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SIMULATING WATER FLOW AND SALT LEACHING UNDER SEQUENTIAL FLOODING BETWEEN SUBSURFACE DRAINS

Authors

  • M. S. Mirjat,

    Corresponding author
    1. Department of Irrigation and Drainage, Sindh Agriculture University Tandojam, Tandojam, Pakistan
    • Correspondence to: M. S. Mirjat, Professor, Department of Irrigation and Drainage, FAE, Sindh Agriculture University Tandojam, 70060, Pakistan, Tel.: +92222765870, Fax: +92222765300. E-mail: msmirjat@sau.edu.pk

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  • A. Q. Mughal,

    1. Department of Farm Power and Machinery, Sindh Agriculture University Tandojam, Tandojam, Pakistan
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  • A. S. Chandio

    1. Department of Irrigation and Drainage, Sindh Agriculture University Tandojam, Tandojam, Pakistan
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  • Simulation de l'écoulement de l'eau et du lessivage des sels dans des submersions séquentielles entre drains enterrés.

ABSTRACT

Streamline behaviour and solute transport were investigated under sequential flooding situations using a HYDRUS-2D/3D model. HYDRUS-simulated solute breakthrough curves exhibit a similar shape as measured curves but breakthrough is slightly delayed. This might be caused by slightly different properties (particularly particle size distribution) of silica sand used to determine solute transport and van Genuchten parameters.

The breakthrough curves for comparable flooding scenarios under both lower and upper drains suggest that uniform leaching is evident through sequential increase from ¼, ½, ¾, and complete flooding. This suggests that higher leaching efficiency under sequential flooding strategy is possible when compared to complete flooding.

Visual and quantitative comparison of model simulations shows a very close match to Hele-Shaw cell experiments. Based on simulation results of this study, it is evident that the HYDRUS 2D/3D model is a powerful tool for efficient use of scarce water resources and could successfully be used for leaching excess salts in arid and semi-arid regions. Results by Skaggs et al. (2004) supported the use of HYDRUS-2D and they recommended it as a tool for designing and management of drip irrigation systems. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

RÉSUMÉ

Le comportement des lignes de courant et les transports de solutés ont été étudiés sous différentes séquences d'inondations, en utilisant le modèle HYDRUS-2D/3D. Hydrus a simulé des courbes de restitution de solutés similaires à celles mesurées, avec toutefois un léger retard. Cela pourrait être dû à de légères différences dans les propriétés du sable siliceux (la distribution des tailles de particules, en particulier) utilisé pour déterminer les paramètres de transport des solutés et les paramètres de Van Genuchten.

Les courbes de restitution pour des scénarios comparables de submersion à la fois pour des drains peu profonds et plus profonds suggèrent qu'un lessivage uniforme est évident dans différentes séquences d'inondations de ¼, ½, ¾, et de la totalité de la superficie. Ceci suggère qu'une plus grande efficience du lessivage est possible en utilisant une stratégie d'irrigation séquentielle, plutôt que totale.

La comparaison visuelle et quantitative des simulations montre une bonne concordance avec les expérimentations en cellules de Hele-Shaw. Les résultats de simulation montrent que HYDRUS 2D/3D est un outil puissant pour un usage efficient de l'eau dans un contexte de rareté, et peut être efficacement utilisé pour lessiver les sels en excès en régions arides et semi-arides. Les résultats de Skaggs et al. (2004) ont également recommandé l'usage de HYDRUS-2D pour concevoir et gérer les systèmes d'irrigation au goutte à goutte. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

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