A practical and efficient approach to evaluating the irrigation water supply from electricity consumption: A case study in Siyang County, China

Abstract

To facilitate agricultural water rights trading reform in China and improve the efficiency of agricultural irrigation, an effective and practical approach called the conversion coefficient from electricity consumption to irrigation water supply (CCECIWS) method is introduced in this study. Application of this method in Siyang County is meticulously investigated. First, four measurement strategies are employed for the precise estimation of the volume of irrigation water from agricultural irrigation water pumps (AIWPs) in Siyang County. Then, the CCECIWS data collected through on-site testing and the distribution pattern of the CCECIWSs of AIWPs are analysed, and the ranges of the CCECIWS values for different groups are delineated. Conjoint analysis is conducted to quantify the influence of two factors on the CCECIWSs. Finally, three regression models are developed and validated to predict the CCECIWSs for the remaining 60% of the total AIWPs, which are not tested on site. The prediction results show that the regression models have acceptable accuracy. The contribution of this research is the provision of a practical and efficient CCECIWS method to indirectly evaluate the irrigation water supply, saving both time and economic costs and laying the foundation for future research on this topic.

Résumé

Pour faciliter la réforme du commerce des droits de l’eau agricole en Chine et améliorer l’efficacité de l’irrigation agricole, une approche efficace et pratique, appelée méthode du coefficient de conversion de la consommation d’électricité en approvisionnement en eau d’irrigation (CCECIWS), est introduite dans cette étude. L’application de la méthode dans le comté de Siyang fait l’objet d’une étude minutieuse. Tout d’abord, quatre stratégies de mesure sont utilisées pour estimer avec précision le volume d’eau d’irrigation provenant des pompes à eau d’irrigation agricoles (AIWP) du comté de Siyang. Ensuite, les données CCECIWS, collectées grâce aux tests sur site et au modèle de distribution des CCECIWS des pompes à eau d’irrigation agricole, sont analysées et les portées de valeurs CCECIWS pour différents groupes sont délimitées. Une analyse conjointe est menée pour quantifier l’influence de deux facteurs sur les valeurs du CCECIWS. Enfin, trois modèles de régression sont développés et validés afin de prédire les valeurs de CCECIWS pour les 60% restants de l’ensemble des AIWP, qui ne sont pas testés sur le terrain. Les résultats de prédiction montrent que les modèles de régression possèdent une précision acceptable et que les erreurs relatives des résultats de prédiction ne dépassent pas le critère prédéfini. La contribution de cette recherche réside dans la fourniture de la méthode pratique et efficace CCECIWS pour évaluer indirectement l’approvisionnement en eau d’irrigation, économisant à la fois du temps et des coûts économiques, et jetant les bases de recherches futures sur ce sujet.

Irrigation and Drainage, EarlyView. Read More