Coordonator: Dr. Catalin SIMOTA

1. Dezvoltarea unui model hidrologic pentru terenurile in pantaX2C13/18.07.2006Indicatori agroecologici bazaţi pe informaţii numerice de teren pentru caracterizarea vulnerabilităţii sistemelor agricole din zonele colinare – IAGINT Coordonator: Dr. Catalin SIMOTA Sorina DUMITRU, I. TROCEA, V. CHENDES, S.M. CAMPEANU, I. CREANGĂ, Mărioara NICOLAESCU, G. COJOCARU

2. Parteneri • CO-P1: Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Pedologie, Agrochimie si Protectia Mediului – I.N.C.D.P.A.P.M. – I.C.P.A., Bucuresti • P2: Institutul National pentru Hidrologie si Gospodarirea Apelor (INHGA) – ing. Ionel TROCEA • P3: Universitatea de Stiinte Agronomice si Medicina Veterinara - Facultatea de Imbunatatiri Funciare si Ingineria Mediului (USAMV) – Prof. Dr. Sorin Mihai CAMPEANU

3. Parteneri • P4: Oficiul Judetean de Studii Pedologice si Agrochimice Arges (OSPA Arges) – Dr. Ion CREANGA, • P5: Oficiul Judetean de Studii Pedologice si Agrochimice Constanta (OSPA Constanta) - Dr. Marioara NICOLAESCU, • P6: Fundatia pentru Tehnologia Informatiei Aplicate in Agricultura, Mediu si Schimbari Globale (TIAMASG) – Mat. George COJOCARU

4. Obiectivele proiectului • Modelarea efectului indus de configuratia terenului asupra mediului fizic al plantei. • Imbunatatirea modelelor pentru descrierea interactiunilor sol – recolta – climat pentru diferite sisteme de agricultura. • Integrarea si agregarea algoritmilor pentru calculul balantei de energie si de apa in functie de parametrii modelului digital de teren (MDT). • Definirea indicatorilor agro-ecologici derivati din model pentru caracterizarea si managementul sistemelor durabile de agricultura din zone colinare; platforma de comunicare cu grupurile/colectivitatile interesate (stakeholder) si utilizatori finali.

5. Obiectivul lucrarii Elaborarea unui model agro-meteorologic aplicabil in regiunile colinare care sa realizeze un echilibru intre o descriere fizica a proceselor si aplicatia operationala, deci un model cuplat de bilant de apa si energie.

6. Intrarile modelului • date meteorologice standard • temperatura aerului • umiditatea relativa a aerului, • viteza vantului • directia vantului, • precipitatiile • radiatia globala masurate doar intr-un singur punct de referinta al bazinului hidrografic,

7. Intrarile modelului • caracteristicile topografice simple ale terenului • panta, • altitudinea, • azimutul, • lungimea colinei • forma colinei usor derivabile utilizind software standard bazat pe GIS

8. Intrarile modelului • caracteristicile generale ale solului • textura, • parametri hidrofizici • caracteristicile dezvoltarii culturii vegetale • inaltime, • indexul suprafetei foliare.

9. Schema fizica a sistemului hidrologic

10. Metoda Rezolvarea ecuatiei dinamicii apei in sol unidimensionale (ecuatia Richards) utilizind ca date de intrare valori ale precipitatiilor si evapotranspiratiei potentiale furnizate de inregistrarile de la o statie meteorologica din zona, distribuite spatial conform unor indicatori furnizati de modelele digitale ale terenului si sistemul informatic geografic al resurselor de sol.

11. Indicatori bazati pe datele furnizate de Modelul Digital de Teren pe baza carora se face distributia spatiala a parametrilor climatici utilizati ca date de intrare in modelul de simulare a dinamicii apei pe terenurile colinare

12. Indicii topografici al umiditatii Această ecuaţie presupune condiţia de curgere permanentă şi descrie distribuţia spaţială şi extinderea zonei de saturaţie pentru generarea scurgerii ca funcţie de aria zonei superioare de versant care contribuie la formarea acesteia, transmisivitatea solului şi gradientul pantei

13. Indicii topografici al umiditatii Această ecuaţie particulară presupune condiţia de curgere permanentă şi proprietăţi uniforme ale solului (de exemplu transmisivitatea solului este egală pe întregul bazin şi egală cu 1). Aceste ecuaţii determină zone de saturaţie unde As este mare (de obicei în zone de teren convergente), este mic (la baza pantelor concave, unde gradientul pantei este mic), şi T este mic (pe soluri superficiale). Aceste condiţii sunt de obicei întâlnite în lungul căilor te scurgere şi în zone cu concentrări de apă pe teren.

14. Indicii topografici al umiditatii Acest index cvasi-dinamic inlocuieşte zona superioară de versant care contribuie la formarea scurgerii cu zona efectivă de drenaj şi, prin aceasta, depăşeşte limitările ecuaţiilor de mai sus referitoare la curgerea permanentăla formarea acesteia, transmisivitatea solului şi gradientul pantei

15. Diferentierea simularilor in functie de principalele forme de relief Utilizarea datelor furnizate de Modelele Digitale de Teren pentru delimitarea principalelor forme de relief – evaluarea indicelui de positionare topografica (TPI) pentru diferite domenii ale vecinatatii fiecarei celule

16. Exemplificarea rezultatelor clasificărilor TPI

17. Parametrii culturii vegetale pentru caracterizarea deficitului de apa din sol CWSI – indicele de stres al apei al culturii vegetale bazat pe diferenta de temperatura dintre covorul vegetal si atmosfera • Indicele de stres hidric pentru culturi se bazează pe diferenţa dintre temperatura covorului vegetal (Tc) şi cea a aerului (Ta) raportată la diferenţa temperaturii vegetatie-aer în condiţii de stres maxim sau stres zero, Tu şi, respective, Tl:

18. Măsurarea si estimarea pe baza de senzori infrarosu a temperaturii covorului vegetal în comparaţie cu radiaţia globala (Rs) radiaţia extra-terestră

19. Concluzii • modelul propus este capabil sa descrie adecvat evolutia continutului de apa din sol pentru stratul de adancime cu o ecuatie diferentiala simpla care ia in considerare cele mai importante fluxuri care determina bilantul de apa din sol. • varianta aleasa pe baza solutiilor aproximative ale ecuatiei Richards permite descrierea cu acuratete a evolutiei umiditatii din sol pentru stratul de sol de la suprafata si aceasta are un impact favorabil pentru calcularea evaporatiei actuale din sol.

20. Concluzii • rezultatele au demonstrat eficienta functiilor de pedotransfer propuse pentru a estima parametrii si pentru a oferi performante satisfacatoare ale modelului de bilant de apa din sol care ia in considerare diferitele proprietati hidraulice ale solurilor. • Modelul propus permite diferentierea umiditatii din sol la scara bazinului hidrografic pe baza catorva factori: proprietatile hidraulice ale solului, parametri de cultura si variabile topografice care influenteaza fluxurile potentiale si actuale de transpiratie sievaporatie.