The study area is located on the Harat plain, in the central region of Iran. Four local-soil filled, freedrainage lysimeters were installed in wheat and barley farms operating under traditional farm management practices. The volume, electrical conductivity (EC), nitrate and major ions of the applied irrigation water and irrigation return flow (IRF) were measured during the growing season. The total dissolved solids (TDS) of IRF increased three to five times compared to that of the applied water. This enhancement was the same as for the chloride ion ratio, indicating the major impact of evapotranspiration in IRF salinity enhancement. Geochemical modelling using PHREEQCI confirmed the significant role of evapotranspiration and the minor effects of processes such as calcite precipitation, gypsum dissolution, fertilizer nitrification and ion exchange on the values of the IRF TDS. Time variations of EC were functions of the type of flow (preferential or matrix), lithology and soil type. The controlling parameters of the nitrate time series were the frequent applications of N fertilizer and the nitrification process. The annual N loads (NO 3 -N) of IRF varied from 22 to 195 kg ha -1 . These variations were due to the different N loads in the applied water, the amount of fertilizer, soil texture, N uptake and volume of IRF. The annual salt loads of IRF were mainly controlled by the volume of IRF.Key words irrigation return flow; lysimeter; nitrate; N load; salt load; semi-arid; water quality; traditional farming; Iran Caractéristiques hydrochimiques des débits de colature dans les régions semi-arides de l'Iran Résumé La zone d'étude est située sur la plaine de Harat, dans la région centrale de l'Iran. Quatre lysimètres à drainage libre remplis de sol local ont été installés sur des exploitations agricoles produisant du blé et de l'orge selon des pratiques traditionnelles. Le volume, la conductivité électrique (CE), les nitrates et les ions majeurs de l'eau d'irrigation appliquée et du débit de colature (DC) ont été mesurés pendant la saison de croissance. Les matières totales dissoutes (MTD) du DC ont augmenté de trois à cinq fois par rapport à celles de l'eau appliquée. Cette augmentation a été la même que pour le rapport de l'ion chlorure, indiquant l'impact majeur de l'évapotranspiration dans l'augmentation de la salinité du DC. La modélisation géochimique utilisant PHREEQCI a confirmé le rôle important de l'évapotranspiration et les effets secondaires de processus tels que la précipitation de la calcite, la dissolution du gypse, la nitrification des engrais et les échanges d'ions sur les valeurs des MTD du DC. Les variations temporelles de la CE étaient fonctions du type de débit (préférentiel ou matriciel), de la lithologie et du type de sol. Les paramètres contrôlant la série chronologique des nitrates étaient les applications fréquentes d'engrais azotés et le processus de nitrification. Les charges annuelles en N (NO 3 -N) du DC ont varié de 22 à 195 kg ha -1 . Ces variations étaient dues aux charges en ...