Drainage and salinity assessment in the Huinong Canal Irrigation District, Ningxia, China

Abstract

In the Huinong Canal Irrigation District, Ningxia, China, annually almost half of the amount of irrigation water, which is supplied from the Yellow River, is drained back to the river through an open drainage system. Waterlogging and salinization occur in parts of the irrigated area and part of the water drains to the surrounding desert. While 85–90% of inflow to the area is irrigation water there are good possibilities for water saving. To analyse water movement at field level and resulting drainage needs, from autumn 1998 until spring 2001 observations were made in two experimental areas: Pingluo and Huinong. The data were used for the calibration and validation of three computer models: SWAP, MODFLOW and DUFLOW. Different scenarios of water and salt behaviour in the unsaturated and saturated zone were simulated, as well as the flow through one of the main drains. The effects of various irrigation amounts and groundwater tables on crop growth, percolation and drainage needs were analysed. The present average irrigation water application during the growing season is 630 mm. On average 15% of the supplied water (665 million m3 yr−1) remains in the area. This is mainly irrigation water that was not used by the crops and did not reach the drainage system. It was found that an irrigation level of 75% of the present practice with a groundwater table of 1.0 m below the surface during the growing season gave the best results. Under such a practice the soil salinity will fluctuate around 3–3.5 dS m−1, resulting in a good growth of wheat and a yield reduction for maize of about 20%. When adequate amounts of irrigation water are supplied in combination with local drainage improvements, the areas with middle and low-yielding crops can be reduced, as well as the area of wasteland. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd. Annuellement presque la moitié de la quantité d'eau d'irrigation dans le district d'irrigation du canal Huinong, Ningxia, Chine, alimenté par la Rivière Jaune, est retournée à la rivière par un système de drainage à ciel ouvert. Des cas de saturation d'eau et de salinisation surgissent dans certaines parties de la zone irriguée et une partie de l'eau suinte vers le désert environnant. Comme 85–90% de l'entrée de l'eau dans la zone est de l'eau d'irrigation il y a de bonnes possibilités pour économiser de l'eau. Pour analyser la circulation de l'eau au niveau du champ et la nécessité de drainage des observations ont été effectuées pendant la période d'automne 1998 jusqu'au printemps 2001 dans deux zones expérimentales, Pingluo et Huinong. Les données rassemblées ont servi pour le calibrage et la validation de trois modèles informatiques: SWAP, MODFLOW et DUFLOW. Ces modèles ont été employés pour simuler plusieurs scénarios de comportement de l'eau et du sel dans la zone non saturée et dans la zone saturée tout comme l'écoulement par un des tuyaux d'écoulement principaux: le cinquième tuyau d'écoulement. L'effet de l'apport de différentes quantités d'eau d'irrigation, de différents niveaux de la nappe phréatique sur la croissance des cultures, la percolation et la nécessité de drainage a été analysé. L'actuel apport d'eau d'irrigation est de 630 mm en moyenne pendant la saison de croissance. Quinze pour cent en moyenne de l'eau fournie (665 millions m3/année) reste dans la zone, principalement de l'eau d'irrigation qui n'a pas servi aux cultures et qui n'a pas atteint le système de drainage. Un niveau d'irrigation représentant 75% des valeurs actuelles et une surface de la nappe phréatique de 1.0 m sous la surface donnent les meilleurs résultats pendant la saison de croissance. De tels apports entretiennent une salinisation du sol qui fluctuera entre environ 3 et 3.5 dS m−1, donnant un bon résultat de la croissance du blé et une diminution du rendement pour le maïs d'environ 20%. Lorsque l'alimentation par des quantités adéquates d'eau d'irrigation sera assurée en combinaison avec des améliorations du drainage local, la zone donnant des récoltes moyennes et basses peut être réduite ainsi que les zones incultes. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.