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Calibration of a distributed irrigation water management model using remotely sensed evapotranspiration rates and groundwater heads

Authors

  • Raj Kumar Jhorar,

    Corresponding author
    1. Chaudhary Charan Singh Haryana Agricultural University, Soil and Water Engineering, Hisar, Haryana, India
    • Chaudhary Charan Singh Haryana Agricultural University, Soil and Water Engineering, Hisar, Haryana, India- 125 004.
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  • A.A.M.F.R. Smit,

    1. Alterra Green World Research, Department of Water and Environment, Environmental Sciences Group, Wageningen University and Research Centre, Wageningen, The Netherlands
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  • W.G.M. Bastiaanssen,

    1. Faculty of Civil Engineering and Geosciences, Delft University of Technology, The Netherlands
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  • C.W.J. Roest

    1. Alterra Green World Research, Department of Water and Environment, Environmental Sciences Group, Wageningen University and Research Centre, Wageningen, The Netherlands
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  • Calibration d'un modèle de gestion de l'eau d'irrigation utilisant l'évapotranspiration télédétectée et le niveau des eaux souterraines.

Abstract

Parameters of the distributed irrigation water management model FRAME are determined by an inverse method using evapotranspiration (ET) rates estimated from the SEBAL remote sensing procedure and in situ measurement of groundwater heads. The model simulates canal and on-farm water management as well as regional groundwater flow. The calibration is achieved in two phases. The data on ET were introduced with the primary intent of improving predictions of ET through better estimated soil hydraulic parameters. During the first phase, soil hydraulic parameters sensitive to ET were optimized. As per the canal running schedule in the study area, the daily values of ET data were synthesized into 16 time periods with 15 periods each of 24 days and one period of 5 days. Use of cumulative (annual basis) ET data results in better estimates of soil hydraulic parameters as compared to temporal (24-day period basis) ET data due to possible errors in other input data. During the second phase of calibration, aquifer drainable porosity and maximum allowable groundwater extraction were optimized against groundwater heads for five years. The calibration was very successful in about 70% of the study area with a coefficient of correlation between simulated and observed groundwater levels of more than 80%. Subsequently the model is validated against groundwater heads for nine years. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.

Abstract

Les paramètres du modèle FRAME de gestion de l'eau d'irrigation distribuée sont déterminés par la méthode inverse en utilisant l'évapotranspiration (ET) estimée par la procédure SEBAL de télédétection et la mesure in situ des niveaux des eaux souterraines. Le modèle simule la gestion de l'eau dans le canal et sur l'exploitation, ainsi que le flux des eaux souterraines dans la région. L'étalonnage est réalisé en deux phases. La donnée ET a été introduite avec l'intention première d'améliorer les prévisions de ET grâce à une meilleure estimation des paramètres hydrauliques du sol. Au cours de la première phase, les paramètres hydrauliques des sols sensibles à ET ont été optimisés. Pour le tour d'eau dans le canal sur la zone d'étude, les valeurs quotidiennes de ET ont été synthétisées en 16 périodes, 15 périodes de 24 jours et une période de cinq jours. L'utilisation du cumul annuel de ET conduit à de meilleures estimations des paramètres hydrauliques du sol par rapport aux données ET sur périodes de 24 jours en raison d'éventuelles erreurs dans les autres données d'entrée. Au cours de la deuxième phase de l'étalonnage, la porosité de l'aquifère exploitable et l'allocation maximum d'eaux souterraines ont été optimisées sur cinq ans en fonction du niveau des eaux souterraines. L'étalonnage a été un grand succès dans environ 70% de la zone d'étude avec un coefficient de corrélation entre les niveaux simulés et observés des eaux souterraines de plus de 80%. Par la suite, le modèle est validé pour le niveau des eaux souterraines sur neuf ans. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.

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