Causes and Management of Salinity in the Breede River Valley, South Africa

Abstract:

The water-distribution system of the Breede River Irrigation Scheme, South Africa, consists of the river itself, a series of canals, and various pumping schemes. However, the river not only conveys water to the various farms, but it also acts a a huge drainage ditch that receives all the drainage water from the irrigated areas. Since the 1960's, an awareness of salinity levels in the Breede River during the summer months has grown considerably. The perception of increasing salinity over time gave rise to concerns about the sustainability of using the water for irrigation of high-value, salt-sensitive crops. Various studies were undertaken to determine the origin of the river salinisation and how the situation could be managed. Isotopical an geohydrological investigations largely ruled out natural groundwater discharge as the major cause of river salinity; rather, irrigation return flow emanating from excessive leaching under irrigation is probably the major contributor. This contribution is aggravated by the mobilisation of salt in saline sedimentary deposits when these are disrupted during the preparation of new irrigation lands. River salinity is presently being managed by releases of freshening water. Complementary management options have been investigated or are under consideration, including construction of a return-flow intercepting drain or a high-level irrigation canal, and a reduction in irrigation leaching.

Résumé:

Le réseau d'alimentation du plan d'irrigation de la rivieère Breede (Afrique du Sud) est constitué par la rivière elle-même, par un ensemble de canaux et par des stations de pompage. Cependand, la rivieère ne sert pas seulement à l'alimentation, mais c'est aussi un immense fossé de drainage qui reçoit toutes les eaux drainées venant des zones irriguées. Depuis les années soixante, on se préocupe de plus en plus de la salinisation des eaux de la rivière Breede pendant les mois d'été. L'accroissement constaté de la salinité au cours du temps a fait prendre conscience de la possibilité de maintenir l'usage de l'eau pour l'irrigation de cultures sensibles aux sels et de haute valeur ajoutée. Différentes recherches ont été entreprises dans le but de déterminer l'origine de la salinisation de la rivière et de définir la façon de gérer cette situation. Des études isotopiques et hydrogéologiques ont clairement mis hors de cause l'écoulement souterrain naturel de l'essentiel de la salinité de la rivière; en revanche, l'apport principal provient probablement de l'écoulement de retour d'irrigation qui traduit un lessivage. Cet apport est aggravé par la mobilisation des sels de formations sédimentaires évaporitiques, perturbées lors de la préparation des nouvelles terres pour l'irrigation. La salinité de la rivière est actuellement régulée par des apports d'eau douce. Différentes possibilités complémentaires de gestion ont été ou sont à l'étude et, parmi celles-ci, la construction d'un drain recevant l'écoulement de retour ou un canal d'irrigation à un niveau élevé, et une réduction du lessivage par l'irrigation.

Resumen:

El sistema de distribución de agua del Sistema de Irrigación del Río Breede, Sudáfrica, consta del propio río, una serie de canales y varios bombeos. Sin embargo, el río no Sólo suministra agua a las granjas de la zona, sino que además actúa como una gran cubeta de captación que canaliza todo el drenaje procedente de las zonas irrigadas. Desde los años 60, se ha detectado un aumento considerable de los niveles salinos en el Río Breede durante los meses de verano. Este incremento de salinidad con el tiempo ha provocaco dudas respecto a la sostenibilidad del uso del agua del río para el riego de cultivos altamente sensibles a la salinidad. Se llevaron a cabo diversos estudios para determinar el origen de la salinidad en el río y su posible gestión. Investigaciones isotópicas e hidrogeológcas excluyen la descarga natural subterránea como la causante del aumento de salinidad; parece más bien que los retornos de riego son los máximos responsables. A esto se agrega la movilización de sal en los depósitos sedimentarios salinos, perturbados durante la preparación de tierras para nuevos regadíos. Actualmente la salinidad del río se regula mediante vertidos controlados de agua dulce. En estos momentos se están investigando o contemplando medidas de gestión complementarias, incluyendo la construcción de un dren o canal interceptor de los retornos de riego, así como una reducción de los propios excedentes de riego.