle AquaCrop (version 4.0) pour la simulation des rendements en grain et en biomasse et de l'évolution de la teneur en eau du sol (0–90 cm) dans un périmètre irrigué pour le blé dur en conditions semi-arides. Les paramètres d'ajustement ont été collectés entre 2009 et 2012 dans 15 parcelles situées dans la région du Tadla (Maroc). La méthode de validation croisée leave-one-out (LOOCV) a été utilisée pour l'évaluation des simulations du modèle par rapport aux données observées. Les résultats obtenus montrent des erreurs quadratiques moyennes normalisées (RMSE) de 4.1% (0.2 t ha−1) et de 5.7% (0.8 t ha−1) respectivement pour les rendements en grain et en biomasse aérienne. Pour la teneur en eau du sol, le RMSE est de 8.2 %. Dans la deuxième partie, l'analyse de scénarios d'irrigation a montré le potentiel du modèle pour la planification des irrigations. Il a également montré une évolution cohérente du rendement en grain en fonction de la quantité, de la fréquence et du moment des apports en eau d'irrigation. La planification des apports en eau durant la campagne agricole a considérablement amélioré le rendement en grain, ainsi que la productivité de l'eau d'irrigation. Ces résultats montrent qu'AquaCrop est un outil approprié pour la prévision des rendements du blé dur dans des conditions semi-arides. Il permet également d'améliorer la gestion des cultures et de l'irrigation.
      PubDate: 2016-05-03T04:23:20.720363-05:
      DOI: 10.1002/ird.1977
  • Local Experiences in Irrigation Management Transfer (Imt): The Case of the
           West Kano Scheme in Kenya
    • Authors: Owiti A. K'akumu; Washington H.A. Olima, Romanus O. Opiyo
      Abstract: The paradigm of the public management of irrigation infrastructure and services has failed in developing countries. Currently, there is a general tendency to transfer the management of such infrastructure and services to local farmer organizations (also known as water user associations) in an exercise technically known as irrigation management transfer (IMT). As these transfers take place in different parts of the developing world, it becomes imperative to look at how the new management model is being implemented on the ground and compare the different experiences. This paper contributes the experience of the West Kano Irrigation Scheme in Kenya where the implementation of IMT is found to have buoyed up the morale of farmers. But in terms of performance, the model is not working perfectly owing to the lack of a clear policy framework, high water costs and environmental challenges. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le paradigme de la gestion publique de l'infrastructure et des services d'irrigation a échoué dans les pays en développement. Actuellement, il y a une tendance générale du transfert de la gestion de ces infrastructures et des services aux organisations paysannes locales (également connues comme associations d'usagers de l'eau), dans l'exercice techniquement connu du transfert de la gestion de l'irrigation (IMT). Comme ces transferts ont lieu dans différentes parties du monde en développement, il devient impératif de voir comment le nouveau modèle de gestion est. mis en œuvre sur le terrain, et de comparer les différentes expériences. Ce document relate l'expérience du projet d'irrigation de l'Ouest Kano au Kenya, où la mise en œuvre des systèmes IMT est. reconnue avoir soutenu le moral des agriculteurs. Mais en termes de performances, le modèle ne fonctionne pas parfaitement en raison de l'absence de cadre politique clair, des coûts élevés de l'eau et des défis environnementaux.
      PubDate: 2016-05-03T04:22:31.739496-05:
      DOI: 10.1002/ird.1995
  • Farmers' Adaptation to Groundwater Shortage in the Dry Areas: Improving
           Appropriation or Enhancing Accommodation?†
    • Authors: Aymen Frija; Ali Chebil, Stijn Speelman
      Abstract: The objective of this paper is to identify farmers' strategies to adapt to groundwater shortage in vulnerable arid areas of south Tunisia. In the selected area, the potential of rainfed agriculture is very limited and groundwater is the only source of irrigation. With intensive overuse of groundwater signs of groundwater table depletion are starting to appear and farmers are becoming more concerned about water shortage. Based on a survey among farmers, we proceeded with a ‘principal component factors’ analysis followed by a ‘hierarchical clustering’ using Ward's method, in order to investigate different farmers' adaptation behaviour when faced with groundwater shortage. A set of relevant variables were used for this purpose. The cluster analysis generates three groups of farmers based on their irrigation practices, types of irrigation investment, and other related structural variables. A first group is formed by large farmers who combine both expansive strategies, by investing in enhancing groundwater appropriation, and accommodating strategies, by enhancing on-farm management of the available resource. The second type of farmers are small and mainly focus on expansive strategies, while the third group is also composed of small farmers demonstrating purely contractive strategies, referring to reduced scale of farm operation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'objectif de ce travail est d'identifier les différentes stratégies des agriculteurs du Sud Tunisien pour s'adapter au manque d'eau souterraine due au rabattement de nappes. Dans la zone d'étude (Gabes-Sud), les opportunités liées à l'agriculture pluviales sont très limitées et l'eau souterraine constitue la seule source d'irrigation. Les signes de surexploitation de cette ressource sont donc de plus en plus prononcés. En se basant sur une enquête auprès des exploitants, une analyse des composantes principales complétée par un ‘regroupement hiérarchique’ utilisant la méthode de Ward a été effectuée, afin d'identifier les comportements d'adaptation des agriculteurs qui font face à une situation de manque d'eau souterraine. Un ensemble de variables reflétant le comportement des agriculteurs a été utilisé. Nos résultats ont identifié trois groupes d'exploitants possédant trois différentes stratégies d'adaptation. Le premier groupe constitué de grandes exploitations, combine des stratégies expansives (investir pour avoir plus d'eau) avec une amélioration de l'usage de la ressource au niveau de l'exploitation. Le deuxième groupe est constitué de petites exploitations adoptant surtout des stratégies expansives. Alors que le dernier groupe, constitué également de petites exploitations, s'adapte seulement à travers des stratégies contractives, consistant à diminuer l'échelle de fonctionnement de leur exploitation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-04-17T19:15:42.426023-05:
      DOI: 10.1002/ird.1986
  • Vegetable Production on Rice Bales Using Brackish Treated Drainage
    • Authors: Ahmed Ali Rashed
      Abstract: The purpose of this research was to evaluate vegetable cultivation on rice bales as growing media placed on an extremely saline sodic soil in the Lake Manzala area using treated drainage water. Results were compared with those obtained from adjacent saline sodic soil reclamation practices. A pilot farm near southeastern Lake Manzala, Egypt, consisted of three rice bale rows and a drip irrigation system cultivated with tomato, eggplant and chilli pepper. After one month of bale composting and 3 months of cultivation, the yields produced were 30.0, 23.3 and 6.67 t ha−1 for tomato, eggplant and chilli pepper respectively, not much less than the average Egyptian concurrent production cultivated on fertile soils irrigated with fresh Nile water. A comparison between the presented technology and the traditional land reclamation of such lands indicated that the rice bale cultivation gave early promising net income ranging from 35 to 3230 US$ ha−1 compared to the negative income (−300 to −500 US$ ha−1) obtained after 3 years of continuous reclamation of adjacent saline sodic soils. Water consumption and virtual water of bale vegetables formed about 15% of the less value cash crops (sugar beet and fodder beet) produced during land reclamation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le but de cette recherche était d’évaluer la culture de légumes sur des balles de paille de riz placées sur un sol sodique et irrigués avec une eau de drainage traitée mais sévèrement saline sévère, dans la région du lac Manzala en Egypte. Les résultats ont été comparés à ceux obtenus sur des sols salins sodiques avec des pratiques de remise en état classiques. Une expérimentation a été installée dans la ferme pilote du lac Manzala en Egypte constituée de 3 rangées de balles de paille de riz équipées d’un système d’irrigation goutte à goutte et sur lesquelles on a cultivé de la tomate, des aubergines, du piment rouge. Après un mois de compostage des pailles et 3 mois de culture, les rendements atteints étaient 30.0, 23.3 et 6,67 t ha−1 pour la tomate, l’aubergine et le piment rouge, respectivement; toutes ces valeurs sont à peine moins élevées que celles obtenues en moyenne par l’agriculture classique dans des sols fertiles et irrigués avec de l’eau fraîche du Nil. Une comparaison entre la technologie présentée et la technologie traditionnelle de remise en état des terres a indiqué que la culture sur balle de riz a donné rapidement un résultat net prometteur variant de 35 à 3230 US$ ha−1 par rapport au revenu négatif (−300 à −500 US$ ha−1) obtenu après 3 ans de récupération traditionnelle des sols salins sodiques. La consommation d’eau et de l’eau virtuelle de légumes balles formées environ 15% des cultures de rente moins de valeur (betterave à sucre et betterave fourragère) produites au cours de la remise en état des terres.
      PubDate: 2016-04-17T18:40:41.446491-05:
      DOI: 10.1002/ird.1994
    • Authors: Yun-Yeong Oh; Se-Yeong Hamm, Gyoo-Bum Kim, Chung-Mo Lee, Sang Yong Chung
      Abstract: The construction of river barrages has led to an increase in groundwater (GW) levels (WL_G) near the upstream regions of these barrages, particularly in the wet season. Statistical approaches were applied in this study to examine the relationships between WL_G and river water (RW) level (WL_R), and electrical conductivity of groundwater (EC_G) and electrical conductivity of river water (EC_R) in the Changnyeong–Haman river barrage area located downstream of the Nakdong River for the period June 2011–January 2014. Our finding suggested that the WL_G increased and the concentrations of most chemical constituents in the GW decreased in the study area owing to the construction of the barrage. However, long-term operation of the barrage is expected to trigger a decrease in the RW–GW interaction resulting from the clogging of the bed and the wall of the river, which would in turn increase GW contamination. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.La construction de barrages sur le fleuve a conduit à une augmentation des niveaux (WL_G) des eaux souterraines (GW) adjacentes aux régions en amont des barrages, en particulier dans la saison des pluies. Une approche statistique a été appliquée dans cette étude pour examiner la relation entre WL_G, le niveau (WL_R) dans la rivière (RW), la conductivité électrique (EC_G) de GW, la conductivité (EC_R) électrique de RW dans la zone du barrage Changnyeong–Haman situé en aval de la rivière Nakdong, pour la période de juin 2011 à janvier 2014. Dans la zone d'étude, il a été révélé que le WL_G a augmenté et les concentrations de la plupart des constituants chimiques dans GW ont diminué en raison de l'effet du barrage de la rivière. Cependant, on prévoit que l'exploitation à long terme du barrage va entraîner la diminution de l'interaction RW–GW en raison du colmatage du fond et des parois de la rivière, ce qui augmenterait la contamination de GW.
      PubDate: 2016-04-17T18:00:48.510032-05:
      DOI: 10.1002/ird.1998
  • Estimating Water Consumption and Irrigation Requirements in a
           Long-Established Mediterranean Rural Community by Remote Sensing and Field
    • Authors: Pere Serra; Luca Salvati, Enric Queralt, Cristian Pin, Oscar Gonzalez, Xavier Pons
      Abstract: The present study illustrates an original methodology for estimating irrigation requirements and quantifying real water consumption in a long-established Mediterranean rural community (Delta Llobregat, Barcelona, Spain), combining data from remote sensing, field mapping and in situ measurements. Because of land fragmentation and crop diversification, SPOT-5 imagery was used, given its spatial and temporal resolution and spectral attributes. Simultaneously, four flow meters were installed in two representative locations to measure water inputs and outputs every 5 min. Conveyance and irrigation efficiency were estimated for the entire irrigation community. The average conveyance efficiency was 46.8% and the classical and net irrigation efficiency reached 26.4 and 59.8%, respectively, with half of the water volume (55% or 3.2 hm3) returned to the river or diverted to wetlands, the maximum percentage of estimated error being about 3.4%. These results indicate an exceptionally high water loss rate due to the irrigation system (flooding), the ageing conveyance network and urban infrastructure breakdown. The applied protocol proved useful for monitoring low-efficiency irrigation systems in small communities experiencing intense urban and industrial pressures. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.La présente étude illustre une méthodologie originale pour estimer les besoins d'irrigation et de quantification de la consommation réelle d'eau dans une communauté rurale établie de longue date en Méditerranée (delta du Llobregat, Barcelone, Espagne), combinant des données de télédétection, de la cartographie sur le terrain et des mesures in situ. En raison de la fragmentation des terres et de la diversification des cultures, l'imagerie SPOT-5 a été utilisée en raison de ses résolutions spatiales, temporelles et spectrales. Simultanément, quatre débitmètres ont été installés dans deux endroits représentatifs pour mesurer toutes les 5 minutes les débits entrants et sortants. Le transport et l'efficacité de l'irrigation ont été estimés pour toute la communauté d'irrigation. L'efficacité de transport moyen était de 46.8% et l'efficacité de l'irrigation classique et nette ont atteint 26.4 et 59.8%, la moitié du volume d'eau (55%, soit 3.2 hm3) est retournée à la rivière ou détournée vers les zones humides, l'erreur maximale étant de l'ordre de 3.4%. Ces résultats indiquent un taux de perte d'eau exceptionnellement élevé en raison du système d'irrigation (par submersion), du vieillissement du réseau de transport et de la dégradation des infrastructures urbaines. Le protocole appliqué est avéré utile pour surveiller des systèmes d'irrigation à faible efficacité dans les petites communautés connaissant des pressions urbaines et industrielles intenses.
      PubDate: 2016-04-12T22:16:23.480898-05:
      DOI: 10.1002/ird.1978
  • Irrig-OH: An Open-Hardware Device for Soil Water Potential Monitoring and
           Irrigation Management
    • Authors: Daniele Masseroni; Arianna Facchi, Edoardo Vannutelli Depoli, Filippo Maria Renga, Claudio Gandolfi
      Abstract: Sustainability of irrigation practices is an important objective to be pursued in many countries, especially in regions where water scarcity causes strong conflicts among different water uses. The efficient use of irrigation water is a key factor in coping with the food demands of an increasing world population and with the negative effects of climate change on water resource availability in many areas. In this complex context, it is important that farmers can rely on instruments and practices that enable a better management of water at the field scale, whatever the irrigation method they adopt.In this paper, we present an open-hardware device based on the Arduino technology that was developed to allow the continuous monitoring of soil water potential in the root zone for supporting irrigation scheduling at the field scale. The structure of the device is flexible and can be adapted to host different types of sensors. The results, obtained managing irrigation in a peach orchard, show that adoption of the device, together with a simple irrigation scheduling criterion, allowed a significant increase of water use efficiency without causing a reduction of the quantity and quality of crop production. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.La durabilité des pratiques d'irrigation est un objectif important pour être poursuivi dans de nombreux pays, en particulier dans les régions où la pénurie d'eau provoque de forts conflits entre les différents usages de l'eau. L'utilisation efficace de l'eau d'irrigation est un facteur clé pour faire face à la demande alimentaire d'une population mondiale croissante et avec les effets négatifs du changement climatique sur la disponibilité des ressources en eau dans de nombreux domaines. Dans ce contexte complexe, il est important que les agriculteurs puissent disposer d'instruments et de pratiques qui permettent une meilleure gestion de l'eau à l'échelle du champ, quelle que soit la méthode d'irrigation qu'ils adoptent.Dans cet article, nous présentons un dispositif ouvert matériel basé sur la technologie Arduino qui a été développée pour permettre la surveillance continue du potentiel en eau du sol dans la zone racine pour soutenir la planification de l'irrigation à l'échelle du champ. La structure du dispositif est souple et peut être adaptée pour accueillir de différents types de capteurs. Les résultats, obtenus de la gestion de l'irrigation dans un verger de pêchers, montrent que l'adoption de l'appareil, avec un critère de planification de l'irrigation simple, a permis une augmentation significative de l'efficacité de l'utilisation de l'eau sans provoquer une réduction de la quantité et de la qualité de la production des cultures.
      PubDate: 2016-04-05T00:13:18.793485-05:
      DOI: 10.1002/ird.1989
  • Understanding Irrigation System Diversity in Nigeria: A Modified Cluster
           Analysis Approach
    • Authors: Hiroyuki Takeshima
      Abstract: Irrigation is considered an important factor for agricultural growth in low-income countries. However, information is scarce in sub-Saharan African countries such as Nigeria regarding the types of farm household using irrigation and irrigation systems used. Such information may provide insights into why irrigation is still rare in Nigeria despite its potential. This paper briefly presents the historical irrigation investment patterns and policies in Nigeria. It then presents the typology of farm households and irrigators, using nationally representative household data in Nigeria. Historical investment patterns indicate that public irrigation investment in Nigeria has been low and inefficient in expanding irrigated areas. Currently, irrigation is used for a number of crops in Nigeria, ranging from rice and vegetables to maize, coarse grains and legumes. Irrigation is generally used only where labour or mechanized land preparation is cheap, indicating its labour-intensive nature. Choice of irrigated crops, water sources, irrigation methods and irrigation seasons all seem highly correlated, suggesting that irrigation in Nigeria only makes economic sense for each crop within specific production systems. The paper discusses the measures needed for improving irrigation use for different types of farm households and irrigators in Nigeria. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'irrigation est considérée être un facteur important pour la croissance agricole dans les pays à faibles revenus. Toutefois, dans les pays d'Afrique sub-saharienne tel le Nigeria, les informations concernant les types d'exploitations agricoles utilisant l'irrigation et les systèmes d'irrigation sont rares. Ces informations peuvent pourtant fournir des indices sur la raison pour laquelle l'irrigation est encore rare au Nigeria, malgré son potentiel. Cet article présente brièvement un historique des modèles et politiques d'investissement dans le secteur de l’'irrigation au Nigeria. Il présente ensuite la typologie des exploitations agricoles et des irrigants, en utilisant les données sur les ménages représentatives à l'échelle nationale au Nigeria. Les modèles d'investissements historiques indiquent que les investissements publics dans l'irrigation au Nigeria ont été faibles et peu inefficaces pour l'expansion des zones irriguées. Actuellement, l'irrigation est utilisée pour un certain nombre de productions au Nigeria, allant du riz aux légumes, par le maïs, les céréales, et les légumineuses. L'irrigation est généralement utilisée là où la préparation mécanique ou manuelle du sol n'est pas chère, indiquant sa nature intensive en main-d'œuvre. Le choix des cultures irriguées, des ressources en eau, des méthodes d'irrigation et des saisons d'irrigation semblent tous fortement corrélés, ce qui suggère que l'irrigation au Nigeria n'a de sens économique pour chaque culture que dans un système de production spécifique. Le document examine les mesures nécessaires pour améliorer le recours à l'irrigation pour différents types d'exploitations agricoles et d'irrigants au Nigeria. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-04-05T00:12:54.017853-05:
      DOI: 10.1002/ird.1973
  • Algorithm for Canal Gate Operation to Maintain Steady Water Levels Under
           Abrupt Water Withdrawal
    • Authors: Yizi Shang; Ling Shang
      Abstract: Most studies on the design of an automated canal pool have produced fairly good results. However, when the designs are extended to multi-pool canals, there is an inability to eliminate interactions between pools caused by gate start-up and shutdown. This paper thus proposes a distributed computing gate operation algorithm for eliminating water level fluctuation and controlling the downstream water level of canal pools within a reasonable range. The algorithm was developed using state space equations derived from the complete Saint Venant equations by a finite difference scheme. This paper illustrates the application of the control method to a series of pools bounded by upstream and downstream gates. The effectiveness of the control was also verified by applying it to a laboratory canal, wherein the soft sensor technique was used to simplify communication between the distributed information nodes. The test results confirmed the ability of the proposed method to cope with rapid variations in water demand while maintaining water levels of the controlled pools. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.La plupart des études sur la conception d'un canal automatisé ont produit d'assez bons résultats. Toutefois, la conception trouve ses limites lorsqu'elle s'étend aux canaux ramifiés, en raison des interactions causées par l'ouverture ou la fermeture d'une vanne. Ce document propose donc la programmation distribuée d'un algorithme de fonctionnement des portes pour éliminer la fluctuation du niveau de l'eau en contrôlant le niveau d'eau en aval des biefs dans une fourchette raisonnable. L'algorithme a été développé en utilisant les équations d'état de l'espace provenant des équations complètes de Saint Venant par un schéma aux différences finies. Ce document illustre l'application du procédé de commande pour une série de biefs délimités par des grilles amont et aval. L'efficacité du contrôle a été également vérifiée en l'appliquant à un canal de laboratoire, dans lequel la technique du capteur souple a été utilisée pour faciliter la communication entre les noeuds d'information distribuée. Les résultats des tests ont confirmé la capacité de la méthode proposée pour faire face à des variations rapides de la demande en eau, tout en maintenant les niveaux des biefs contrôlés.
      PubDate: 2016-04-05T00:12:32.493707-05:
      DOI: 10.1002/ird.1984
  • The Impacts of Climate Change on Irrigated Agriculture in Southern
    • Authors: João Rolim; José Luís Teixeira, João Catalão, Shakib Shahidian
      Abstract: Climate change projections point to increasing air temperature and reduced precipitation in southern Portugal, which would affect farming systems. This study aims to assess the impacts of climate change on irrigated agriculture in southern Portugal. These impacts were assessed by combining climate model data with a soil water balance model and a numerical model for the design of irrigation systems. Meteorological data from two weather stations were used along with three climate models (HadRM3P, HIRHAMh and HIRHAMhh; 2071–2100). The crop rotations studied included sugar beet–maize–tomato–wheat and sunflower–wheat–barley. Two adaptation measures were considered: (i) maintaining the current crop varieties; (ii) using new crop varieties. The results from the considered climate change scenarios indicated that the impacts of climate change on irrigation requirements depend on the adopted adaptation measures. On average, the seasonal irrigation requirements increased by 13–70% when new crop varieties were used and by −13 to 7% when the current crop varieties were maintained. The impacts of climate change on irrigation system design were considerable, with the design flow rate increasing by 5–24%. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les prévisions de changement climatique indiquent un accroissement de la température de l'air et une diminution de la précipitation dans le Sud du Portugal, ce qui affecterait les systèmes de production agricole. Cette étude a pour but d'évaluer les impacts du changement climatique sur l'agriculture irriguée dans le Sud du Portugal. Ces impacts ont été évalués en combinant les données de modèles climatiques avec un modèle de bilan hydrique du sol et un modèle numérique pour la conception des systèmes d'irrigation. Les données de deux stations météorologiques ont été utilisées avec trois modèles climatiques (HadRM3P, HIRHAMh et HIRHAMhh; 2071–2100). Les assolements étudiés comprenaient: betterave sucrière–maïs–tomate–blé et tournesol–blé–orge. Deux mesures d'adaptation ont été considérées: (i) en conservant les variétés cultivées actuellement et (ii) en utilisant de nouvelles variétés. Les résultats obtenus à partir des scénarios de changement climatique considérés indiquent que les impacts du changement climatique sur les besoins en irrigation dépendent des mesures d'adaptation choisies. En moyenne, les besoins saisonniers en irrigation augmentent de 13 à 70% quand les nouvelles variétés sont utilisées, et de −13 à 7% quand les variétés actuelles sont maintenues. Les impacts du changement climatique sur la conception des systèmes d'irrigation sont considérables avec une augmentation du débit de projet de 5 à 24%.
      PubDate: 2016-04-05T00:07:59.770079-05:
      DOI: 10.1002/ird.1996
  • Impacts of man-Induced Changes in Land use and Climate Change on Living in
           Coastal and Deltaic Areas
    • Authors: Bart Schultz
      Abstract: Sea level rise due to climate change is presented as one of our biggest problems. The reality is quite different and generally insufficiently taken into account in decision-making, although the facts are regularly highlighted in professional literature.Population growth in recent decades has been substantial, especially in emerging and least developed countries, where 85% of the world's population is living. Much of the growth takes place in urban areas, of which 80–90% is located in coastal and deltaic regions where sea level rise could play a role with respect to drainage and flood protection. In the majority of these areas there is subsidence, in extreme cases of 200 mm yr‾1. In such cases the impact of the current rate of sea level rise of 3.2 mm yr‾1, which implies 0.32 m per century, occurs within 2 years due to subsidence. The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) gives a maximum figure for sea level rise of 0.98 m by 2100. A similar comparison as above shows that this would be reached in 5 years. Commonly, inadequate measures are taken to reduce the risk of flooding.Based on newly available data, trends and forecasts, the relevant aspects and their impacts are presented in this paper, together with a future outlook. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le changement du niveau des mers du au changement climatique est présenté comme l'un de nos plus grands problèmes. La réalité est assez différente et en généralement insuffisamment prise en compte dans la prise de décision, bien que ce fait soit régulièrement mis en avant dans la littérature professionnelle.La croissance démographique au cours des dernières décennies a été considérable, en particulier dans les pays émergents et en développement, où vit 85% de la population mondiale. Une grande partie de la croissance a lieu dans les zones urbaines, dont 80 à 90% sont situés dans les régions côtières et deltaïques où l'élévation du niveau de la mer pourrait jouer un rôle par rapport au drainage et à la protection contre les inondations. Dans la plupart de ces zones on observe des affaissements, dans les cas extrêmes 200 mm par an. Dans de tels cas, l'impact du rythme actuel de l'élévation du niveau de la mer de 3.2 mm par an, soit 0.32 mètre par siècle, se produit dans les deux ans en raison de l'affaissement. Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) donne un chiffre maximal pour l'élévation du niveau de la mer de 0.98 m d'ici 2100. Une comparaison similaire à celle ci-dessus montre que cela serait atteint en cinq ans. Généralement, des mesures insuffisantes sont prises pour éviter ou au moins réduire le risque d'inondation.Appuyé sur des données récemment mises à disposition, les tendances et prévisions et leurs impacts sont présentés dans cet article, avec des perspectives d'avenir. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-04-03T19:45:59.029682-05:
      DOI: 10.1002/ird.1969
  • Issue Information
    • Pages: 1 - 3
      Abstract: No abstract is available for this article.
      PubDate: 2016-10-28T01:26:06.583654-05:
      DOI: 10.1002/ird.2088
  • Editorial
    • Authors: Joongdae Choi; Jiusheng Li, Bart Schultz
      Pages: 4 - 6
      PubDate: 2016-10-28T01:26:10.02714-05:0
      DOI: 10.1002/ird.2065
  • Field Tests and Behaviour Analysis of Saemangeum Inner Dike Construction
           with Geotextile Tube Method Applied
    • Authors: Jong Gun Park; Hak Won Kim, Jeong Hee Ko, Tae Sup Park
      Pages: 48 - 57
      Abstract: Geotextile tubes hydraulically or mechanically filled with dredged materials have been successfully applied to hydraulic and coastal engineering in recent years (e.g. shore protection structures, sea dikes, groins, jetties, detached breakwaters). This method is becoming popular and has been widely applied in the developed countries of the world. It is economical as well as useful, and enables us to store and isolate contaminated materials obtained from harbour dredging. In this study, a numerical analysis was performed to investigate the behaviour of geotextile tubes in terms of various properties of the material, shape condition and pumping pressure. The computer program GeoCoPS was employed for this analysis. Also, field tests were conducted in order to identify the construction workability of Saemangeum inner dike when the geotextile tube method is applied. In the field tests, geotextile tubes of 62 m in length and 4.0 m in diameter were used. The field tests found that geotextile tubes, when filled, did not have the same diameter as the unfilled theoretical one, but might reach approximately 55% of the theoretical diameter. At that time, the effective height of a geotextile tube was about 2.2 m. The behaviour during and after construction was measured to confirm the construction method and workability, which ended in successful identification. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les tuyaux géotextiles mécaniques ou hydrauliques remplis de matériaux de dragage ont été appliqués avec succès à l'ingénierie hydraulique et côtière au cours des dernières années (par exemple l'infrastructure de protection côtière, les digues de mer, l'épi, les jetées, les brise-lames, etc.). Cette méthode devient populaire et a été largement appliquée dans les pays avancés du monde parce qu'elle est économique ainsi que utile et permet de stocker et d'isoler les matériaux contaminés provenant de dragage des ports. Dans l'étude, l'analyse numérique a été réalisée pour étudier le comportement des tuyaux géotextiles en termes de diverses propriétés du matériau, l'état de forme et la pression de pompage. Le programme informatique GeoCoPS a été utilisé pour cette analyse. Aussi, les essais sur le terrain ont été menés afin d'identifier la faisabilité de la construction de la digue intérieure Saemangeum lorsque la méthode de tuyau géotextile est appliquée. Dans les essais sur le terrain, les tuyaux géotextiles de 62 m de longueur et 4.0 m de diamètre ont été utilisés. Les essais sur le terrain ont montré que les tuyaux géotextiles, une fois rempli, n'atteignent pas le même diamètre que le diamètre théorique vacant, mais peuvent atteindre environ 55% du diamètre théorique. A cette époque, la hauteur effective de tuyau géotextile était d'environ 2.2 m. Le comportement pendant et après la construction a été mesuré pour confirmer la méthode de construction et de faisabilité, et a été identifié avec succès. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-10-28T01:26:04.843188-05:
      DOI: 10.1002/ird.2087
  • Effect of System of Rice Intensification on Water Productivity and NPS
           Pollution Discharge
    • Authors: Woonji Park; Jiyeon Seo, Yonghun Choi, Gunyeob Kim, Dongkoun Yun, Wongu Jeong, Suin Lee
      Pages: 143 - 149
      Abstract: Paddy fields comprise the single largest land use in Korea, occupying nearly 60% of arable land, consuming about 56% of the nation's water supply, and discharging a significant amount of agricultural non-point source (NPS) pollution to public waters. Rural water resources conservation, the improvement of irrigation water productivity (IWP) and the reduction of NPS pollution from paddy fields are important issues in Korea. To quantify the issue, a field-size rice-plot study was conducted for 3 years comparing the treatment of a system of rice intensification (SRI) irrigation management and a conventional practice (CT). The SRI reduced the irrigation requirement at field level by 50% compared to the CT. The IWP of the SRI improved by an average of 94% over that of the CT. The average reductions of the NPS pollutants by SRI was 44.4% (BOD), 38.6% (SS), 35.3% (CODMn), 28.3% (CODCr), 23.8% (TN) and 36.3% (TN). The SRI treatment was concluded to have contributed to healthy rice plant growth, improvement of IWP and reduction of agricultural NPS pollution from paddy fields, which could significantly conserve rural water resources and improve water quality in Korea. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les rizières constituent le plus grand usage unique de terres en Corée, occupant près de 60% des terres arables, consommant environ 56% de l'approvisionnement en eau de la nation, et déchargeant une quantité importante de pollution de sources non ponctuelles agricoles (NPS) dans les eaux publiques. La conservation des ressources en eau en milieu rural, l'amélioration de la productivité de l'eau d'irrigation (IWP) et la réduction de la pollution NPS des rizières sont des questions importantes en Corée. Pour quantifier le problème, une étude a été menée sur la parcelle de riz sur une superficie du champ pendant trois ans comparant le traitement de la gestion d'irrigation d'un système de l'intensification de riziculture (SRI) et la pratique conventionnelle (CT). Le SRI a réduit l'exigence d'irrigation au niveau du terrain de 50% par rapport au CT. L'IWP du SRI est amélioré par une moyenne de 94% par rapport à celle de la CT. Les réductions moyennes des polluants NPS par le SRI étaient de 44.4% (DBO), 38.6% (SS), 35.3% (CODMn), 28.3% (CODcr), 23.8% (TN) et 36.3% (TN). Le traitement SRI a été conclu d'avoir contribué à la croissance des plantes de riz en bonne santé, l'amélioration de l'IWP et la réduction de la pollution NPS agricole des rizières, ce qui pourrait conserver de manière significative les ressources en eau en milieu rural et améliorer la qualité de l'eau en Corée. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
      PubDate: 2016-10-28T01:26:10.166393-05:
      DOI: 10.1002/ird.2086
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