monitoreo del agua del suelo en la regiÓn pampeana argentina norberto fernández instituto de clima...

MONITOREO DEL AGUA DEL SUELO EN LA REGIÓN PAMPEANA ARGENTINA

Norberto FernándezNorberto FernándezInstituto de Clima y Agua, INTA-CastelarInstituto de Clima y Agua, INTA-Castelar

nfernandez@cnia.inta.gov.arnfernandez@cnia.inta.gov.ar

ESQUEMA CONCEPTUAL DE UN SISTEMA DE MONITOREO HIDRICO PARA LA TOMA DE DECISIONES A

CORTO Y LARGO PLAZO

SISTEMA DE MONITOREO HÍDRICO REGIONAL

(SMHR)

Estima en forma diaria el estado hídrico del suelo, el subsuelo y la superficie.

MODULOS

Interpolación espacial

Balance hídrico vertical

Cartografía

BALANCE VERTICALBALANCE VERTICAL

Modelo de Balance para cuantificar las Modelo de Balance para cuantificar las componentes verticales, predominantes sobre componentes verticales, predominantes sobre las horizontales en los sistemas de llanuras, las horizontales en los sistemas de llanuras,

con la finalidad de definir estrategias de con la finalidad de definir estrategias de manejos de aguamanejos de agua

INFORMACIÓN DE ENTRADA

Datos Meteorológicos Diarios

Condiciones Iniciales

Datos del Suelo y Vegetación

INFORMACIÓN DE SALIDA

Evapotranspiración

Humedad de Suelo

Percolación Profunda

Escurrimiento Superficial

Almacenamiento en Superficie

Evaporación del Agua Superficial

1) Nivel de detención inicial o superficial

2) Reservorio superior del suelo

3) Reservorio inferior del suelo ó subsuperficial

4) Reservorio profundo

RESERVORIOS DE ANÁLISIS

AGUA DISPONIBLEen función de lo que precipita se

determina la cantidad que queda en elnivel de detención para escurrir,

almacenar y evaporar y lo que infiltrahacia los reservorios restantes

EVAPOTRANSPIRACIÓNPOTENCIAL

en función de la demanda climática,para luego dividirla en evaporaciónpotencial del suelo y transpiración

potencial de los reservorios.

BALANCE EN LOS RESERVORIOSse realiza la distribución para cada reservorio según los

valores de disponibilidad y demandas evaporativascalculados en los módulos anteriores. Se determinan

valores de evapotranspiración, condiciones de humedad,almacenamiento, percolación y ascenso capilar al final del

intervalo de tiempo.

MODELO BALVER

Et*clvap : densidad del flujo de vapor [MJ/m2t];radnet : densidad del flujo de radiación neta hacia la canopia [MJ/m2t];flusue : densidad del flujo de calor del suelo [MJ/m2t];ppv : pendiente de la curva de tensión de vapor de saturación [kPa/ºC];cp : constante psicrométrica [kPa/ºC];clvap : calor latente de evaporación [MJ/kg];densair : densidad del aire [kg/m3];ceah : calor específico del aire húmedo [MJ/kgºC];dtv : déficit de tensión de vapor: dtv = (tvs –tva) en [kPa],tvs : tensión de vapor de saturación a la temperatura del aire [kPa],tva : tensión de vapor del aire [kPa];resaero : resistencia aerodinámica [t/m];rescano : resistencia de canopia [t/m].La variable t es la escala de tiempo para el cual se estima el flujo de vapor.

resaero

rescanocpppv

resaero

dtvceahdensairflusueradnetppv

clvapET

1

)()(

EVAPOTRANSPIRACIÓN

Factores de Resistencia

resistencia de superficie

resistencia de canopia resistencia de suelo

resistencia aerodinámica

iaf

resestorescano

5.0

vvienKarman

rugc

desalttem

rugm

desaltvie

resaero2

ln*

ln

alttem: altura medición de temperatura y humedad [m];altvie: altura medición de la velocidad de viento [m];des: desplazamiento del perfil logarítmico de viento [m];iaf: índice del área foliar [m];Karman: constante de Von Karman, (Karman= 0.41);resaero: resistencia aerodinámica [s/m];rescano: resistencia de canopia [s/m];resesto: resistencia estomática [s/m];ressuelo: resistencia del suelo [sm];rugc la rugosidad de calor y vapor de agua [m];rugm la rugosidad de momento [m];Vvien: velocidad del viento a altura altvie [m/s].

msressuelo /100

ressuelorescanosures

11

..

1

BALANCES EN LOS RESERVORIOS

sin agua útil

nivel de agua útil

nivel de saturación

nivel de saturación +conductividad hidráulica

Agua útilau = CC - PMP

El exceso va asuperficie

Existirá percolación hacia elreservoreo inferior

Existirá percolación hacia elreservoreo inferior

SALIDASDEL MODELO BALVER

AÑO 1998

Déficit de EscurrimientoPeríodo 1995 - 1998

y = 0.9632x + 2.1859

R2 = 0.9695

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

160.0

180.0

200.0

0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0

Déficit de escurrimiento observado [mm]

Déf

icit

de

escu

rrim

ien

to e

stim

ado

[m

m]

THETRQPP

BALANCE EN LA PARCELA

Modelo BalverHumedad de suelo

Período 30/5/95 al 27/5/96

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

30/05/95 19/07/95 07/09/95 27/10/95 16/12/95 04/02/96 25/03/96 14/05/96

Fecha

Humedaddesuelo[mm]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Precipitación[mm]

Precipitación Simulado Observado

Escala de Indice Hídrico.

  Suelo Saturado: En esta categoría la mayoría de los poros se encuentran llenos de agua, por lo tanto los cultivos tendrán problemas de aireación y falta de piso. Exceso Moderado: Se pueden tener problemas en cultivos muy sensibles a la falta de aireación en las raíces. Humedad Optima: En esta categoría los cultivos tendrían las condiciones optimas de humedad y aireación para el crecimiento y desarrollo de los mismos. Humedad Moderada: Se pueden producir diminuciones de la producción debido a déficit hídricos especialmente en cultivos sensibles a los mismos. Sequía Leve: En esta categoría los cultivos más sensibles pueden reducir fuertemente su producción debido a déficit hídricos. Sequía Fuerte: La persistencia en esta categoría puede producir la desaparición del cultivo por fuertes desbalances hídricos.

-58.3 -58.0 -57.6 -57.3 -57.0 -56.6 -56.3 -56.0 -55.7 -55.3 -55.0 -54.7 -54.3 -54.0 -53.7 -53.3

-35.0

-34.7

-34.3

-34.0

-33.7

-33.4

-33.0

-32.7

-32.4

-32.0

-31.7

-31.4

-31.0

-30.7

-30.4

-30.1

G RILLA DE NO DO S

INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGÍA AGROPECUARIAREPÚBLICA ARGENTINA