Experimental and numerical study of water flow in soil under irrigation in northern Senegal: evidence of air entrapment

Hammecker, Claude; Antonino, Antônio Celso Dantas; Maeght, Jean‐Luc; Boivin, Pascal

doi:10.1046/j.1365-2389.2003.00482.x

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“…The amount of runoff was measured by the sediment pool, automatic water-stage recorder and triangular measuring weir (Hammecker et al 2003). The amount of sediment was the sum of the dry weight of suspended load and the dry weight of tractional load.…”

Section: Studymentioning

confidence: 99%

Rainwater efficient use of the cellar-greenhouse system on slope land in hilly semi-arid area of North China

Peng¹,

Zj²,

Zhang³

et al. 2009

PLANT SOIL ENVIRON

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Water resources in semi-arid and arid regions are the most strongly limiting factor of the growth for plants. Rainwater efficient use is one of the focuses of the water resources research. In this paper, an experiment was conducted at Ka Zuo Research Station of Ecological Agriculture, Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences in the hilly semi-arid area of North China. It aimed at studying the efficient use of rainwater harvesting of the cellargreenhouse system (CGS). Results showed that, on average, the rainwater harvesting efficiency and sediment yield of the CGS were 5.7-15.7% and 865.8-1794.0 kg/ha, respectively, and that the rainwater harvesting efficiency and sediment yield of the CGS on slopes of 6° and 7° were significantly higher than that of the CGS on slope of 4.5°. In the CGS, over 52.1% of the irrigation rainwater was saved; the irrigation efficiency was significantly improved, by 21.15 kg/m 3 /ha on average, for sub-surface irrigation. Moreover, compared with flood irrigation, sub-surface irrigation could increase vegetable yield by 8.1-22.3%, improve output value of rainwater by 116.8-164.6%, and furthermore, the environmental conditions of the greenhouse on slope land were improved obviously. The mean unit area value of the CGS was about 13.5 times higher than that of the traditional land use system. By using the CGS, three goals, which were reducing water and soil losses, getting high rainwater use efficiency and gaining corresponding benefits, were realized.

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Section: Studymentioning

confidence: 99%

Rainwater efficient use of the cellar-greenhouse system on slope land in hilly semi-arid area of North China

Peng¹,

Zj²,

Zhang³

et al. 2009

PLANT SOIL ENVIRON

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“…Le paramètre m est pris égal à 1 1 − n comme précédemment et le paramètre de connectivité des pores 1 est égal à 0,5, valeur moyenne issue de 45 sols (MUALEM, 1976). HAMMECKER et al (2003) …”

Section: Les Donnéesunclassified

“…Le rôle de ces fissures sur le transfert de l'eau et des sels peut être important. Il a été étudié par FAVRE et al (1997) et HAMMECKER et al (2003. FAVRE et al (1997) montrent que les fissures se referment rapidement après le début de l'irrigation, en moins de 4,5 heures.…”

Section: Confrontation Des Hypothèses Et Des Résultats De La Modélisaunclassified

“…Il s'agit, deuxièmement, du piégeage d'air dans une zone non saturée assez développée, résultant de la formation d'une nappe perchée. Ce processus contribue à diminuer fortement les débits de percolation de l'eau d'irrigation (BOIVIN et al, 1998;HAMMECKER et al, 2003). Il est accentué dans les sols fissurés du fait de la fermeture rapide des fissures qui piège l'air dans les polygones entre les fissures, la nappe et la lame de submersion.…”

Section: Confrontation Des Hypothèses Et Des Résultats De La Modélisaunclassified

“…Des synthèses existent sur les sols de la région et leurs propriétés hydrodynamiques (BOIVIN et al,1995;BOIVIN et al, 1998). Certains processus hydrodynamiques et biogéochimiques y ont été finement étudiés aux échelles du profil et de la parcelle FAVRE et al, 1997;HAMMECKER et al, 2003). Mais peu de travaux se sont intéressés à intégrer les connaissances en prenant en compte la variabilité des sols et des modes de culture pour estimer les flux sur l'ensemble du cycle de culture à l'échelle d'unités de gestion de l'eau (maille hydraulique, périmètre et dépression alluviale) (CEUPPENS et WOPEREIS, 1999; VAN ASTEN et al, 2003).…”

Section: Introductionunclassified

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Modélisation du transfert de l’eau et des sels dans les casiers rizicoles du Delta du Fleuve Sénégal

Ndiaye

Molénat

Ndoye³

et al. 2008

rseau

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La salinisation des sols constitue un risque majeur du développement de l’irrigation dans le monde. Dans le Delta du Fleuve Sénégal, l’existence d’une nappe phréatique salée et proche de la surface du sol accentue ce risque. Une modélisation des transferts hydriques a été réalisée pour mieux évaluer ce risque. Elle a été faite à partir du code Hydrus sur l’ensemble du cycle cultural et a pris en compte deux types de sol et deux modes de culture de cette région : la simple et la double culture. Elle a permis d’estimer les flux hydriques descendants pendant la phase d’irrigation par submersion, et les flux hydriques et salins ascendants pendant la phase d’irrigation et de non-irrigation. Cette modélisation indique que : i) le toit de la nappe salée remonte d’environ 50 cm pendant la phase d’irrigation; ii) une zone non saturée de faible épaisseur subsiste entre la surface inondée et la nappe; iii) l’infiltration cumulée est deux fois plus forte en double qu’en simple culture; et iv) la forte évaporation durant la phase de non-irrigation peut faire remonter entre 5,5 à 6 t de sels par ha et par an, selon les sols et les conditions de culture. Cette modélisation, qui s’appuie sur des mesures in situ des paramètres hydrodynamiques, devra être confrontée à des observations in situ de flux. Elle devra intégrer des processus non pris à ce stade tel que le piégeage d’air. Les relevés piézométriques depuis dix ans montrent, par ailleurs, un léger relèvement du niveau de la nappe salée. L’ensemble de ces résultats est suffisamment préoccupant pour préconiser, dans le cas d’une irrigation par submersion, la mise en place d’un drainage superficiel pour éviter le relèvement de la nappe et assurer l’évacuation des sels hors de la nappe et, par là, la pérennisation de l’agriculture dans cette région du Delta du fleuve SénégalSoil salinisation is a major hazard of the extension of irrigation in the world. In the Delta of the Senegal River Valley, a highly saline groundwater close to the soil surface increases this hazard. A water and salt modeling by means of the Hydrus code has been performed to evaluate this hazard. Two soil types and two crop systems, a single and a double one, have been considered. The calculations have been performed on the complete agricultural cycle to determine water flows going down during the irrigation phase, and water and salt flows ascending to the soil surface during the irrigation and non irrigation phases. The modeling shows that: 1) the recharge due to the irrigation period induces an elevation of the water table of about 50 cm; 2) an unsaturated zone persists between the flooded surface and the water table; 3) the cumulative infiltration is two times higher in the double crop rice system than in the single crop system; 4) the high evaporation during the dry phase causes an ascension of from 5.5 to 6 t of salts per ha and per year according to the soil type and the crop system. This modeling, which was based on field measurements of hydrodynamic properties, has to be validated by field observatio...

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Runoff Generation, Overland Flow and Erosion on Hillslopes

Wainwright

Bracken

2011

Arid Zone Geomorphology

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Experimental and numerical study of water flow in soil under irrigation in northern Senegal: evidence of air entrapment

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