THE USE OF WATER IN THE AGRICULTURAL SECTOR: A PROCEDURE FOR THE ASSESSMENT OF LARGE-SCALE IRRIGATION EFFICIENCY WITH GIS † FLAVIA TROMBONI * , LUCIA BORTOLINI AND MARCO MARTELLO Dipartimento di Territorio e Sistemi Agro-Forestali (TESAF), Università degli Studi di Padova, Padova, Italy ABSTRACT Large-scale water assessment models can be valid decision support systems for water management institutions. We developed a spatially distributed model in order to evaluate efficiencies of irrigation scenarios. Model development required four stages: questionnaire data collection from farmers, integration of questionnaire data with water supply and physical soil characteristics data, cluster analysis with Management Zone Analyst, and GIS for spatial distribution. Four irrigation scenarios in the north- east of Italy were compared: (i) the current condition (three turns of 24 h of supplied water per month), (ii) scenario 2 (three turns of 16 h of supplied water per month), (iii) scenario 3 (four turns of 12 h per month); and (iv) scenario 4 (4 turns of 10 h per month). In the current irrigation scheme, results show high potential water excess in every month of the irrigation season. Shifting from three to four irrigation turns per month increased the probability of water excess, because water losses decreased and water availability for plants increased. For the same reason, potential water excess increased when the duration of each turn decreased, even when the total water supply was reduced. The irrigation efficiency index, therefore, was lowest in scenario 1 compared to the other scenarios. Scenario 4, in contrast, was the most efficient. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. key words: decision support system; river-basin model; cluster analysis; rotation delivery scheduling Received 15 March 2013; Revised 20 October 2013; Accepted 25 October 2013 RÉSUMÉ Les modèles d’évaluation de l’irrigation à grande échelle peuvent constituer un bon système d’aide à la prise de décision pour les institutions de gestion d’eau. Nous avons mis en place un modèle de distribution spatiale capable de comparer différents scénarios pour en évaluer l’efficience. La mise en place du modèle a suivi quatre étapes: récolte de données avec questionnaires aux agriculteurs, intégration des données d’alimentation en eau de caractéristiques physiques du sol, analyse en cluster avec Management Zone Analyst (MZA) et Systèmes d’information géographique (GIS) pour la distribution. Nous avons comparé quatre scénarios dans le nord-est de l’Italie: la situation actuelle (trois sessions mensuelles alimentation en eau de 24 h), le scénario n°2 (trois sessions de 16 h par mois), scénario n°3 (4 sessions de 12 h), et, le scénario n°4, de 4 sessions de 10 h. Dans le schéma d’irrigation actuel, les résultats montrent une forte probabilité d’excès d’eau pendant tous les mois de la saison d’irrigation. En changeant de trois à quatre sessions d’irrigation par mois, la probabilité d’excès a augmenté car les pertes d’eau diminuaient et il y avait une plus grande quantité d’eau disponible pour la croissance des plantes. Pour la même raison, l’excès d’eau potentiel augmentait quand la durée des sessions diminuait, même si la fourniture en eau totale diminuait. L’indice d’efficience d’irrigation était donc le plus faible pour le scénario 1 comparé aux autres. Le scénario 4 était le plus efficient. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. mots clés: système d’aide à la prise de décision; modèle de bassin fluvial; analyse de cluster; planning de rotation de distribution INTRODUCTION Competition among water-intensive sectors is expected to increase during the century. By 2050, over 40% of the world’s population is expected to live in river basins under severe water stress and the global water demand will proba- bly increase from around 3500 km 3 in the year 2000 to nearly 5 500 km 3 in 2050 (OECD, 2012). In many countries, agriculture is the sector that uses the most water, with more than 50% of all water abstraction, and reaching 80% in some regions. Considering future increases in competing demands, irrigation water supplies will have to decrease. This may be accomplished by * Correspondence to: Dr. Flavia Tromboni Dipartimento di Territorio e Sistemi Agro-Forestali (TESAF), Università degli Studi di Padova. E-mail: flavia.tromboni@gmail.com † Utilisation de l’eau dans le secteur agricole: procédure pour l’évaluation de l’efficacité de l’irrigation à grande échelle, et analyse avec SIG. IRRIGATION AND DRAINAGE Irrig. and Drain. (2014) Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com) DOI: 10.1002/ird.1833 Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.