Aplicación de modelos unidimensionales de flujo en suelos no saturados y transporte de herbicidas en zonas agrícolas (original) (raw)
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In order to minimize adverse impacts beyond the place of application, it is necessary to predict the behavior of pesticides released into the environment. This means that we must understand what happens to a pesticide that has been applied in the field and that we must be able to predict its destination in the environment. For this purpose, we studied an experimental agricultural plot at the National Institute of Agricultural Technology (INTA) in the town of Manfredi (Córdoba, Argentina). The contents of water in the soil were measured (by neutron probe and by the gravimetric method) along with precipitation at the site during a certain period in order to model the process of humidification. Pollutants’ contents were also measured at various depths and at different times of atrazine application. This data was then used to model the process using the software HYDRUS.
En los últimos años se ha incrementado el uso de diferentes modelos numéricos como herramientas imprescindibles en la obtención de aproximaciones al comportamiento del movimiento del agua en el suelo y el transporte de solutos (Atrazina y Acetoclor) en la zona no saturada para lo cual es necesario incrementar los estudios de campo. Algunos de estos como los sensores de capacitancia que sirven para la medición del contenido de humedad requieren de calibración y son utilizados para la validación de los parámetros de los modelos numéricos. La aplicación de técnicas de modelación inversa para calibrar los parámetros de las funciones hidráulicas y de la ecuación de transporte es una herramienta imprescindible cuando se cuenta con valores de fácil medición. Además se realizo la comparación de los datos de humedad simulados con los registrados en distintas profundidades del terreno.
Simulación 1D del flujo no saturado en suelo loéssico
La zona no saturada (ZNS) es la porción del subsuelo entre la superficie terrestre y la superficie freática, cuyo espesor puede variar entre muy pocos centímetros -hasta casi cero-en zonas húmedas y cientos de metros en zonas semiáridas. El estudio de la ZNS está motivado por tres factores principales: 1) almacena el agua y los nutrientes requeridos por las plantas; 2) transporta agua/solutos hacia la zona saturada; 3) sustenta complejas interacciones termodinámicas y reacciones químicas, y una variada actividad biológica. Por su complejidad, la simulación numérica constituye una de las pocas herramientas eficaces para el análisis de estos procesos y sus interacciones. El modelo HYDRUS 1D resuelve numéricamente la ecuación de Richards que gobierna el flujo unidimensional no saturado (y la ecuación de transporte asociada), incluyendo un término sumidero de consumo de agua de las plantas. Es posible simular flujo estacionario o transitorio, y optar entre varias expresiones matemáticas de las curvas características de cada suelo. Para la presente comunicación técnica, se realizó una simulación transitoria de un mes, utilizando condiciones de borde meteorológicas dadas por la precipitación y la evaporación diarias medidas y estimadas en la localidad de Colonia Vignaud, Provincia de Córdoba. Se obtuvieron perfiles de tensión para diferentes tiempos de simulación, los que se compararon con datos de campo captados con sensores Watermark colocados a 10, 30, 60 y 90 cm de profundidad. Se logró captar numéricamente la tendencia de los valores relevados en campo, restando mejorar la calibración de los parámetros del modelo para lograr un ajuste más cercano entre valores simulados y observados de tensión a ciertas profundidades. Palabras clave: Zona no saturada, simulación numérica, HYDRUS 1D, humedad de suelo
Proposición de un modelo matemático simple de persistencia de herbicidas en el suelo
Pesquisa Agropecuária Brasileira, 2000
El estudio propone un modelo simple de persistencia de herbicidas en el suelo basado en una serie de modificaciones al modelo desarrollado por Walker & Barnes. El modelo que se propone simula la degradación diaria de un herbicida en el suelo, a través del funcionamiento de tres submodelos: a) submodelo que estima la temperatura del suelo, b) submodelo del cálculo del contenido de humedad del suelo y c) submodelo que calcula la degradación del producto. Se entrega una descripción teórica de las modificaciones introducidas al modelo y un detalle del programa computacional en lenguaje BASIC. Se hizo una validación independiente de cada uno de los submodelos modificados y se concluye que todos ellos mejoran su eficiencia de predicción respecto al modelo original. La validación del submodelo de degradación se realizó utilizando información obtenida en campo en dos suelos diferentes de los herbicidas metsulfuron-metil y triasulfuron. Finalmente se concluye que el modelo propuesto sería ef...
Modelación matemática del transporte de oxadixyl en suelos de cultivo de cebolla
Ambiente e Agua - An Interdisciplinary Journal of Applied Science, 2015
Pesticides used in crop production are the most important source of diffuse pollution to groundwater, and their discharge into surface water may be a contributing factor towards the decline of living resources and the deterioration of ecosystems. In this work, we studied the movement of oxadixyl through soil columns (30 cm length and 14 cm diameter) in laboratory conditions using onion soil from Lake Tota (Boyacá, Colombia). A solution of 0.01 M CaCl 2 , containing a tracer (bromide) and oxadixyl was sprayed onto the surface of the soil column, and then simulated rainfall was applied at an intensity of 0.034 cm h -1 . After 30 days, and 2.13 relative pore volumes, oxadixyl percentages recovered at the bottom of the column were 92.1%. The oxadixyl experimental elution curve was analyzed using the Stanmod program (inverse problem) to obtain transport parameters. The non-equilibrium chemical model described the experimental elution curve well. The tail of the elution curve was particularly well captured. The retardation factor calculated for the fungicide was 3.94 and the partition coefficient, kd, was close to 1 kg L -1 , indicating low adsorption in this soil. Under the experimental conditions, it could be concluded that oxadixyl is mobile in this soil, and therefore presents a risk of potential groundwater contamination.
Modelo numérico de simulación del flujo de agua en el suelo afectado por la absorción de la raíz
Ingeniería del agua, 2022
El artículo presenta un programa basado en un método explícito de integración por diferencias finitas para la simulación del flujo de agua en el suelo bajo condiciones de riego por goteo superficial en régimen variable (suelo no saturado). El programa original, que simula el movimiento del agua en suelo desnudo, fue validado por comparación con soluciones analíticas, otros modelos numéricos y ensayos experimentales; a este código, recientemente se le ha añadido una subrutina que simula la absorción de la raíz de la planta mediante un modelo de aproximación macroscópica que depende explícitamente del tiempo. Este trabajo presenta los detalles del modelo numérico de absorción de la raíz así como algunas de sus simulaciones.
Modelación del flujo no saturado a partir de mediciones del potencial hidráulico del suelo
This work presents the results of a numerical modeling of matrix heads, coming from an unsaturated zone experimental plot. The simulation was done by means of HYDRUS code. To simulate the involved processes a column of 600 cm deep was defined. The conceptual model only took into account vertical fluxes. As a result, matrix heads for every observation node were obtained, later compared with field data. In addition, incoming and outcoming water volumes were also collated with evapotranspiration and recharges calculated from field data. The results show a soil with extremely low hydraulic conductivities which do not exceed 180 mm d-1 in the case of parental material (loess). Upwards, hydraulic conductivity decreases even more.