SIMULATION OF SOILWATER AND SALINITY DISTRIBUTION UNDER SURFACE DRIP
IRRIGATION
†
TAREK SELIM
1,2
*
, RONNY BERNDTSSON
2,3
AND MAGNUS PERSSON
2
1
Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Port Said University, Egypt
2
Department of Water Resources Engineering, Lund University, Lund, Sweden
3
Centre for Middle Eastern Studies, Lund University, Lund, Sweden
ABSTRACT
Higher crop production and better water use efficiency are usually achieved with surface drip irrigation as compared to traditional
surface irrigation methods. Increasing competition for fresh water also means a greater use of brackish water in agriculture. For this
reason, the effects of soil hydraulic properties, initial soil moisture content (θ
i
), and irrigation regime on soil water and salinity distri-
bution under surface drip irrigation (DI) with brackish irrigation water were investigated. Model simulations were performed using the
HYDRUS-2D/3D model assuming tomato crop in saline soil. Simulation scenarios were conducted including sand, loamy sand, and
sandy loam soils, together with daily and alternate-day irrigation regimes. Two θ
i
values were considered in the simulations. Results
revealed that the effect of the irrigation regime on wetting patterns differed according to the soil’ s hydraulic properties, while the effect
of the initial soil moisture content disappeared after a few days. The irrigation regime and θ
i
value did not display any significant effect
on soil salinity distribution. Higher soil salinity occurred along the soil surface by the end of the simulation period. The higher soil
salinity was more close to the emitter in sand as compared to loamy sand and sandy loam. Water balance calculations showed that
as the initial soil moisture content increased, the free drainage component increased. However, the irrigation regime and initial soil
moisture content did not affect the evaporation rate and root water uptake rate. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.
key words: surface drip irrigation; soil moisture content; soil salinity; brackish irrigation water; HYDRUS-2D/3D; El-Salam Canal, Egypt
Received 13 July 2012; Revised 15 January 2013; Accepted 15 January 2013
RÉSUMÉ
L ’augmentation de la production agricole et la meilleure efficacité de l’utilisation de l’eau sont habituellement obtenus avec
l’irrigation goutte à goutte comparé aux méthodes traditionnelles d’irrigation de surface. La demande croissante pour l’eau douce
implique une plus grande utilisation des eaux saumâtres en agriculture. Pour ces raisons, nous avons étudié l’impact des propriétés
hydrauliques du sol, humidité initiale du sol (θ
i
) et le régime de l’irrigation sur l’eau du sol et la distribution de la salinité sous
irrigation goutte à goutte (DI) avec une eau saumâtre. En supposant que les sols salins sont cultivés en tomate, des modèles de
simulations ont été réalisés en utilisant HYDRUS-2D/3D. Les scénarios de simulation ont été effectués pour des fréquences
d’irrigations journalières et un jour sur deux et ce sur des sols sableux, sablo- limoneux et limono-sableux. Deux valeurs de θ
i
ont été prises en compte dans les simulations réalisées. Les résultats ont révélé que les effets du régime d’irrigation sur le mode
d’humidification du sol diffèrent selon les propriétés hydrauliques du sol, alors que l’impact de la teneur en eau initiale du sol
n’a plus lieu après quelques jours. Le régime d’irrigation et la valeur de θ
i
n’ont pas d’effet significatif sur la distribution de la
salinité des sols. La salinité élevée du sol est observée à la surface du sol à la fin de la période de simulation. La salinité élevée
du sol était plus proche de l’émetteur dans le sol sableux que dans le cas des sols sablo-limoneux et limono-sableux. Les calculs
du bilan hydrique ont montré que l’augmentation de l’humidité initiale du sol engendre une augmentation de l’eau drainée.
Cependant, le régime d’irrigation et l’humidité initial du sol n’ont pas d’effet sur le taux d’évaporation et d’absorption de l’eau
par les racinaires. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.
mots clés: irrigation goutte à goutte de surface; humidité du sol; salinité des sols; eau d’irrigation saumâtre; HYDRUS-2D/3D; El-Salam Canal, Égypte
* Correspondence to: Tarek Selim, Port Said University - Faculty of Engineering, Civil Engineering Department, Egypt. E-mail: eng_tarek_selim@yahoo.com
†
Simulation de l’eau du sol et de la distribution de la salinité sous irrigation goutte à goutte de surface.
IRRIGATION AND DRAINAGE
Irrig. and Drain. (2013)
Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com) DOI: 10.1002/ird.1739
Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.