Congresos de la Universitat Politècnica de València, XXXIII Congreso Nacional de Riegos

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METODOLOGÍA DE CALIBRACIÓN DE DOS MODELOS DE SIMULACIÓN DEL TRANSPORTE DE AGUA EN EL SUELO EN CULTIVOS HORTÍCOLAS
C Sánchez de Oleo, C Jaramillo, I Illera, A Lidón, C Ramos, D Ginestar

Última modificación: 10-06-2015

Resumen


1- Introducción.

Los modelos de simulación que describen el comportamiento del agua y nitrógeno en el suelo son herramientas útiles para planificar estrategias de manejo del riego y la fertilización, de forma que sin mermas de la producción se minimicen algunos de los problemas ambientales derivados de estas prácticas agrícolas. El uso de estos modelos de simulación requiere del conocimiento de un gran número de parámetros, algunos de los cuales son difíciles de medir y es necesaria su calibración a partir de medidas experimentales. Es conocido que los modelos con un gran número de parámetros variables, pueden presentar problemas de sobreparametrizacion y sobreajuste de los datos.

Por otra parte, la calibración de modelos con un elevado número de parámetros requiere de un gran número de medidas experimentales que en ocasiones son difíciles y costosas de obtener a partir de experimentos de campo. Por ello, es conveniente elegir aquellos parámetros que mayor incidencia tienen en los procesos a estudiar, simplificando con ello el proceso de calibración del modelo. El objetivo de este trabajo es proponer un análisis de sensibilidad de dos modelos que simulan el transporte de agua en sistemas agrícolas, y su utilización en la calibración de estos modelos para un cultivo de coliflor.

2- Descripción del trabajo.

Se dispone de los datos experimentales obtenidos en dos parcelas cultivadas con coliflor en la zona de L’Horta Nord (Valencia) durante los períodos de cultivo 2012-2013 y 2013-2014. Se midió periódicamente el contenido de agua en el suelo a tres profundidades (0-15, 15-30 y 30-45 cm) durante la época de cultivo. Además se midieron los aportes de agua por riego y lluvia, la producción de materia seca a lo largo del cultivo, así como otras variables relacionadas con la dinámica del nitrógeno en el suelo.

Como modelos de simulación se emplearon el modelo LEACHM y el modelo EU-Rotate_N. El módulo del transporte de agua del primer modelo se basa en la resolución de la ecuación de Richards y en las ecuaciones de Campbell para las relaciones entre la humedad, potencial y conductividad hidráulica del suelo. La calibración de este modelo implica la determinación de los parámetros a y b de Campbell y la conductividad hidráulica saturada del suelo en cada de las capas consideradas. El modelo EU-Rotate_N es un modelo compartimental basado en el balance de agua en cada una de las capas del suelo y tiene como principales parámetros a determinar, la capacidad de campo, el punto de marchitez permanente, la saturación del suelo y el coeficiente de drenaje.

En este trabajo se han usado las medidas de una de las parcelas para realizar la calibración de los modelos, que una vez calibrados se han utilizado para predecir el comportamiento del agua en el suelo en la segunda parcela. Para evitar la sobreparametrización y facilitar el problema de la calibración, que consiste en la resolución de un problema de optimización para los distintos parámetros a calibrar, se han utilizado y comparado diferentes métodos de sensibilidad global que permiten seleccionar los parámetros más influyentes en el error entre las predicciones del modelo y las medidas realizadas. Se han realizado diferentes calibraciones de los modelos comparando su potencial predictivo de la dinámica del agua en el suelo en el cultivo de la coliflor. .

3- Conclusiones

Los resultados muestran que la reducción de parámetros basada en el análisis previo de sensibilidad en una metodología que permite simplificar el proceso de optimización necesario para determinar los parámetros de los modelos, manteniendo sus capacidades predictivas. De este modo se facilita el uso de estos modelos de simulación de la dinámica del agua y nitrógeno en parcelas comerciales, ayudando a la toma de decisiones en el manejo del riego y la fertilización  de cultivos hortícolas.

DOI:http://dx.doi.org/10.4995/CNRiegos.2015.1424


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