Review of factors affecting canal water losses based on a meta‐analysis of worldwide data. (12th February 2022)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Mutema, Macdex; Dhavu, Khumbulani
• Is Part Of: Irrigation and drainage. Volume 71:Number 3(2022)
• Page Start: 559
• Page End: 573
• Publication Date: 2022-02-12
• Subjects: canals -- conveyance efficiency -- maintenance -- water losses -- waterlogging; canaux -- efficacité de transport -- entretien -- pertes d'eau -- engorgement; Irrigation engineering -- Periodicals; Drainage -- Periodicals; Flood control -- Periodicals; Sustainable agriculture -- Periodicals; 627.52
• DOI: 10.1002/ird.2689
• Languages: English
• ISSNs: 1531-0353

Abstract

Abstract: Irrigation water conveyance relies heavily on canal networks because they transport the water cheaply. However, water losses are high, which is a major concern in the face of soaring demand and dwindling new water sources. While researchers have investigated canal water losses and water loss types at irrigation scheme level, their variability and the main factors of influence at a global scale are still not clear. Thus, this study aims to elucidate the effects of canal water flow and soil characteristics on water losses globally. Data for 1388 canal reaches from 45 published articles are used. The results confirm that evaporation is so negligibly smaller than seepage and other water loss types that it can safely be ignored when analysing major water losses from canals. The study results also confirm that canal water losses decrease with soil clay content, due to decreasing permeability. The methods used for assessing water losses show significant influence on water losses; for example, the inflow–outflow method exhibits significantly higher water losses than the ponding technique. The current study results also show that canal shape, wetted perimeter and wetted area have a significant influence on water losses. It can be concluded from the study results that consideration of the physical mechanisms of water losses and different water loss types involved is important in future studies. It is recommended that future canal water loss studies, especially those focusing on losses via evaporation, also assess the effects of factors such as canal embankment height and depth of freeboard on the losses. These results are important for water scientists, engineers and practitioners. Résumé: Le transport d'eau d'irrigation dépend fortement des réseaux de canaux parce qu'ils transportent l'eau à bon marché. Cependant, les pertes d'eau sont élevées, ce qui est une préoccupation majeure face à la hausse de la demande et à la diminution des nouvelles sources d'eau. Bien que les chercheurs aient étudié les pertes d'eau dans les canaux et les types de pertes d'eau au niveau du périmètre irrigué, leur variabilité et les principaux facteurs d'influence à l'échelle mondiale ne sont toujours pas clairs. Ainsi, cette étude vise à élucider les effets des canaux, du débit d'eau et des caractéristiques du sol sur les pertes d'eau globales. Les données concernant 1388 tronçons de canaux provenant de 45 articles publiés sont utilisées. Les résultats confirment que l'évaporation est si négligeable par rapport aux infiltrations et d'autres types de pertes d'eau qu'elle peut être ignorée sans risque lors de l'analyse des pertes d'eau importantes des canaux. Les résultats de l'étude confirment également que les pertes d'eau dans les canaux diminuent avec la teneur en argile du sol, en raison de la diminution de la perméabilité. Les méthodes utilisées pour évaluer les pertes d'eau portent une influence significative sur les pertes d'eau; par exemple, la méthode d'afflux–d'écoulement d'eau présente des pertes d'eau considérablement plus élevées que la technique de mise en eau d'un tronçon de canal. Les résultats actuels de l'étude montrent également que la forme du canal, le périmètre mouillé et la zone mouillée exercent une influence significative sur les pertes d'eau. Les résultats de l'étude permettent de conclure qu'il est important, dans les études futures, de tenir compte des mécanismes physiques des pertes d'eau et des différents types de pertes d'eau. Il est recommandé que les études futures sur la perte d'eau dans le canal, en particulier celles qui se concentrent sur les pertes par évaporation, évaluent également les effets de facteurs tels que la hauteur d'endiguement du canal et la profondeur du franc‐bord sur les pertes. Ces résultats sont importants pour les scientifiques, les ingénieurs et les praticiens de l'eau.