The role of controlled drainage under drought conditions in an irrigated area in NWFP, Pakistan

Authors

  • Gul Daraz Khan,

    1. Center of Excellence in Water Resources Engineering, University of Engineering and Technology, Lahore, Pakistan
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  • Prof. Muhammad Latif,

    Corresponding author
    1. Center of Excellence in Water Resources Engineering, University of Engineering and Technology, Lahore, Pakistan
    • Center of Excellence in Water Resources Engineering, University of Engineering and Technology, G. T. Road, Lahore, 54890, Pakistan.
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  • Sibtul Hassan

    1. Center of Excellence in Water Resources Engineering, University of Engineering and Technology, Lahore, Pakistan
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  • Le rôle de drainage commandé sour des conditions de sécheresse dans une zone irriguée en NWFP, au Pakistan.

Abstract

The River Swat is the source of irrigation for the entire irrigation system of Mardan, Nowshera and Charsadda districts. Reductions of water and overdrainage have influenced the yield of major crops. The impact of reduced supply at the inlet from the source, drought conditions and overdrainage from the area have lowered the groundwater to a disastrous level. Thus the present groundwater level cannot contribute to the crops. A subsurface collector at its exit in drainage unit 106 was controlled to raise the watertable. The study area was divided into 10 zones. Each zone was separately assessed to analyze the groundwater impact in response to the controlled technique adopted for mitigating drought in different strategies of the canal operation. The interaction of groundwater level with irrigation depth, crop yield, water use efficiency and water saving were also studied. During the rotational period of the canal, irrigations applied in section II raised the water level by nearly 1 m. The upslope area of section III also needed a large irrigation depth. The groundwater level on the downslopes of the lateral drains in sections I and V was at the design depth of 1.1 m during the rotational strategy, while it decreased only slightly on the upslopes of the lateral drains for the same positions. Because of effective control by the collector, the watertable on the downslopes of the laterals in sections II and III was affected less while in the respective upslope area of section III it dropped more than 2 m. The water levels in section IV (both in the upslope and downslope areas along the laterals) remained very close to the design level. A significant contribution of seepage in the upslope of the collector drain considerably reduced the irrigation depths. During the canal closure period, the watertables in the study area dropped to the limit from 2.3 to 3.25 m. After the reopening of the canal, the watertables in sections II, III and IV were raised from 2.55 to 0.70 m. During this period the water levels near the canal reached the design level. The maximum yield of 6.5 tons ha−1 on the downslopes of the lateral drains in section II was obtained, resulting in maximum water use efficiency of 0.93 kg m−3. However, the minimum yield of 3.5 tons ha−1 on the upslopes of the lateral drains in section I was obtained, resulting in the lowest water use efficiency of 0.35 kg m−3 near the deep surface drain (5 m). The impact of controlled subsurface drainage in zones 2, 3 and 7 resulted in the best maintenance of optimum groundwater level and moisture content. Therefore large amounts of extra irrigation water applied (ranging from 23 to 129% of that actually required) in different zones of the controlled area can be saved for drought conditions. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.

RÉSUMÉ

Le fleuve Swat est la source d'irrigation pour les systèmes d'irrigation entiers des zones de Mardan, de Nowshera et de Charsadda. Les réductions de drainage de l'eau et d'excédent ont influencé le rendement de récoltes principales. L'impact de l'approvisionnement réduit à l'admission de la source, des conditions de sécheresse et du drainage d'excédent du secteur ont laissé tomber les eaux souterraines à un niveau désastreux. Ainsi le niveau actuel d'eaux souterraines ne peut pas contribuer aux récoltes. Un collecteur à fleur de terre à sa sortie dans l'unité 106 de drainage a été commandé pour soulever le niveau hydrostatique. Le secteur d'étude a été divisé en dix zones. Chaque zone a été séparément évaluée pour analyser l'impact d'eaux souterraines en réponse à la technique commandée adoptée pour atténuer la sécheresse dans différentes stratégies de l'opération de canal. L'interaction du niveau d'eaux souterraines sur la profondeur d'irrigation, le rendement de récolte, l'efficacité d'utilisation de l'eau et l'économie de l'eau ont été également étudié. Pendant la période de rotation du canal, les irrigations appliquées dans la section II ont élevé le niveau d'eau de presque un mètre. Le secteur demontée de la section III avait besoin d'une grande profondeur d'irrigation. Le niveau d'eaux souterraines des déscentes de la vidange latérale dans les sections I et V était à la profondeur de conception de 1.1 m pendant la stratégie de rotation, tandis qu'il diminuait seulement légèrement aux montée des drains latéraux pour les mêmes positions. En raison de la commande efficace du collecteur, le niveau hydrostatique des déscentes des parties latérales dans les sections II et III a été affecté moins, tandis que dans le secteur respectif demontée de la section III il descentait à plus de deux mètres. Les niveaux d'eau dans la section IV (tous les deux dans les secteurs demontée etde déscentes le long des parties latérales) ont demeuré très près de la conception. La contribution significative de l'infiltration dans lamontee du drain de collecteur a considérablement réduit les profondeurs d'irrigation. Pendant la période de fermeture du canal, les niveaux hydrostatiques dans le secteur d'étude sont descendus la limite de 2.3 à 3.25 m. A la réouverture du canal, les niveaux hydrostatiques dans les sections II, III et IV augmenté de 2.55 à 0.70 m. Pendant cette période les niveaux d'eau près du canal ont atteint celui de la concept. Le rendement maximum de 6.5 tons ha−1 aux déscentes des drains latéraux dans la section II a été obtenu, ayant pour résultat l'efficacité maximum d'utilisation de l'eau de 0.93 kg m−3.Cependant le rendement minimum de 3.5 tons ha−1 aux montées des drains latéraux dans la section a été obtenu, ayant pour résultat la plus basse efficacité d'utilisation de l'eau de 0.35 kg m−3 près du drain extérieur profond (5 m). L'impact du drainage à fleur de terre commandé dans les zones 2, 3 et 7 a maintenu le meillear niveau d'eaux souterraines et le contenu d'humidité optimum. Par conséquent la grande quantité de l'eau supplémentaire d'irrigation celle appliquée (s'étendant de 23 à 129% deréellement requise) dans différentes zones de la zone de contrôle peut être sauvée pour les conditions de sécheresse. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.

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