Aplicación de la teledetección a la mejora del manejo y gestión del agua de riego en Aragón

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Evapotranspiration and crop coefficients of rice (Oryza sativa L.) under sprinkler irrigation in a semiarid climate determined by the surface renewal method

38 Pags., 8 Figs., 6 Tabls. The definitive version is available at: http://www.springerlink.com/content/0342-7188/The evapotranspiration (ETc) of sprinkler-irrigated rice was determined for the semiarid conditions of NE Spain during 2001, 2002 and 2003. The surface renewal method, after calibration against the eddy covariance method, was used to obtain values of sensible heat flux (H) from high-frequency temperature readings. Latent heat flux values were obtained by solving the energy balance equation. Finally, lysimeter measurements were used to validate the evapotranspiration values obtained with the surface renewal method. Seasonal rice evapotranspiration was about 750–800 mm. Average daily ETc for mid-season (from 90 to 130 days after sowing) was 5.1, 4.5 and 6.1 mm day-1 for 2001, 2002 and 2003, respectively. The experimental weekly crop coefficients fluctuated in the range of 0.83–1.20 for 2001, 0.81–1.03 for 2002 and 0.84–1.15 for 2003. The total growing season was about 150–160 days. In average, the crop coefficients for the initial (Kcini), midseason (Kcmid) and late-season stages (Kcend) were 0.92, 1.06 and 1.03, respectively, the length of these stages being about 55, 45 and 25 days, respectively.This work was funded through project AGL- 2000-1775-C03-02 (Plan Nacional de I?D, Spanish Ministry of Science and Technology).Peer reviewe

Simulation of basin irrigation scheduling as a function of discharge and leveling

[EN] Irrigation scheduling was simulated on several case studies involving basin irrigation for two crops and twolocations using a two-dimensional irrigation model. The crops were wheat and alfalfa, and the locations hadreference evapotranspiration of 1,194 and 926 mm year-1, respectively. Two variables were considered at the farmlevel: inflow discharge and quality of land leveling. Considered discharges ranged from 0.05 to 0.20 m3s-1. Thequality of land leveling was characterized by means of the standard deviation of surface elevation (SD), rangingfrom 0 to 30 mm. Results indicated that increasing the discharge from 0.05 to 0.20 m3 s-1reduces the number ofirrigations by an average 32%. As for land leveling, if the SD was improved from 30 to 0 mm, the number of irri-gations would be cut by 22%. Low discharge and poor leveling are associated with low application efficiencywhich results in important seasonal deep percolation losses.[ES] Se realizó una simulación de una programación de riegos para varios casos con riego por inundación mediante un modelo hidrodinámico bidimensional. La programación se realizó para dos cultivos y dos localidades. Los cultivos fueron trigo y alfalfa, y las localidades fueron Zaragoza y Daroca con evapotranspiración de referencia de 1.194 y 926 mm año elevado a-1, respectivamente. Se consideraron dos variables de riego, relacionados con el diseño y el manejo. La primera de las variables fue el caudal de riego, para el que se consideraron valores de 0,05 a 0,20 m3 s elevado a -1. La calidad de la explanación, cuantificada con la desviación estándar de la elevación del terreno (SD), fue la segunda variable utilizada. Se utilizaron valores de SD de 0 a 30 mm. Los resultados indicaron que el aumento del caudal de 0,05 a 0,20 m3 s elevado a -1 reduce el número de riegos estacionales en un 32% en promedio. En cuanto a la explanación, si se mejorara la SD de 30 a 0 mm, el número de riegos estacionales se reduciría en un 22%. Un bajo caudal de riego y una mala calidad de la explanación se traducen en una baja eficiencia del riego por inundación que produce un volumen importante de pérdidas por percolación profunda.Peer reviewe

Caracterización espacio-temporal del contenido de humedad en la zona no saturada del vaso de la laguna de Gallocanta

114 Pags.El objetivo del trabajo ha sido la realización de un análisis sobre la superficie de la laguna de Gallocanta que experimenta el fenómeno de evaporación capilar mediante la caracterización espacio-temporal del contenido de humedad de la laguna. Para la realización de este objetivo se han realizado las siguientes tareas:a) Caracterización de datos meteorológicos. Se ha continuado con el mantenimiento y toma de datos de la estación meteorológica automática de Gallocanta. Actualmente, se dispone de datos meteorológicos semihorarios en el periodo de febrero de 2000 a diciembre de 2003.b) Estimación de la evapotranspiración real por el método de renovación de la superficie. Se ha estimado la evapotranspiración real (ETR) en los márgenes de la laguna de Gallocanta mediante el método de renovación de la superficie (ETsr) desde febrero de 2000 a diciembre de 2003. Estas estimas se han comparado con la evapotranspiración de referencia (ET0) estimada por el método FAO Penman- Montheith y con la evaporación del suelo completamente desnudo en ausencia de ascenso capilar (Evpsue) siguiendo a Allen et al (1998).c) Medidas del contenido de humedad en el suelo. Para el control del contenido de humedad en la zona no saturada en la playa y márgenes de la laguna de Gallocanta se instalaron nueve tubos de PVC de una profundidad aproximada de entre 0.5 y 1.0 m. En estos tubos se realizaron medidas del contenido volumétrico de agua del suelo (Q) en 13 fechas comprendidas entre el 17 de julio y el 17 de diciembre de 2003. Para estas medidas, se empleó una sonda de capacitancia modelo Diviner 2000 de la marca Sentek. Para la calibración de la sonda se tomaron muestras de suelo en las que se determinaron la capacidad de campo, el punto de marchitez, la densidad aparente, el contenido volumétrico de agua del suelo, la conductividad eléctrica del extracto de agua del suelo (1:5) y la granulometría

Wind spatial variability in an irrigation district of Aragón (Spain)

14 Pags.- 6 Tabls.- 3 Figs.Irrigation management in sprinkler irrigated districts, where wind events are frequent and extended, should be carried out considering the wind speed due to its important effects on sprinkler uniformity and efficiency. This study surveys the spatial variability of wind speed and its influence on the sprinkler irrigation results at the Irrigation District of Montesnegros, located in the NE of Spain, in the provinces of Zaragoza and Huesca (Aragon), and classified as windy. At the moment, only one meteorological station of the SIAR net (Irrigating Agriculture-Weather Information System of the Spanish Agriculture Ministry) located in the irrigation district supplies the weather reports. This paper will attempt to study if these reports are representative for all the district area, according to irrigation performance indexes. WAsP model was used to estimate the wind distribution at 13 different points within the Irrigation District. Wind data from the SIAR station for the period August 13th 2003 to August 13th 2005 were used to this estimation. To check the WAsP results, using cup anemometers, continuous measurements during at least 24 h were recorded at those 13 sites. To determine whether the SIAR met reports are representative in the district territory, four irrigation designs, two sprinklers and two triangular spacings, and the pressure at sprinkler nozzle, were pre-defined. Using ADOR-Sprinkler, a solid-set model based on ballistic theory, the wind speeds modelled at these 13 sites for the 2003-2005 period were translated into parameters of uniformity and efficiency that were compared. A second aim was to calculate the percentage of suitable time for irrigation. It was compared the number of suitable hours whether 13 different wind distributions were considered or only that from the SIAR station. The suitable time for irrigation was determined according to four management strategies: One based on a wind threshold (<3 m/s) and three others based on the irrigation performance parameters Christiansen Uniformity Coefficient CUC and Wind Drift Evaporation Losses WDEL (CUC³84% and WDEL≤20% for the standard, CUC³90% and WDEL≤15% for the restrictive and CUC³80% and WDEL≤25% for the relaxed).This research was financially supported by the projects AGL2004-06675-CO3 (Plan Nacional de I+D+I) and PIP090/2005 (Diputación General de Aragón). The authors also would like to thank to the CAI-Programa Europa the economical supporting for the stay at Denmark.Peer reviewe

Simulating the effects of extreme dry and wet years on the water use of flooding-irrigated maize in a mediterranean landplane

The final editorial version is available at: http://www.sciencedirect.com/science/journal/03783774The effects of years of extreme rainfall events on maize water-use under traditional flooding irrigation in a Mediterranean landplane were estimated through a simulation assessment; combining a weather generator with an agrohydrological simulation model. Two options: “Fully Irrigation” and “Deficit Irrigation” were considered in the simulations as the extreme water-management situations. Besides, a 2-m depth shallow water table and Free Drainage were considered as the typical extreme situations that can be found at the bottom of the simulated soil layer. Thirty “Dry” (DY) and “Wet” (WY) years were randomly selected from the weather generator output. The model SWAP was used to simulate the Relative Transpiration (RT), i.e. ratio between actual and maximum maize transpiration, Actual Maize Evapotranspiration (ETC), Percolated Water and Capillary Rising during wet and dry years and for each of the irrigation and bottom condition options. According to the modelling results, average mean RT is about 80% and 90% in dry and wet years, respectively. RT and ETC variability are very high under dry conditions although such variability is notably reduced if a suitable irrigation option is considered. Capillary rising can play a very important role during dry years in those places where irrigation is not enough, but water table is relatively shallower. On the other hand, a shallower water table can carry out RT reductions during wet years, due to water excess, although these negative effects are comparatively lower than those produced by rain scarcity. Besides, percolated water during wet years is very high, particularly in well irrigated farms.Peer reviewe

Viento y riego: la variabilidad del viento en Aragón y su influencia en el riego por aspersión

La versión definitiva de este trabajo está accesible en la www del editor, la Institución "Fernando el Católico": http://ifc.dpz.es/[ES] Este trabajo presenta una caracterización de la velocidad y de la dirección del viento en las zonas regables de Aragón, con el fin de obtener información sobre la probabilidad de ocurrencia de distintos valores del meteoro viento a lo largo del día y del año. Se analizaron datos horarios medios de velocidad y dirección de viento, registrados en 10 estaciones automáticas, y datos medios mensuales de velocidad de viento diurna y nocturna en 15 estaciones (incluidas las 10 automáticas anteriores) desde 1989 a 2003. De acuerdo con la velocidad horaria del viento (Uhora), las estaciones se agruparon en: a) poco ventosas, Alcañiz, Daroca y Tamarite; b) moderadamente ventosas, Monte Julia y Sariñena; c) ventosas, Bujaraloz, Monflorite, Montañana y Santa Anastasia; y d) muy ventosas, Gallocanta. Las direcciones de viento predominantes en la mayoría de las zonas estudiadas fueron NO y próximas (O, ONO) particularmente en el caso de vientos moderados (Uhora entre 2 y 5 m s-1) y en los meses de primavera e invierno. Los valores medios diurnos de velocidad horaria de viento fueron mayores que los nocturnos, en particular en primavera y otoño. Finalmente, el trabajo presenta dos ejemplos de la aplicación de la variabilidad espacio-temporal de la velocidad del viento en el análisis y mejora de la gestión del agua en el riego por aspersión: 1) la cuantificación de las pérdidas por evaporación y arrastre (PEA) durante el riego por aspersión con coberturas fijas; y 2) el tiempo disponible para el riego por aspersión (TD), aquél en el que la calidad del riego (definida por el coeficiente de uniformidad de Christiansen, CUC, y las PEA) se mantiene dentro de unos límites aceptables. De acuerdo con los valores calculados de PEA horarias, las localidades se agruparon en cuatro grupos que, a grandes rasgos, coinciden con los establecidos a partir de la Uhora: a) pérdidas menores, Alcañiz, Daroca y Tamarite; b) pérdidas intermedias, Montañana, Monte Julia y Sariñena; c) pérdidas intermedias altas, Santa Anastasia; y d) pérdidas mayores, Bujaraloz, Gallocanta y Monflorite. Para la estimación del TD se simuló el riego por aspersión para dos marcos de aspersión (T18x18 y T21x18), dos cultivos (maíz y alfalfa) y tres estrategias de riego: a) estrategia estándar, CUC ≥ 84 % y PEA ≤ 20%; b) estrategia exigente, CUC ≥ 90 % y PEA ≤ 15%; y c) estrategia relajada, CUC ≥ 80 % y PEA ≤ 25%. Los valores calculados de TD para riego en localidades ventosas o muy ventosas fueron muy reducidos, incluso en la estrategia relajada (valores medios de TD entre 31 y 41 % en maíz y de 51 a 63 % en alfalfa). De este análisis se deduce que la estrategia exigente es inviable en cualquier localidad, ya que la mejora en calidad del riego es muy pequeña mientras que el coste de ponerla en práctica (TD) es desmesurado, incluso en las localidades no ventosas. El análisis de una nueva estrategia menos restrictiva que las analizadas (CUC ≥ 70 % y PEA ≤ 25 %) resultó en CUC promedio aceptables (CUC ≥ 84 %) en todas las localidades en el caso del riego de alfalfa, y en todas las localidades salvo Monflorite (CUC = 82%, en ambos marcos de aspersión) y Bujaraloz (CUC = 83 %, marco T18X18) en el caso del maíz. Con esta estrategia los TD para el riego fueron más operativos en todas las localidades, sobre todo en las ventosas o muy ventosas (TD mínimo del 54 % para el riego de maíz en la cobertura T21x18, en las localidades de Gallocanta y Santa Anastasia).[EN] This work characterizes the wind speed and direction in irrigated areas of Aragón. The goal was to estimate the probability of different values of the meteor wind along the day and the year. Average hourly values of wind speed and direction recorded at 10 automatic weather stations among 1998 to 2003 were analyzed, as well as monthly mean values of day and nighttime wind speed at 15 stations (including the 10 automatic ones). According to the hourly wind speed (Uhora), the locations were classified as: a) no windy, Alcañiz, Daroca and Tamarite; b) slightly windy, Monte Julia and Sariñena; c) windy, Bujaraloz, Monflorite, Montañana and Santa Anastasia; and d) highly windy, Gallocanta. The main wind directions in most of the studied locations were NW and nearby (W, WNW) mainly in the case of moderate winds (Uhora between 2 and 5 m s-1) and the Spring and Winter months. The average daytime values of wind speed were higher than those for nighttime periods, mainly in Spring and Fall. Finally, the work presents two examples of the use of the space and time variability of wind speed to analyze and improve the water management of solid-set sprinkler irrigation systems: the estimation of the wind drift and evaporation losses (PEA) during the solid-set sprinkler irrigation; and 2) the time available for sprinkler irrigation (TD), i.e. that for which the irrigation quality (defined by the Christiansen uniformity coefficient, CUC, and the PEA) are within acceptable limits. According to the estimated hourly PEA values, the locations were classified as: low PEA, Alcañiz, Daroca and Tamarite; b) moderate PEA, Montañana, Monte Julia and Sariñena; c) moderately high PEA, Santa Anastasia; and d) high PEA, Bujaraloz, Gallocanta and Monflorite. For estimating TD, the sprinkler irrigation was simulated for two frames (T18x18 and T21x18), two crops (corn and alfalfa) and three irrigation strategies: a) standard, CUC ≥ 84 % and PEA ≤ 20%; b) demanding, CUC ≥ 90 % and PEA ≤ 15%; and c) relaxed, CUC ≥ 80 % and PEA ≤ 25%. The computed TD values were quite small in windy or high windy locations even for the relaxed irrigation strategy (average values of TD between 31 and 41 % for corn and between 51 and 63 % for alfalfa). From this analysis, it can be concluded that the demanding strategy is unfeasible at any location due to the small improvement of irrigation quality while the cost in terms of TD is quite high even in non-windy locations. A new strategy less restrictive (CUC ≥ 70 % and PEA ≤ 25 %) was also analyzed resulting in acceptable mean CUC values (CUC ≥ 84 %) in all locations, in the case of alfalfa, and all locations but Monflorite (CUC = 82%, both sprinkler frames) and Bujaraloz (CUC = 83 %, frame T18X18), in the case of corn. With this strategy, the TD values were more operative in all locations, mainly in those windy and high-windy (minimum TD of 54 % for corn for the frame T21x18 in Gallocanta and Santa Anastasia).Este trabajo ha sido financiado por los proyectos HID96-1295-C04-04 (Programa de Recursos Hídricos, Plan Nacional de I+D+I), AGL2004-06675-C03-02 y AGL2007-66716-C03-01 (Plan Nacional de I+D+I), 2FD97-0547-C02-01 (Programa FEDER), P028/200 y P030/2000 (Gobierno de Aragón), 1999-PH-31-I, 2001-PH-02, 2002-PH-04-I, 2003-PH-27-I y 2004-PH-14-I (Confederación Hidrográfica del Ebro).Peer reviewe

Variabilidad de las pérdidas por evaporación y arrastre en riego por aspersión de maíz en el valle medio del Ebro

2 Ficheros: 1 copia .pdf de la comunicación formal del Congreso (8 Pags.- 3 Figs.- 2 Tabls.-); 1 copia .pdf de la presentación realizada por los autores (10 Pags.)Se estudió la variabilidad espacio-temporal de las pérdidas potenciales de agua por evaporación y arrastre (PEA) de un cultivo de maíz durante el riego por aspersión (cobertura fija) en el valle medio del Ebro. Las PEA horarias se estimaron con la ecuación de Medina (2006) a partir de series históricas de velocidad de viento (U) y deficit de presión de vapor (DPV) registradas de abril a septiembre en 10 estaciones dferentes. En promedio, las PEA horarias mostraron unos mínimos hacia las 6:00-7:00 GMT y unos máximos hacia las 15:00-16:00 GMT. Las mayores estimas de PEA y las mayores diferencias entre estaciones se obtuvieron en junio, julio y agosto. La probabilidad de ocurrencia de PEA mayores del 15 %fue menos del 8 % de ]•(ff) a ]Q•QQ GMT y 20:00 a 24:00 GMT pero alcanzó valores máximos de entre 25 y 65 % en los periodos de ]]QQ a ]9QQ GMT, sobre todo en localidades ventosas. Se recomienda evitar el riego por aspersión del maíz en estos periodos sea cual sea la localidad donde se efectúen los riegos.Este trabajo ha sido financiado por los proyectos P028/2000 (CONSI+D, Gobierno de Aragón) y AGL2004-06675-C03 (Plan Nacional de I+D+I). La existencia de las estaciones meteorológicas de Gallocanta, Montañana, Santa Anastasia y Tamarite ha sido asimismo posible gracias a financiación del Ministerio de Educación y Ciencia y de la Confederación Hidrográfica del Ebro.Peer reviewe

Software para la programación de riego en plantaciones de melocotonero. Análisis del uso del agua en zonas productoras

Contribución científica presentada en el Congreso 2011 Agricultura, Agua y Energía, org. por ADECAGUA, Asociación para la defensa de la calidad de las aguas. Se incluyen 1 copia .pdf (A-4)del póster + 1 copia .pdf del texto (11 Pags., con 5 Figs. y 4 Tabls.)[ES] En ambientes mediterráneos el riego es la actividad hortícola más importante a lo largo de la campaña agrícola. Su importancia depende del clima, se vuelve más importante al pasar de zonas templadas a zonas semiáridas. La productividad de las plantaciones de frutales de hueso en las zonas semiáridas, caso de gran parte del territorio español, depende en gran medida del riego. En este trabajo se presenta una caracterización de las necesidades de riego del cultivo del melocotón en distintas zonas de España. La aplicación permite descargar de forma automática los datos meteorológicos disponibles en los servidores de las redes de estaciones agrometeorológicas (SIAR y RuralCat) pertenecientes a la zona de estudio. El software utiliza la metodología de la integral térmica acumulada para identificar la duración de las fases de crecimiento del fruto y de desarrollo del cultivo. El software permite para cada estación meteorológica, hacer los cálculos de las necesidades de riego semanales en condiciones estándar, bajo condiciones de riego deficitario controlado e incluso en condiciones de restricción de agua. Estos cálculos pueden realizarse para un año medio (con datos históricos) o para el año en curso (a tiempo real). Los resultados del estudio del uso del agua en las zonas productoras indica que cuando se aplica riego deficitario controlado la conservación de agua oscila entre un 24% hasta un 35%, dependiendo del ciclo de melocotonero considerado. Las zonas de mayores requerimientos de agua son la depresión central del Ebro y las regiones de Murcia, Andalucía y Badajoz. El software de programación de riego es una herramienta de planificación muy útil ya que permite realizar cálculos sobre los volúmenes de agua necesarios para el riego del melocotonero en las zonas productoras. Además, en condiciones de restricción de agua, permite analizar cuáles serán las estrategias de riego más adecuadas. Por otro lado, el software puede aplicarse para gestionar el riego de una plantación concreta, siempre y cuando se realice un ajuste a las condiciones locales. Para ello, el software permite la incorporación manual de datos locales, como son las fechas en los que se producen los eventos fenológicos más relevantes.[EN] In Mediterranean environments, irrigation is the major horticultural activity throughout the crop season. Its importance depends on the climate, and increases when moving from temperate to semiarid zones. The productivity of stone fruit orchards in semiarid areas, much of the Spanish territory, heavily depends on irrigation. This work presents a characterization of the peach irrigation water requirements in different areas of Spain. Meteorological data in the study area was collected from the weather station network servers (SIAR and RuralCat). Subsequently, values of cumulative degree days where computed to identify the stages of fruit growth and crop development. In a third step, the peach water requirements were computed for ‘Standard Conditions’ and ‘Under Regulated Deficit Irrigation (RDI)’ strategies. Finally an on farm irrigation scheduling software has been developed. The software allows performing weekly irrigation schedules under standard conditions, under regulated deficit irrigation and under water shortages. It was estimated an average water saving of 24 to 35% depending on the peach cycle. Areas of high water requirements were identified in the study area, corresponding to the central depression of the Ebro and the regions of Murcia, Andalusia and Badajoz. The application of RDI strategies in these areas led to considerable water saving. The irrigation scheduling software proved to be a valuable tool for water resources allocation planning, since it allows foreseeing the volumes of water that will be required at the peach productive areas. Also, the software allows the analysis of different deficit irrigation strategies in cases of water limitations. The average volume of water conservation resulting from the introduction of RDI in peach in Spain was around 200 mm ha-1. The software should be adequately adjusted to be used for on farm irrigation management. At this point, the software allows incorporating data related to local vegetative and fruit development dates.Este trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación MICINN a través del proyecto RIDECOCONSOLIDER CSD2006.Peer reviewe

Fruit yield and quality response of a late season peach orchard to different irrigation regimes in a semi-arid environment

Some degree of deficit irrigation is normally applied to orchards in semi-arid environments in order to reduce unwanted vegetative growth and to increase water productivity. In this study the effect of three irrigation treatments on the yield and quality of the fruit production was evaluated during five consecutive years (2008–2012) in a commercial drip irrigated late season peach (Prunus persica (L). Batsch cv ́Calricó) orchard. Irrigation treatments consisted in a full irrigation (FULL) with irrigation applications covering the crop water requirements, a sustained deficit irrigation during the whole irrigation season (SDI) with irrigation applications of 62.5% of the FULL treatment and a regulated deficit irrigation (RDI) with a reduction of water applied to 50% of the FULL treatment in the stone hardening period. The differential irrigation treatments created negligible differences in the stem water potential of the trees. Results showed that fruit production was only significantly higher in the FULL treatment than in the other two treatments in 2008 but in the rest of the years no significant differences were found between treatments. The average fruit weight was significantly smaller in the SDI treatment than in the FULL and RDI treatments. Firmness of the fruits in the SDI treatment was significantly lower than that of the FULL and RDI treatments and the total soluble solids of the SDI was significantly higher than the FULL and RDI treatments. Color parameters of the fruit skin and flesh were also affected by the irrigation treatments. The higher values of the soluble solids content (SSC) and the relation SSC/TA (total acidity) and the slight decrease in fruit diameter found in the SDI treatment suggest that irrigation water saving can be achieved without affecting the commercial profitability in the semi-arid conditions of the Lower Ebro Valley in Northeast of Spain.Peer ReviewedPublishe