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

Tecnologías para la mejora de la gestión de los sistemas de Riego por Superficie (RPS)

1 .pdf (20 Pags.) copia de la presentación original de la autora.¿Qué se persigue con la modernización de un regadío? * Mejorar la situación actual. ¿Pero cuál es la situación actual?. Hay que diagnosticar el funcionamiento de la zona. Establecer los puntos débiles del sistema y definir los objetivos del proyecto. * La solución debe de ser eficiente desde todos los puntos de vista, o en casos justificados, desde puntos parciales: Económica. Social. Medio‐ambiental.Peer reviewe

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

Solute transport modeling in overland flow applied to fertigation

A model of solute transport in overland flow is developed and applied to the simulation of surface fertigation. Water flow is simulated using the depth-averaged, 1D shallow water equations. Solute flow is represented by an advection-diffusion model. The resulting set of three partial differential equations is sequentially solved at each time step. First, water flow is computed using the explicit two-step McCormack method. Based on the obtained velocity field, solute transport is explicitly determined from the advection-diffusion equation using the operator split technique. Four field experiments involving fertigation events on an impervious free-draining border were performed to validate the proposed model and to obtain estimates of Kx, the longitudinal dispersion coefficient. A value of Kx = 0.075 m2 s-1 satisfactorily reproduces the field experiments. The model is also applied to the simulation of a fertigation event on a pervious border. A sensitivity analysis is performed to assess the dependence of fertilizer distribution uniformity on the value of Kx. Finally, the proposed model is compared with a previous model based on pure advection.The writers would like to express their gratitude to the CONSI+D of the Government of Aragón, Spain. Their Grant PCA1094 made this research possible. Thanks are also due to the INIA of the government of Spain for granting a scholarship to N. Zapata.Peer Reviewe

Autoestima y el Aprendizaje de Ciencia y Tecnología de los Estudiantes del Tercero de Secundaria de la Institución Educativa “Simón Bolívar” Moquegua, 2018

El objetivo primordial de este trabajo de investigación es determinar si existe relación entre autoestima y el aprendizaje de Ciencia y Tecnología de los estudiantes del tercero de secundaria de la Institución Educativa “Simón Bolívar” de Moquegua en el año 2018. El trabajo de investigación es correlacional. Los datos se han recolectado en un solo momento y en un tiempo único. La población está formada por estudiantes de tercero de secundaria de la Institución Educativa “Simón Bolívar” para seleccionar la muestra se ha aplicado cálculo de muestras para poblaciones finitas. Los resultados de esta investigación se procesaron con el programa estadístico SPSS versión 25, el uso de la estadística descriptiva, gráficos, se determinó una correlación de Rho de Spearman y mediante el análisis comparativo se ha determinado establecer la correlacional entre la autoestima y el aprendizaje de Ciencia y Tecnología. Los resultados de esta investigación demuestran que la correlación de Spearman = 0.816, correlación positiva considerable, la relación es directa reportando un coeficiente de correlación al nivel del 0.05 (95% de confianza de que la correlación sea verdadera y 5% de probabilidad de error), indica que el 81,6% de la autoestima está relacionado con el aprendizaje de Ciencia y Tecnología. Los resultados demuestran que existe relación entre la autoestima y el aprendizaje de Ciencia y Tecnología de los estudiantes del tercero de secundaria de la Institución Educativa “Simón Bolívar” en el año 2018

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

Automatic programmers for solid set sprinkler irrigation systems

6 Pags., 1 Tabl., 2 Figs.Introduction: The application of new technologies to the control and automation of irrigation processes is becoming very important in the last decade. Although automation of irrigation execution (irrigation programmers) is now widespread the automatic generation and execution of irrigation schedules is receiving growing attention due to the possibilities offered by the telemetry / remote control systems currently being installed in collective pressurized networks. In this paper, a prototype autonomous irrigation controller for solid set systems is presented. Material and Methods: The autonomous irrigation controller for solid set sprinkler irrigation systems is composed by software and hardware. The software simulates drop trajectories emitted by each sprinkler (Playán et al., 2006), water distribution in the soil and crop growth and yield (Dechmi et al., 2004, Zapata et al., 2009). Although the model simulates sprinkler water application, the control unit was the irrigated block of the solid set irrigated field. Variability inside an irrigated block was represented by decision variables (irrigation, soil and crop performance indexes) that can control the irrigation timing of the different blocks of the farm. The hardware was a research prototype translating the irrigation schedules into electrical orders to open or close solenoid valves and collecting and transmitting local sensor readings to the software. A field experiment was designed to test and validate the automatic programmer over a corn crop during two irrigation seasons (2009 and 2010). A randomized experimental design with four replicates was used to analyze three treatments: T0) a manual programmer acting as an advanced farmer; T1) automatic scheduling controlled by the estimated water content in the soil and simulated irrigation performance; and T2) advanced automatic scheduling controlled by crop and irrigation simulations. Results/Conclusions: Experimental results in 2009 and 2010 indicated that T0 was the treatment receiving most water, followed by T1 and T2. Yield parameters did not show significant differences between treatments. Automatic irrigation scheduling resulted in similar maize yield to manual irrigation. Differences were relevant in applied water (9% between T0 and T1, and 15% between T0 and T2).This research was funded by the MCINN of the Government of Spain through grants AGL2007-66716-C03-01/02 and AGL2010-21681-C03-01.Peer reviewe

Day and night time sprinkler irrigated tomato: Irrigation performance and crop yield

31 Pag., 5 Tabl., 7 Fig.The effect of day time vs. night time sprinkler irrigation on irrigation performance and tomato crop yield is assessed in this paper for the conditions of Tunisia. Field experiments were performed at the experimental station of Cherfech under two rectangular sprinkler spacings: 24 × 18 m and 18 × 18 m, denoted as plots M1 and M2, respectively. Results of performance evaluations indicate a significant effect of climatic and operation conditions on irrigation uniformity and wind drift and evaporation losses (WDEL). Experimental data were used to calibrate and validate a ballistic solid-set sprinkler irrigation simulation model and a soil-water-yield crop model. Based on the analysis of the main meteorological parameters during the irrigation season, the validated models were used to simulate night time irrigation (characterised by moderate wind speed and evaporative demand). Simulation results indicate that night time irrigation would greatly improve performance in comparison to day time operation: WDEL decreased from 24 to 7%, while irrigation uniformity increased from 50 to 64% in M1 and from 71 to 80% in M2. Simulated results showed that night time irrigation decreased relative yield losses (from 26 to 16% in M1 and from 11 to 3% in M2), as well as improving the spatial variability of crop yield (simulated yield CV in M2 decreased from 17 to 6%). Adoption of night irrigation in the study area will finally depend on local socioeconomic and water management constraints.This research was partially funded by INRGREF (Tunisia), and by the Agencia Española de Cooperación y Desarrollo (AECID) of the Government of Spain, through grant A/7661/07.Peer reviewe

Characterization and simulation of a low-pressure rotator spray plate sprinkler used in center pivot irrigation systems

Spray sprinklers enable to operate at low pressures (<103 kPa) in self-propelled irrigation machines. A number of experiments were performed to characterize the water distribution pattern of an isolated rotator spray plate sprinkler operating at very low pressure under dierent experimental conditions. The experiments were performed under two pressures (69 kPa and 103 kPa) and in calm and windy conditions. The energy losses due to the impact of the out-going jet with the sprinkler plate were measured using an optical technique. The adequacy to reproduce the measured water distribution pattern under calm conditions of two drop size distribution models was evaluated. A ballistic model was used to simulate the water distribution pattern under wind conditions evaluating three different drag models: (1) considering solid spherical drops; (2) a conventional model based on wind velocity and direction distortion pattern, and (3) a new drag coeffcient model independent of wind speed. The energy losses measured with the optical method range from 20% to 60% from higher to lower nozzle sizes, respectively, for both evaluated working pressures analyzing over 16,500 droplets. For the drop size distribution selected, Weibull accurately reproduced the water application with a maximum root mean square error (RMSE) of 19%. Up to 28% of the RMSE could be decreased using the wind-independent drag coeffcient model with respect to the conventional model; the dierence with respect to the spherical model was 4%