A plataforma FIGARO no apoio à gestão da rega

Transcrição

1 A plataforma FIGARO no apoio à gestão da rega Aplicação ao caso Português Tiago Brito Ramos Instituto Superior Técnico Feira Nacional de Agricultura, Santarém, Junho 216

2 Objectivos da apresentação Descrever a aplicação da plataforma FIGARO no apoio à gestão da rega de uma parcela agrícola e avaliar a qualidade dos resultados obtidos. Sensores usados; Modelos meteorológicos; Modelos hidrológicos e da cultura; Programação da rega; Relatório final com as recomendações da rega.

3 A plataforma FIGARO Previsão meteorológica Modelos hidrológicos e da cultura Sensores: - humidade do solo - crescimento da cultura - estações meteorológicas - toalha freática Recomendação de quando e quanto regar

4 A plataforma FIGARO Regas programadas ET Biomassa

5 A plataforma FIGARO Dados históricos Dados de campo Modelos hidrológicos e da cultura 7 dias Previsões meteorológicas Modelos hidrológicos e da cultura 9 jun 16 jun

6 A plataforma FIGARO Testada entre 213 e 215; Solo com textura franco-limosa; Cultura milho-grão; Rega com sistema de aspersão estacionário; Toalha freática a pouca profundidade (-.4 a -1.5 m);

7 Sensores humidade do solo (sondas capacitivas a diferentes profundidades); estações meteorológicas da rede Meteoagri; nível piezométrico (sondas de nível); quantidade de água aplicada (udógrafos, caudalímetros); Leituras a cada 1 min. Parâmetros da cultura monitorizados manualmente.

8 Modelos meteorológicos Modelos regionais MM5 (meteo.tecnico. ulisboa.pt/) WRF (www. meteogalicia.es/) Resolução da ordem dos 5 km Previsões a 7 dias

9 Previsões (ºC) Modelos meteorológicos Temperatura média MM5 R 2 =.95 RMSE = 1.42 ºC Observações (ºC) WRF R 2 =.97 RMSE =.95 ºC

10 Previsões (%) Modelos meteorológicos Humidade Relativa Observações (%) MM5 R 2 =.7 RMSE =.7 % WRF R 2 =.81 RMSE =.6 %

11 Previsões (W/m 2 ) Modelos meteorológicos Radiação Solar MM5 R 2 =.83 RMSE = 5.32 W/m Observações (W/m 2 ) WRF R 2 =.92 RMSE = 3.27 W/m 2

12 Previsões (m/s) Modelos meteorológicos Velocidade do vento Observações (m/s) MM5 R 2 =.53 RMSE = 1.97 m/s WRF R 2 =.69 RMSE = 2.12 m/s

13 Previsões (mm) Modelos meteorológicos ET Observações (mm) MM5 R 2 =.9 RMSE = 1.9 mm WRF R 2 =.93 RMSE = 1.22 mm

14 Previsões (mm) Modelos meteorológicos Precipitação MM5 R 2 =.51 RMSE = 4.7 mm Observações (mm) WRF R 2 =.24 RMSE = 4.17 mm

15 Modelos hidrológicos e das culturas O modelo Aquacrop é desenvolvido e suportado pela FAO. - Modelo de balanço semi-empírico; - A dinâmica da água é calculada em função do grau de cobertura do solo e do armazenamento da água na zona radical; - A percolação e a ascensão capilar são determinadas empiricamente. O modelo MOHID é desenvolvido no IST e HIDROMOD. - A dinâmica da água no solo é descrita em função de gradientes de pressão; - A transpiração potencial é distribuída ao longo da zona radical e reduzida localmente em função do potencial mátrico; - O desenvolvimento das culturas é modelado segundo a teoria das unidades de calor.

16 Armaz. água no solo (mm) soil water storage (mm) Armaz. soil water água storage no solo (mm) (mm) Modelos hidrológicos e das culturas Armazenamento de água no solo Valores medidos MOHID RMSE = mm EF =.8.73 AQUACROP RMSE = mm EF = (calibração) 21/5/14 2/6/14 2/7/14 19/8/14 18/9/14 18/1/ (validação) 26/4/15 26/5/15 25/6/15 25/7/15 24/8/15 23/9/15

17 Cobertura do solo (%) Cobertura do solo (%) Modelos hidrológicos e das culturas Cobertura do Solo Valores medidos MOHID RMSE = % EF = AQUACROP RMSE = % EF = /5/14 3/6/14 9/8/14 18/9/ (calibração) (validação) 26/4/15 5/6/15 15/7/15 24/8/15 3/1/15

18 Biomassa seca (ton/ha) Biomassa seca (ton/ha) Dry biomass (ton/ha) Modelos hidrológicos e das culturas Biomassa seca Valores medidos (calibração) MOHID RMSE = ton/ha EF = AQUACROP 21/5/14 3/6/14 9/8/14 18/9/ RMSE = ton/ha EF = (validação) 26/4/15 5/6/15 15/7/15 24/8/15 3/1/15

19 Produção (ton/ha) Modelos hidrológicos e das culturas Produção de milho - grão Valores medidos MOHID AQUACROP

20 Armaz. água no solo (mm) Programação da rega 4 3 θ FC 2 1 conforto hídrico stress hídrico θ p θ WP Aquacrop: 1/5/16 14/6/16 19/7/16 23/8/16 27/9/16 em função da capacidade de armazenamento de água no solo e das necessidades da planta; definição de estratégias de rega: - intervalos fixos; - depleção permitida (mm ou %RAW) - dotação fixa - até à capacidade de campo (+/- mm)

21 h (cm) Programação da rega MOHID: em função das necessidades da planta e do potencial mátrico; 16/4/15 1/6/15 4/8/15 28/9/15 A necessidade de rega é considerada automaticamente sempre que o potencial mátrico chega a um determinado valor h t ; conforto hídrico stress hídrico As necessidades de rega serão as suficientes para repor o solo a um potencial mátrico alvo h ; constrangimentos para evitar regas (dotação mínima, dotação máxima, intervalo de rega mínimo); Agricultor h t =-5 cm ht=-2 cm

22 WP (kg/m 3 ) Programação da rega Produtividade da água Agricultor h t =-5 cm h t =-2 cm

23 Relatório enviado ao agricultor Balanço hídrico semanal Total de água aplicada Evolução do armazenamento de água no solo Percolação Zona de conforto hídrico Cultura em stress hídrico Regas realizadas

24 Conclusões A plataforma FIGARO é um sistema de apoio à decisão desenvolvido em parceria com diferentes universidades, centros de investigação e indústria; Os resultados da sua aplicação em Portugal mostraram que pode ser uma ferramenta operacional importante ao nível da gestão da rega, capaz de integrar e disponibilizar, em tempo real, informação variada de modo a melhorar o processo de tomada de decisão. Apesar de exigir algum trabalho de base, nomeadamente na calibração e validação dos modelos hidrológicos, a plataforma tenta reduzir a complexidade dos processos envolvidos, existindo, por isso, diferentes níveis de utilização.

25 Obrigado