PREDICCIÓN DE LAS NECESIDADES HÍDRICAS CON UNA SEMANA DE ANTELACIÓN MEDIANTE TELEDETECCIÓN Y METEOROLOGÍA
EN LA FINCA EXPERIMENTAL CENTER PARA CULTIVOS DE MAÍZ
Valencia, 16-18 Junio, 2015 XXXIII Congreso Nacional de Riegos
Asociación Española de Riegos y Drenajes (AERYD)
▲ Grupo TRAGSA S.L. * Sección de Teledetección y SIG, IDR - UCLM
‡ MAGRAMA. Subdirección General de Regadíos Y Economía del Agua (SGRYEA)
Garrido-Rubio, J. ([email protected]) *; González Gómez, L.*; Arellano Alcazar, I.*; Madurga del Cura, C.▲; Navarro Comalrena de Sobregrau, M.‡; López Tapia, J. ‡; Calera Belmonte, A.*;
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PREDICCIÓN DE LAS NECESIDADES HÍDRICAS CON UNA SEMANA DE ANTELACIÓN MEDIANTE TELEDETECCIÓN Y METEOROLOGÍA
Manejo del riego en base a la predicción semanal de las necesidades hídricas
Técnicas de monitorización de los cultivos mediante imágenes de satélite
Predicción de la demanda evapotranspirativa según predicción temperaturas
Estimación de las necesidades hídricas por combinación Kc y ETo
Planificación de la aplicación del agua de riego a una semana vista
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FLUJO DE TRABAJO CONCEPTUAL EN LA PREDICCIÓN DE LAS NECESIDADES HÍDRICAS
PREDICCIÓN NECESIDADES METODOLOGIA FAO56
ETc = Kc · ETo
ETo, Evapotranspiración de referencia
Ecuación de Hargreaves (f: T ºC) AEMET: Predicción 1 semana
Kc, Coeficiente de cultivo único Monitorización cultivos satélite Extrapolación del Índice Vegetación NDVI
FICHA SEMANAL PREDICCIÓN
S7 Kc7 · ETo7 = ETc7 S9 Kc9 · ETo9 = ETc9 Sn Kcn · ETon = ETcn
PROGRAMACIÓN SEMANAL RIEGO
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PREDICCIÓN DE LAS NECESIDADES HÍDRICAS – DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA
El CENTER es el instrumento tecnológico de la Dirección General de Desarrollo Rural y Política Forestal para afrontar los retos asociados a la planificación y gestión de los regadíos, en el
marco del desarrollo sostenible del medio rural y de la gestión integrada de recursos hídricos.
PARCELAS EN MAÍZ -- DESCRIPCIÓN
Parcela Superficie Riego Fecha de siembra
Fecha de cosecha
P1 6,00 Gravedad 10 Mayo 30 Octubre
P2 6,38 Aspersión 8 Mayo 31 Octubre
P3 5,80 Aspersión 29 Abril 31 Octubre
Imagen RGB combinación color, Landsat 8 (05/Agosto/2014)
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PREDICCIÓN SEMANAL DE LA ETo
Ecuación de Hargreaves: ETo (mm/día) = 0,0023· (Tmedia + 17,8) · (Tmax – Tmin)0,5 · Ra
(mm/semana)
(Hargreaves, 1985)
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EXTRAPOLACIÓN SEMANAL DEL Kc DESDE IMÁGENES DE SATÉLITE
Ecuación: Kc = 1,25 · NDVI + 0,2 (Cuesta, 2005)
Crecimiento rápido
Cubierta efectiva
completa Maduración
Maíz 2010
NDVI: Índice de Vegetación (Rouse, 1973) NDVI = (ρNIR – ρRed) / (ρNIR + ρRed)
Calendario adquisición de imágenes de satélite
United States Geological Service (Glovis: glovis.usgs.gov)
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Ficha de predicción de las necesidades
Semana Predicción
Kc ETo ETc
S1 Kc S1 ETo S1 ETc S1
S2 Kc S2 ETo S2 ETc S2
S3 Kc S3 ETo S3 ETc S3
S4 Kc S4 ETo S4 ETc S4
S5 Kc S5 ETo S5 ETc S5
S6 Kc S6 ETo S6 ETc S6
S7 Kc S7 ETo S7 ETc S7
S8 Kc S8 ETo S8 ETc S8
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Ficha de predicción de las necesidades
Semana Predicción
Kc ETo ETc
S1 Kc S1 ETo S1 ETc S1
S2 Kc S2 ETo S2 ETc S2
S3 Kc S3 ETo S3 ETc S3
S4 Kc S4 ETo S4 ETc S4
S5 Kc S5 ETo S5 ETc S5
S6 Kc S6 ETo S6 ETc S6
S7 Kc S7 ETo S7 ETc S7
S8 Kc S8 ETo S8 ETc S8
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Ficha de predicción de las necesidades
Semana Predicción
Kc ETo ETc
S1 Kc S1 ETo S1 ETc S1
S2 Kc S2 ETo S2 ETc S2
S3 Kc S3 ETo S3 ETc S3
S4 Kc S4 ETo S4 ETc S4
S5 Kc S5 ETo S5 ETc S5
S6 Kc S6 ETo S6 ETc S6
S7 Kc S7 ETo S7 ETc S7
S8 Kc S8 ETo S8 ETc S8
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Ficha de predicción de las necesidades
Semana Predicción
Kc ETo ETc
S1 Kc S1 ETo S1 ETc S1
S2 Kc S2 ETo S2 ETc S2
S3 Kc S3 ETo S3 ETc S3
S4 Kc S4 ETo S4 ETc S4
S5 Kc S5 ETo S5 ETc S5
S6 Kc S6 ETo S6 ETc S6
S7 Kc S7 ETo S7 ETc S7
S8 Kc S8 ETo S8 ETc S8
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Ficha de predicción de las necesidades
Semana Predicción
Kc ETo ETc
Ss1 Kc Ss1 ETo Ss1 ETc S1
Ss2 Kc Ss2 ETo Ss2 ETc Ss2
Ss3 Kc Ss3 ETo Ss3 ETc Ss3
Ss4 Kc Ss4 ETo Ss4 ETc Ss4
Ejemplos de semanas con errores en la extrapolación temporal lineal del Kc debidos
a puntos de inflexión en la evolución temporal del propio Kc
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EVALUACIÓN RESULTADOS – GLOBALMENTE (para toda la experiencia)
ETo predicha vs. ETo medida
Hargreaves vs. Penman-Monteith
Kc extrapolado vs. Kc interpolado
Imágenes Landsat
Parcela ETc total
P1 ↑10% 42mm
P2 ↑7%
31mm
P3 ↑6%
28mm
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EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS – Por semana
JULIO es el mes con MAYORES ETo Ciclo maíz alcanzó la MESETA en JULIO: punto de inflexión Conjugan ambos factores: errores cometidos son más importantes
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WebSIG SPIDER – Distribución y acceso a la información
http://zeus.idr-ab.uclm.es/publico/webgis/
http://zeus.idr-ab.uclm.es/publico/indexSPIDERCenterg.html?group=4
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WebSIG SPIDER – Distribución y acceso a la información
Serie temporal NDVI
CENTER
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LIMITACIONES A LA METODOLOGÍA
Disponibilidad de imágenes y servicios meteorológicos de predicción
Inherentes a la ecuación de Hargreaves y la extrapolación temporal lineal
Fase y tipo de cultivo (herbáceo, hortícola…)
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CONCLUSIONES – FUTURO
Es posible predecir la necesidades hídricas mediante la predicción de la ETo y la extrapolación del Kc a partir de imágenes de satélite.
Predicciones localmente adaptadas al monitorizar cultivos por imágenes de satélite.
Realizar correcciones sistemáticas y periódicas de las predicciones: una vez pasado el satélite y medida la ETo por las estaciones SIAR más próximas
La extensión de la metodología a un territorio mayor puede contribuir a la mejora de la eficiencia en el regadío, así como a un consumo más sostenible y adaptado a las
condiciones locales y particulares de cada explotación.