capitolul 4 calculul necesarului de ap-â

44
CAPITOLUL 4. FOLOSIREA IRIGAŢIILOR PENTRU ÎMBUNĂTĂŢIREA CONDIŢIILOR NATURALE ALE SOLURILOR 4.1. CALCULUL NECESARULUI DE APĂ ÎN CAZUL TERENURILOR AGRICOLE. La calcularea necesarului de apă al culturilor irigate este folosită metoda bilanţului apei în sol din perioada de vegetaţie, deci necesarul de apă la plantă, Necesarul de apă la sursă se stabileşte adăugând pierderile de apă din sistem, iar în procesul de exploatare se corelează necesarul de apă cu mersul vremii, an de an, avînd în vedere că amenajarea de irigaţii este proiectată să satisfacă irigaţia din luna de vîrf. Calculele de bilanţ al apei în sol şi ale normelor de irigaţie trebuie efectuate pe şiruri de ani consecutivi, nefiind admisă utilizarea de şiruri întrerupte. Se recomandă ca bilanţul să se calculeze pe un şir de minimum 25 de ani. În calculul necesarului de apă al culturilor irigate se pot întâlni următoarele situaţii : stratul de sol capabil să înmagazineze apa (H) peste profund; în aceste situaţii se ia în considerare adincimea

Upload: realpaslaire

Post on 29-Jun-2015

2.154 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

Page 1: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

CAPITOLUL 4.

FOLOSIREA IRIGAŢIILOR PENTRU ÎMBUNĂTĂŢIREA

CONDIŢIILOR NATURALE ALE SOLURILOR

4.1. CALCULUL NECESARULUI DE APĂ ÎN CAZUL

TERENURILOR AGRICOLE.

La calcularea necesarului de apă al culturilor irigate este folosită metoda bilanţului apei în

sol din perioada de vegetaţie, deci necesarul de apă la plantă, Necesarul de apă la sursă se

stabileşte adăugând pierderile de apă din sistem, iar în procesul de exploatare se corelează

necesarul de apă cu mersul vremii, an de an, avînd în vedere că amenajarea de irigaţii este

proiectată să satisfacă irigaţia din luna de vîrf.

Calculele de bilanţ al apei în sol şi ale normelor de irigaţie trebuie efectuate pe şiruri de ani

consecutivi, nefiind admisă utilizarea de şiruri întrerupte. Se recomandă ca bilanţul să se

calculeze pe un şir de minimum 25 de ani.

În calculul necesarului de apă al culturilor irigate se pot întâlni următoarele situaţii :

— stratul de sol capabil să înmagazineze apa (H) peste profund; în aceste situaţii se ia în

considerare adincimea de 1,5m in perioada rece (1 octombrie-l aprilie) şi adîncimea

stratului activ (h) (la care se găseşte masa principală a rădăcinilor) în perioada de

vegetaţie (1 aprilie -1 octombrie), această adâncime depinzind de planta cultivată, stadiul

ei de vegetaţie şi de zona naturală.

— Stratul de sol capabil să înmagazineze apa este subţire; în aceste situaţii bilanţul apei din

sol se face numai pe adâncimea acestui strat.

La stabilirea regimului optim de umiditate necesar în sol se admit următoarele ipoteze :

— în lunile din afara perioadei de vegetaţie nu se prescrie o limită minimă a rezervei de apă

din sol (această rezervă ar putea teoretic să scadă pînă la valoarea corespunzătoare

Page 2: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

coeficientului de ofilire) ; în această perioadă, calculele se efectuează pe adîncimea

maximă (H) în care se înmagazinează apa care poate fi folosită de plante;

— în perioada de vegetaţie, rezerva de apă în sol poate varia între rezerva maximă şi o

rezervă minimă, calculele efectuîndu-se pe adîncimea (h) în care se dezvoltă masa

principală a rădăcinilor plantelor;

— în afara perioadei de vegetaţie sau la începutul ei poate apare necesitatea unor udări de

aprovizionare, care în condiţiile ţării noastre se aplică fie în lunile septembrie-oclombrie,

sub forma udărilor pentru asigurarea răsăritului la culturile de toamnă, în cazul toamnelor

secetoase, fie în lunile marlie-aprilie pentru culturile de primăvară, atunci cînd apare un

deficit de apă in stratul superior al solului.

Udările de aprovizionare nu sînt determinante nici pentru dimensionarea sistemului, nici pentru

lucrările de gospodărire a apelor.

Avînd în vedere că, în general, debitele râurilor sunt reduse în luna octombrie şi mai mari în luna

martie, rezultă că din punct de vedere al corelării regimului de prelevare a debitelor cu debitele

sursei, este preferabilă introducerea în calcul a aprovizionărilor de primăvară, respectiv udărilor

de răsărire, cu norme reduse.

In cazurile speciale în care prin schema de amenajare complexă se prevede un regim de

gospodărire a apelor care asigură disponibilul de apă în lunile octombrie-noiembrie, când se pot

aplica norme de aprovizionare de toamnă (de exemplu în cazul existenţei unor amenajări

agropiscicole care trebuie golite în octombrie, creând un disponibil de apă în sursă şi care trebuie

umplute în perioada martie-aprilie, reducînd debitele care pot fi utilizate pentru irigaţia de

aprovizionare de primăvară), se vor introduce în calcul udări de aprovizionare de toamnă

recomandabile, în special, în zona secetoasă.

Din datele experimentale din ţara noastră, rezultă că în zona din nordul Bărăganului şi cea

secetoasă din Dobrogea cele mai bune rezultate s-au obţinut prin aplicarea udărilor de

aprovizionare primăvara pentru culturile cu însămânţare în epoca a III-a (porumb, fasole, soia).

Pentru culturile semănate toamna (grîu) sau primăvara timpuriu, udările de aprovizionare din

toamnă sînt mai indicate.

În partea centrală şi de sud a Bărăganului, precum şi in vestul Câmpiei Aradului se

recomandă udările de aprovizionare în primăvară, cu excepţia culturilor de toamnă. în zona

Page 3: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

subumedă necesitatea aplicării udărilor de aprovizionare apare în cazuri excepţionale şi la

anumite culturi, în această zonă nepunându-se problema udărilor de aprovizionare.

Dacă din calculul bilanţului apei în sol reiese că rezerva iniţială de apă în luna aprilie este

la plafonul minim şi luna aprilie este deficitară, se recomandă aplicarea udării de aprovizionare în

primăvară (sub forma udărilor de răsărire sau pentru pregătirea patului germinativ), pentru

asigurarea dezvoltării optime a plantelor în primele faze de vegetaţie. Aceste udări se calculează

pentru adâncimea de 0,3—0,4 m, considerând umiditatea solului egală cu coeficientul de ofilire.

Norma de aprovizionare nu se admite mai mică decât:

300 m3/ha pentru udarea prin aspersiune;

400 m3/ha pentru udarea prin brazde.

În acelaşi mod, ca şi în cazul udărilor de aprovizionare, se vor aplica udările de spălare

(ameliorative sau profilactice), necesitatea celor profilactice trebuind să fie examinată în raport cu

prognoza evoluţiei solurilor în teritoriul respectiv.

4.1.1. Elementele pentru determinarea necesarului de apă

al culturilor irigate

Consumul total de apă prin transpiraţia plantelor şi prin evaporaţie de la suprafaţa

solului. Evapotranspiraţia (ET) — în condiţii de irigaţie poate fi:

a) evapotranspiraţia potenţială (ETP) sau de referinţă (ET0);

b) evapotranspiraţia reală optimă (ETRO).

Stabilirea mărimii ETRO se face pornind de la valoarea calculată a ETP, după metoda

Thornthwaite, căreia, pentru ţara noastră i se aplică o corecţie (coeficientul de corecţie d), în

funcţie de zona naturală şi de cultura agricolă.

Elementele climatice pentru calcularea ETP se iau de la staţia meteorologică cea mai

apropiată, situată în condiţii pedoclimatice asemănătoare suprafeţei studiate.

Formula generală de calcul a ETP este:

(4.1)

Page 4: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

Unde:

ETP = evapotranspiraţia potenţială, în cm;

t = temperatura medie a fiecărei luni pentru care se calculează ETP;

a = coeficient empiric determinat prin relaţia:

;

K = coeficientul de luminozitate, corespunzător aşezării geografice a zonei studiate,

stabilit în funcţie de numarul mediu de ore-lumină al zilelor din fiecare lună;

I = indicele termic al zonei în care este situat terenul care urmează a fi amenajat, calculat

cu relaţia:

. (4.2)

Unde:

tn = este temperatura medie multianuală a fiecarei luni din an;

i = indicele termic lunar.

Prin însumarea indicilor termici lunari (i) ai celor 12 luni se obţine indicele termic I al

zonei (staţiei meteorologice) respective.

Evapetranspiraţia reală optimă (ETRO) se obţine prin înmulţirea valorii calculate a

ETP cu coeficientul d denumit coeficient de corecţie a ETP calculate după metoda Thornthwaite,

specific fiecărei culturi şi zone naturale din ţara noastră. Valorile coeficienţilor d au rezultat din

raportul dintre consumul stabilit direct în câmp prin cercetări staţionare de durată şi valorile ETP

calculate pentru intervalele de timp corespunzătoare din perioada de vegetaţie (1 aprilie—30

septembrie). Valorile d din afara perioadei de vegetaţie (exceptînd griul de toamnă pentru luna

martie) se pot lua din literatura de specialitate.

ETRO se determină pentru fiecare cultură în parte, iar cu valorile obţinute se efectuează

calculele de bilanţ al apei în sol şi se determină necesarul de apă lunar pentru culturile din cadrul

sortimentului de plante specific zonei. Necesarul de apă de irigaţie pentru o anumită structură a

culturilor se stabileşte proporţional pe baza necesarului pentru fiecare cultură.

In cazul unor studii generale de gospodărire a apelor, calculul necesarului de apă de

irigaţie al culturilor se poate simplifica, adoptindu-se un coeficient ,,d mediu ponderat", ţinând

seama de proporţia fiecărei culturi în cadrul structurii culturilor stabilite, conform relaţiei:

Page 5: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

(4.3)

Unde:

dmp = coeficientul de corecţie mediu ponderat al ETP-urilor calculate;

ETP = evapotranspiraţia potenţială, care reprezintă cantitatea de apă pierdută în atmosferă

de o suprafaţă orizontală a unui câmp acoperit de o vegetaţie verde, deasă, de talie joasă,

în plină dezvoltare şi dispunând de apă din abundenţă;

p1,p2,…,pn = procentele deţinute de diferite plante în structura culturilor (p1+p2…pn=100);

d1,d2,…,dn = coeficienţii de corecţie d ai culturilor respective.

Aportul de apă din precipitaţii (P) dintr-o anumită lună se consideră egal cu totalul

precipitaţiilor căzute in luna respectivă (inclusiv cele sub 5 mm), în calculul aportului

precipitaţiilor nu se ţine cont de pierderile de apă prin scurgere la suprafaţa solului, iar infiltraţia

în adincime se ia în considerare numai in cazul cînd solul este aprovizionat la capacitatea de

câmp pe adâncimea de calcul, admiţându-se ca pierderi numai cantităţile de apă ce depăşesc

capacitatea de cîmp, după scăderea ETRO.

Rezerva de apă din sol accesibilă plantelor in perioada de vegetaţie se găseşte pe un strat

de sol (h) limitat, în funcţie de adâncimea de dezvoltare a masei principale a rădăcinilor sau de

condiţiile, speciale de sol; în afara perioadei de vegetaţie, se ia în considerare stratul de

înmagazinare (H) din care apa poate fi utilizată de către plantă.

În cazul studiilor generale de gospodărire a apelor, se poate considera o adâncime medie

ponderată a valorii h, calculele respective efectuându-se în mod analog cu relaţia (2.3), în care

valorile d se înlocuiesc cu valorile h.

În cadrul ipotezelor referitoare la stabilirea regimului optim de umiditate rezervele de apă

din sol oscilează între următoarele limite :

a) Rmax(H), calculată astfel:

(4.4)

b) Rmin(H), calculată astfel:

(4.5)

c) Rmax(h), calculată astfel:

Page 6: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

(4.6)

d) Rmin(h), calculată astfel:

(4.7)

Unde:

Rmax(H) = rezerva maximă de apă în sol, în m3/ha, corespunzătoare capacitaţii de câmp

pentru apă, pe adâncimea (H) de 1.5 m la solurile profunde, iar pentru celelalte tipuri de

sol aceste valori se gasesc în literatura de specialitate;

CC = capacitatea de câmp pentru apă a solului;

DA = densitatea aparentă a solului;

Rmin(H) = rezerva minimă de apă în sol în m3/ha, corespunzătoare coeficientului de ofilire,

pe adâncimea (H) de 1.5 m la solurile profunde, iar pentru celelalte tipuri de sol aceste

valori se gasesc în literatura de specialitate;

CO = coeficientul de ofilire al solului în (m3/ha);

Rmax(h) = rezerva maximă de apă în sol corespunzătoare capacitaţii de câmp pentru apă în

stratul activ h (m3/ha);

h = adâncimea stratului activ de sol în care se dezvoltă masa principală a rădăcinilor şi

care variază cu planta, stadiul ei de vegetaţie, solul şi zona naturală;

Rmin(h) = rezerva de apă în sol, corespunzătoare plafonului minim în stratul activ h (m3/ha)

Pmin = valoarea minimă admisibilă a umidităţii solului în perioada de vegetaţie (plafon

minim) pe adâncimea h (m3/ha).

Aportul de apă din pânza freatică (Af), cuprinde valorile aproximative ale alimentării

freatice (în m3/ha) pe perioada de vegetaţie, pentru diferitele adâncimi ale nivelului freatic, pentru

principalele categorii texturale de sol şi pentru două situaţii de ariditate.

În situaţia în care adâncimea nivelului freatic este constantă, repartiţia pe luni în cursul

perioadei de vegetaţie a aportului total se va face conform repartiţiei procentuale din tabelul 2.10.

În cazul când adâncimea nivelului freatic variază în decursul lunilor din perioada de

vegetaţie, aportul freatic se va lua diferit în fiecare lună, în funcţie de adâncimea apei freatice din

luna respectivă, respectiv adâncimea nivelului freatic, care se ia în considerare, este cea rezultată

din prognoza hidrogeologică.

Page 7: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

4.1.2. Bilanţul apei în sol

Necesarul de apă al culturilor irigate, se calculează pe o perioadă de o lună după

următoarea formulă generală:

(4.8)

Unde:

Mi = norma de irigaţie în luna de calcul (m3/ha);

ETRO = evapotranspiraţia reală optimă sau consumul total de apă prin transpiraţia

plantelor şi prin evaporaţia de la suprafaţa solului a unui câmp cultivat la o umiditate a

solului care asigură o producţie agricolă mare în condiţii economice (m3/ha);

P = aportul de apă din precipitaţiile lunii de calcul (m3/ha);

Af = aportul de apă din pânza freatică în luna de calcul (m3/ha);

Rf = rezerva finală de apă existentă în sol la sfârşitul lunii de calcul (m3/ha);

Ri = rezerva de apă existentă în sol la începutul lunii de calcul (m3/ha);

Prin calculul bilanţului apei în sol se determină cantităţile de apă care trebuiesc date prin

irigaţie, astfel încât în perioada de vegetaţie cantitatea de apă din sol să nu scadă sub o valoare

minimă admisibilă (plafon minim).

Perioada de calcul al bilanţului apei în sol se efectuează pentru fiecare an, pe şirul de ani

luat în considerare, începînd cu luna octombrie a primului an din şir şi continuînd până în luna

octombrie a anului următor - anul hidrologic.

Perioada octombrie-martie se consideră perioadă rece (de iarnă), când nu se aplică udări

(cu excepţia celor de aprovizionare), iar perioada aprilie-septembrie, perioadă de vegetaţie, când

se aplică udări.

Page 8: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

Nr.

Crt

Gru

pa

text

ura

lă d

e so

l Adâncimea apei freatice (m) şi caracterul anului

1-1.

5

1.5-

2

2-2.

5

2.5-

3

3-3.

5

3.5-

4

4-4.

5

arid

um

ed

arid

um

ed

arid

um

ed

arid

um

ed

arid

um

ed

arid

um

ed

arid

um

ed

1

Nis

ipos

2500

1500

500 - - - - - - - - - - -

2

Nis

ipo-

luto

s

5200

3350

3000

1100 - - - - - - - - - -

3

Lu

to-

nis

ipos

4350

2800

3300

2000

2150

1000

1000

600

600 - - - - -

4

Lu

tos

3300

2400

3000

2250

2750

2000

2500

1800

2100

1500

1600

1050

1000 -

5

Lu

to-

argi

los

2700

2000

2500

1800

2100

1500

1850

1100

1000

700 - - - -

6

Arg

ilos

2000

1000

1200

600

600 - - - - - - - - -

Când bilanţul apei se calculează pentru fiecare cultură în parte, se ia în considerare perioada de

vegetaţie a culturii respective, intervalul de timp în care se aplică udările la diferite culturi fiind

indicat în tabelul 2.11.

Cultura Perioada de udare

Page 9: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

Porumb 1.V – 15.VIII

Gria, orz 1.IV – 30.VI

Lucerna 1.V – 30.IX

Sfeclă de zahăr 1.V – 1.IX

Cartofi 1.V - 15. VIII

Soia 1.V - 15.VIII

Floarea-soarelui 1.V - 31 .VII

Fasole 1.V - 31 .VII

Porumb şi alte culturi pentru boabe în

cultura a II-a

1.VII - 30.IX

Legume 1.IV - 30.IX

Pomi 1.V - 31.VIII

Viţă de vie 1.IV - 31.VIII

În calculele de bilanţ se admite că:

a) rezerva de apă din sol nu poate depăşi valoarea Rmaxi(H) în perioada rece şi Rmax(h) în

perioada de vegetaţie (în cazul în care în perioada rece se depăşeşte Rmax(H) cantitatea de

apă în plus se consideră pierdută prin infiltraţie în adâncime şi nu poate fi folosită de

cultură);

b) rezerva de apă în sol care trebuie atinsă în perioada de vegetaţie prin aplicarea unei norme

de udare, nu trebuie, să depăşească Rmax(h);

c) în perioada de vegetaţie rezerva de apă în sol nu trebuie să scadă sub Rmin(h);

d) în perioada de iarnă rezerva minimă de apă în sol poate să scadă oricât, fără să se aplice

udări, în afară de cazurile când se aplică udări de aprovizionare.

Calculul bilanţului în perioada de vegetaţie

Plecând de la formula (2.8) şi admiţând că în luna respectivă nu există excedente

neacumulabile sau deficite care nu pot fi acoperite, rezultă :

Rf=P + Af – ETRO + Ri (4.9)

în care termenii sunt aceiaşi ca în relaţia 2.8.

Page 10: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

Dacă rezerva finală lunară este mai mare decât Rmin(h) reiese că nu este necesară

suplimentarea aportului natural prin irigaţie.

Dacă rezerva finală lunară este mai mică decît Rmin(h) reiese că este necesară completarea

deficitului de apă din sol.

Calculul bilanţului in afara perioadei de vegetaţie

Se face pe adâncimea de 1,5 m, cu excepţia solurilor cu profil redus, la care bilanţul se calculează

pe adâncimea de profil a solului şi a solurilor grele şi compacte.

4.1.3. Stabilirea normelor de irigaţie lunare

Norma de irigaţie lunară, după care se dimensionează lucrările de irigaţie, se stabileşte

ţinând seama şi de debitele sursei de alimentare.

În funcţie de aceste debite sunt posibile două situaţii :

a) Sisteme de irigaţie ale căror surse de apă pot asigura permanent consumul de apă în regim

natural ; în acest caz norma de dimensionare se determină clasând în ordine descrescătoare

valorile normelor lunare pe fiecare lună din şirul de ani studiaţi. Pe baza acestui şir de valori se

aleg valorile corespunzătoare asigurării de calcul de 80% din fiecare lună din perioada de

vegetaţie. Din aceste valori lunare se alege valoarea cea mai mare care dimensionează sistemul;

în general, valoarea cea mai mare apare în luna iulie.

b) Sisteme de irigaţie ale căror surse de apă nu sunt asigurate şi care necesită lucrări de

regularizare a debitelor; în acest caz se efectuează bilanţul apelor sursei pentru ansamblul

folosinţelor din bazin.

Pentru determinarea valorii de dimensionare a lucrărilor de irigaţie se elimină ca

neasiguraţi acei ani care au fost eliminaţi in calculul bilanţului sursei, alegând cea mai mare

normă a anilor rămaşi. Această normă, de regulă va fi mai mică sau cel mult egală cu cea

rezultată la punctul (a), pentru toţi anii.

Normele de irigaţie anuale cu asigurarea de 50% (necesare pentru efectuarea calculelor

tehnico-economice) şi normale de irigaţie anuale cu asigurarea de 80%, se stabilesc luând în

considerare valorile necesarului anual calculat în cadrul şirului de ani, alegându-se apoi valorile

corespunzătoare.

Page 11: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

Norma de irigaţie lunară se administrează în mai multe norme de udare, în funcţie de

caracteristicile solului şi stadiul de dezvoltare a plantelor. Norma de udare se calculează cu

formula :

(4.10)

în care :

m = norma de udare în perioada de vegetaţie (m3/ha) ;

Pmin = valoarea minimă admisibilă a umidităţii solului în perioada de vegetaţie (plafon minim) pe

adâncimea h (m3/ha). Ceilalţi termeni au fost definiţi anterior.

Suma normelor de udare ne dă norma de irigaţie în perioada de vegetaţie, în m3/ha.

4.2. COMBATEREA DEFICITULUI DE UMIDITATE PRIN IRIGAŢII

Rolul intim al apei în dezvoltarea plantelor a fost stabilit destul de târziu, abia în 1804,

când acesta a fost definit în termeni chimici, ca factor în procesul de fotosinteză. Fiecare plantă

este o mică uzină care transformă energia solară în energie chimică cu acumulare de substanţe

organice, prin fotosinteză. Toate procesele metabolice ale unei plante depind de cantitatea de apă

din ţesuturi. Prin porii de pe epiderma frunzelor, denumiţi “stomate”, planta elimină apa adusă de

radacini şi tulpină prin transpiraţie şi absoarbe bioxidul de carbon din atmosferă.

Cu ajutorul luminii şi a clorofilei din frunze se produce sinteza materiei organice, şi

eliberarea de oxigen. În prezenţa unui climat foarte călduros şi uscat stomatele frunzelor se închid

şi planta, în loc să producă materie organică, consumă din ceea ce a acumulat mai înainte.

Din acest motiv în perioadele de vară, cu zile secetoase şi umiditate atmosferică foarte

redusă, efectul irigaţiilor este diminuat. Cu alte cuvinte în astfel de situaţii trebuie sa se creeze,

prin irigaţii, o umiditate corespunzătoare nu numai în sol ci şi în atmosferă. Principalul rezervor

de apă al plantelor cultivate este solul, care prin compoziţia şi structura lui are proprietatea de a

înmagazina în mod durabil o anumită cantitate de apă.

Cantităţile de apă cu care se aprovizionează periodic solul – prin irigaţii, până la “plinul”

durabil al capacităţii de câmp, sunt normele de udare şi se exprimă în m3 de apă la ha, la fel ca şi

norma de irigaţie, care este suma normelor de udare aplicate unei culturi agricole în perioada ei

de vegetaţie.

Page 12: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

Norma de udare se poate calcula cu relaţia:

(4.11)

Unde:

H = grosimea stratului de sol ce se udă, în m;

Gv = greutatea volumică a solului, în t/m3;

C = capacitatea de câmp, în % din greutatea solului;

P = provizia momentană de apă, în % din greutatea solului uscat.

Pentru a menţine în sol o umiditate optimă permanentă, udările trebuie repetate la un

anumit interval de timp, care a fost denumit intervalul dintre udări, sau durata de revenire a unei

alte norme de udare.

Asimilând solul cu un rezervor în care se înmagazinează periodic anumite volume de apă,

din precipitaţii sau prin irigaţii, este necesar să se cunoască care sunt limitele capacităţii de

înmagazinare a apei şi mai ales care sunt limitele utile pentru plantele agricole în regim irigat.

Limitele maxime sunt cuprinse între apa strâns legată de particulele de sol denumită

capacitate maximă de absorbţie şi capacitatea de saturaţie a solului cu apă, care se petrece ca

fenomen atunci când solul are aproape toţi porii plini cu apă.

O valoare a umidităţii solului, apropiată de capacitatea maximă de absorbţie este redată

prin ceea ce s-a numit coeficient de higroscopicitate, care reprezintă capacitatea de apă pe care

solul uscat la temperatura de 105°C, o poate absorbi din aerul aproape saturat cu vapori de apă.

Limitele utile ale capacităţii de înmagazinare a apei în sol, pentru plantele cultivate, sunt

cuprinse între coeficientul de ofilire (CO) şi capacitatea de câmp. Prin coeficient de ofilire se

înţelege acea stare de umiditate a solului la care plantele se ofilesc, fără a-şi mai reface ulterior

turgescenţa. Acest coeficient reprezintă limita inferioară a umidităţii din sol, accesibilă plantelor.

Coeficientul de ofilire, capacitatea de câmp, greutatea volumică, porozitatea şi coeficientul de

higroscopicitate reprezintă principalele constante hidrofizice ale solului.

Limitele optime ale umidităţii sunt cuprinse între plafonul minim (Pmin )şi capacitatea de

câmp. Prin plafon minim se înţelege umiditatea minimală pe care trebuie să o aibă solul, astfel

încât plantlele să se menţină în intervalul optim al condiţiilor de creştere. El se plasează

aproximativ la jumătatea intervalului umidităţii active, fiind exprimat prin relaţia:

Page 13: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

(m3/ha). (4.12)

Condiţiile optime de creştere şi dezvoltare ale plantelor sunt îndeplinite atunci când în

stratul activ de sol există un raport optim între apă şi aer. Atât deficitul de umiditate cât şi excesul

de umiditate sunt dăunătoare plantelor. Deficitul de umiditate generează perturbarea sau sistarea

procesului de fotosinteză şi implicit de acumulare de materie organică, iar excesul de umiditate

determină axfixierea rădăcinilor prin diminuarea cantităţii de aer – respectiv oxigenului.

În general, este necesar ca în sol să rămână pentru aer un spaţiu de 15 – 40% din volumul

porilor, în funcţie de cerinţele plantelor cultivate. Proprietatea solului de a înmagazina apa,

precum şi aceea de a o ceda plantelor diferă de la un tip de sol la altul în funcţie de textură,

structură, porozitate, etc.

În condiţii naturale, umiditatea din sol este asigurată de precipitaţii, care după cum este

cunoscut au un regim întâmplător, putând marca ani ploioşi, medii sau secetoşi.

Raportul dintre precipitaţii şi evapotranspiraţie poate fi mai mare decât 1, când are loc un

exces de umiditate în sol, egal cu 1, când are loc o stare de echilibru şi mai mic decât 1, când se

manifestă deficitul de umiditate.

Atunci când solul este aprovizionat cu apă prin irigaţii, evapotranspiraţia este mai mare,

plantele având un randament fiziologic mai bun. Consumul de apă în aceste condiţii a fost

denumit evapotranspiraţie potenţială. Regimul de irigaţie al unei culturi cuprinde în principal,

normele de udare, norma de irigaţie şi intervalul dintre udări.

Regimul de irigaţie depinde de cultură, zona climatică, însuşirile solului, condiţii

hidrogeologice, condiţiile climatice ale anului, metoda de udare şi tehnica irigării.

Pe solurile nealimentate periodic din pânza freatică (bilanţ în circuit închis), primirile sunt

reprezentate de precipitaţii şi de norma de irigaţie, iar pierderile de apă prin evaporaţie la

suprafaţa solului şi transpiraţia plantelor (evapotrasnpiraţia potenţială).

Pe solurile influenţate de apa freatică (bilanţ în circuit deschis), primirile cuprind

precipitaţiile, norma de irigaţie şi aportul de apă din pânza freatică, iar pierderile constau în

evapotranspiraţia potenţială.

Page 14: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

4.3. ELEMENTELE UNUI SISTEM DE IRIGAŢIE

Un sistem de irigaţie este un ansamblu unitar de lucrări, instalaţii şi amenajări prin care se

realizează combaterea deficitului natural de umiditate, în favoarea plantelor cultivate, cu scopul

obţinerii unor producţii agricole mari şi stabile.

De cele mai multe ori sistemele de irigaţii sunt “amenajări complexe”, deoarece (avându-

se în vedere complexitatea condiţiilor naturale larg răspândită) aceste sisteme cuprind şi alte

genuri de lucrări specifice: desecări şi drenaje, lucrări de combatere a eroziunii solului provocată

de apă sau de vânt, ameliorări de terenuri sărăturate, nisipoase etc.

Principalele componente ale unui sistem de irigaţii sunt:

— priza de apă prin care se asigură captarea debitelor de apă necesare funcţionarii

sistemului;

— reţeaua de canale de aducţiune şi de distribuţie a apei echipată cu construcţii

hidrotehnice de livrare şi de regulariare a distribuţiei apei;

— amenajările interioare de irigaţii;

— reţeaua de evacuare sau de evacuare-desecare;

— lucrări auxiliare constând din linii electrice, drumuri de exploatare, construcţii de

exploatare, instalaţii de dispecerizare etc.

4.3.1. Priza de apă

Se deosebesc două categorii de prize de apă: prizele gravitaţionale şi prizele prin

pompare. Soluţia prizelor gravitaţionale se aplică atunci când nivelurile minime ale sursei de apă

domină terenul care urmează să fie amenajat sau când prin canalele de aducţiune inactive şi prize

plasate în punctele mai înalte, se poate asigura această dominare.

Prizele gravitaţionale sunt lucrări cu un grad sporit de dificultate care implică studii

aprofundate privind regimul hidrologic al sursei de apă, stabilirea şi evoluţia în timp a albiei,

regimul aluviunilor, condiţiilor geotehnice locale etc.

Page 15: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

Sub aspect predominant-funcţional, prizele de apă gravitaţionale au fost grupate în trei

categorii :

— prize de apă în curent liber;

— prize de apă cu pinten de disipare a curentului;

— prize de apă în curent barat.

Cele mai larg răspândite sunt prizele de apă prin pompare, cu ajutorul staţiilor de

pompare. Se deosebesc trei categorii de staţii de pompare: fixe, mobile şi plutitoare.

Staţiile de pompare fixe – după cum sugerează şi denumirea lor, au un amplasament

stabil, ales în funcţie de poziţia lor faţă de sistemul de irigaţie şi a condiţiilor favorabile de

captare, oferite de sursa de apă. Acest tip de staţie de pompare poate fi clasificat după importanţă,

respectiv după suprafaţa deservită, după înălţimea de pompare şi debit şi după structura

construcţiei.

Atfel se consideră înălţimi mici de pompare cele sub 12 m; mijlocii cele cuprinse între 12

şi 45 m şi înălţimi mari de pompare, cele peste 45 m.

Pe criteriul debitului, staţiile de pompare, având debite cuprinse între 0.5 şi 2 m3/s, sunt

considerate staţii mici, cele cu debite între 3 şi 10 m3/s sunt mijlocii, iar cele cu debite mai mari

de 10 m3/s sunt considerate ca mari şi foarte mari.

După tipul construcţiei, staţiile de pompare fixe pot fi: supraterane, când agregatele de

pompare sunt amplasate deasupra nivelului terenului, şi subterane în care agregatele de pompare,

sau numai pompele, sunt plasate sub nivelul terenului.

Staţiile de pompare mobile – sunt staţii de pompare cu unul sau mai multe agregate de

pompare care se menţin în funcţiune numai în campania de irigaţii (sau desecări). Amplasamentul

lor este, în general, fix şi amenajat în mod corespunzător în ceea ce priveşte condiţiile de aspiraţie

şi refulare. De obicei, astfel de staţii de pompare se folosesc în cazul amenajărilor mici.

Staţiile de pompare plutitoare – se folosesc în cazurile când variaţiile nivelurilor apei în

sursă sunt mai mari de 5 – 6 m. Agregatele de pompare se instalează pe nave sau pe pontoane.

Conductele de refulare sunt prevăzute cu articulaţii speciale, care permit ridicarea şi coborârea

navei sau pontonului, în funcţie de variaţiile de nivel ale apei.

Page 16: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

4.3.2. Reţeaua de canale de aducţiune şi distribuţie

Această reţea formează “schema hidrotehnică” a sistemului, fiind compusă dintr-un canal

de aducţiune (sau canal magistral) şi din mai multe canale de distribuţie, în funcţie de marimea

sistemului. Probelemele principale care se pun în legătură cu această reţea de canale sunt

stabilirea traseelor optime şi dimensionarea.

Traseele canalelor se stabilesc de către proiectant, care, în mod obligatoriu analizează mai

multe variante de scheme hidrotehnice, fiind aleasă cea mai avantajoasă din punct de vedere

funcţional. Traseele trebuie astfel stabilite, încât să rezulte un număr redus de repompări, canalele

să domine terenul, în măsura în care este posibil, să se asigure condiţii pentru o sistematizare cât

mai corespunzătoare a terenului amenajat şi în final să se obţină o valoare convenabilă a

investiţiei în raport cu valoarea totală şi o “încărcătură” redusă de metri de canal pe hectar.

O reţea prea densă de canale atrage după sine următoarele probleme:

— suprafeţe mai mari de teren scoase din circuitul agricol;

— pierderi mai mari de apă prin secţiunile canalelor;

— cheltuieli mai mari de întreţinere şi exploatare.

4.3.3. Amenajările interioare de irigaţii

Prin amenajare interioară de irigaţie se înţelege suprafaţa de teren agricol pe care s-au

executat lucrările de distribuţie a apei de irigaţie, prin una sau mai multe metode de udare.

Page 17: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

4.4. Model matematic pentru calculul bilanțului de apă din sol în

condiții de irigare.

Figura 4.1. Sistem general sol – apă – plante

Scopul studiului este realizarea unui model matematic simplu care să descrie variaţia

rezervei de apă dintr-un sol agricol in vederea optimizării regimului de irigaţii pentru o anumită

cultură. In figura 1 este reprezentat un sistem general format dintr-un sol nesaturat în care

plantele îsi dezvoltă rădăcinile şi un strat de sol saturat numit pânză freatica sau acvifer freatic.

Cele două straturi sunt separate printr-o suprafaţă liberă a cărei poziţie poate oscila în

funcţie de regimul precipitaţiilor, evapotranspiraţie şi de condiţiile de alimentare a acviferului,la

mare distanţă.

In perioada de creştere a unei culturi,o mare parte din apa din solul nesaturat este

prelevată, din rădăcini, de către plante.

În general, se cunoaşte pentru fiecare tip de cultură, cantitatea de apă prelevată de plante

şi folosită de acestea pentru creştere şi evapotranspiraţie.

Page 18: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

Variaţia rezervei de apă din sol în zona nesaturată cu rădăcini (RSOL) şi a rezervei de apă

din zona nesaturată, fără rădacini, (RNON) se face în funcţie de cantitatea de apă intrată în sistem

şi de cea ieşită din sistem.

Intrările în sistem sunt:

— precipitaţiile (P);

— irigaţiile (IRIG).

Ieşirile din sistem sunt:

— evapotranspiraţia (ETP);

— debitul ieşit spre pânza freatică (QE).

Vom analiza evoluţia în timp a unui sistem local sol-apă-plantă, aşa cum este definit în

fig.4.l, din punct de vedere al bilanţului hidraulic.

Modelarea matematică a funcţionării unui astfel de sistem este foarte anevoioasă şi se

poate face global, folosind un mare număr de ipoteze şi aproximări sau foarte amănunţit,

exprimând matematic toate fenomenele fizice şi biochimice care apar .Un sistem amănunţit

presupune introducerea în model a unui număr foarte mare de parametrii ce urmează a fi

determinaţi experimental.

Modelarea matematică a transferurilor care au loc într-un sol nesaturat

Figura 4.2a. Figura 4.2b.

Page 19: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

Curgerea apei prin porii mediului nesaturat se face sub influenţa variaţiei presiunii apei

din pori. Această presiune este mai mică decât presiunea atmosferică (p<pat) şi se numeşte

sucţiune. Exista multe feluri în care apa se mişcă prin porii unui sol nesaturat.

În figura 4.2a. este reprezentată variaţia umidităţii θ (conţinutul volumic de umezeală) în

profilul de sol, în timpul unei ploi.

Se observă că pe durata ploii umiditatea solului din ultimul strat poate creşte până la

valoarea de saturaţie.După ce θ a atins această valoare cea mai mare parte din apa căzută se

scurge pe versant sau formează o lamă deasupra terenului. După încetarea ploii datorită curgerii

prin pori umiditatea va varia ca in fig.4.2b.Variaţia umidităţii la suprafaţă scade, crescând

umiditatea în apropierea pânzei freatice. În exemplul dat nivelul acviferului freatic creşte cu dh

între momentul iniţial (sfârşitul ploii) şi t2.

Descrierea matematică a acestui fenomen este foarte greu de realizat dacă trebuie să ţinem

seama şi de efectul evapotranspiraţiei şi de cantitatea de apă preluată de plante prin rădăcini, în

zona z=(0-z1). Vom încerca să modelăm transferurile care au loc în sistemul local sol-apă-plantă

printr-un bilanţ al intrărilor şi ieşirilor în sistem.

Pentru aceasta vom defini mărimile hidraulice cu care vom opera.

4.4.1. Descrierea modelului

Conţinutul volumic de umezeală θ poate varia între o valoare θr (umiditatea remanentă datorată

apei legate) şi o valoare maximă θsat (umiditatea la saturaţie) când toţi porii sunt plini cu apă). θr

şi θsat sunt specifice fiecărui tip de sol.

θr< θ< θsat (4.13)

Pentru modelul matematic propus:

ρp=1.27∙103 Kg/m3

ρapă=103 Kg/m3

ρp rel=1.27

În legatură cu cresterea plantelor se pot defini două limite ale umidităţii ω(%) între care

are loc dezvoltarea normală a plantelor.

Page 20: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

Aceste limite sunt:

-coeficientul de ofilire (CO)

-capacitatea de camp (CC)

De exemplu pentru cernoziomuri (luto-nisipoase) coeficientul de ofilire se poate defini

prin următoarele valori: CO=10% deci masa de apa din porii solului este egala cu 10/100∙msol .

Sucţiunea corespunzătoare coeficientului de ofilire este egală cu –l5 atm daca se

consideră presiunea atmosferică ca referinţă.

Capacitatea de câmp reprezintă umiditatea in procente din masa solului uscat pentru

situaţia în care plantele au suficientă apă pentru dezvoltare, umiditatea masică CC este

aproximativ 25% din masa solului uscat, porii solului sunt ocupaţi in proporţie de 50% cu apă.

Dacă umiditatea solului creşte peste această valoare apa din sol începe sa fie supusă

procesului de drenaj (apa gravitaţională). Sucţiunea corespunzătoare solului aflat la capacitatea

de camp este -0.5 atm.

Apa accesibilă plantelor se află cuprinsă între coeficientul de ofilire şi capacitatea de

câmp. Acest interval se numeşte Intervalul Umidităţii Active.

IUA=CC – CO (4.14)

Plafonul minim al umidităţii solului marchează pragul deasupra căruia se află domeniul

umidităţii optime pentru dezvoltarea plantelor sau limita inferioară a umidităţii uşor accesibilă

plantelor.

La noi în ţară se consideră pentru grâul de toamnă şi porumb (pentru care am făcut

calculele)

Pmin=CO+l/2(CC-CO) (4.15)

Rezerva de apă din sol va reprezenta cantitatea de apă conţinută într-un strat de grosime H

şi suprafaţă S=1 ha.

(4.16)

(4.17)

Pentru solul aflat la capacitate de câmp CC (%) umiditatea volumică este:

, (4.18)

Page 21: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

iar volumul de apă aflat într-un strat de grosime pe o suprafaţă de 1 ha este:

(4.19)

Calculul precipitaţiilor şi evapotranspiraţiei:

P(mm) = cantitatea de apă provenită din precipitaţii într-o lună

P(m3/ha)=10∙P(mm) (4.20)

ETP(mm) = cantitatea de apă pierdută prin evapotranspiraţie potenţială pe 1m2 (depinde de

temperatură) se măsoară la staţiile meteo.

Pentru P şi ETP folosim şiruri de valori medii lunare măsurate la o staţie meteo.

Ipoteze folsite în realizarea modelului

1. Bilanţul hidraulic s-a făcut pentru 2 ani consecutivi.

2. Datele meteorologice (P, ETP) sunt aceleaşi pentru 2 ani consecutivi şi sunt date în

tabelul XXXXX

Tabelul XXXXX date de intrare în model.

j 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Luna X XI XII I II III IV V VI VII VII IX

P(mm) 66.7 50.8 50.1 40.4 41.1 76.4 66.7 50.8 70.1 70.4 71.1 76.4

ETP(mm) 24 24 15 9.3 9.3 24 30.4 60 60.8 80 80 60

IRIG (m3/ha)

100 - - - - - - - 300 900 800 -

3. Se consideră o cultură de grâu pentru care adâncimea rădăcinilor este z1=0.5m.

4. Nevoia de apă a grâului este exprimată în mm/lună şi în (m3/ha)/lună, în tabelul

XXXXXXXX

Luna III IV V VI

Consumzilnic (mm)

1,5 2,7 4,1 3,3

Consumlunar (mm)

45 81 123 99

Consum lunar(m3/ha)/luna

450 810 1230 990

Page 22: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

5. Nivelul pânzei freatice se află sub nivelul z2=1.5m.

6. Umiditatea iniţială în sol, în primul an, corespunde capacităţii de câmp (CC).

7. Având în vedere că anii analizaţi sunt doi ani secetoşi presupunem că debitul scurs pe

versant este zero (QR=0).

8. Cantitatea de apă impusă pentru irigaţii este calculată astfel încât:

— să asigure un optim de umiditate pentru plante;

— să asigure introducerea îngrăşemintelor în sol (trebuie respectat programul de

aplicare a îngrăşemintelor);

— să ajungă cât mai puţină apă la pânza freatică.

9. Sistemul sol – apă – plante este considerat ca având două subsisteme:

a) zona nesaturată cu rădăcini;

b) zona nesaturată fără rădăcini.

10. QI(j)=IRIG(j)+P(j)-ETP(j)-QR(j)

QI(j) = debitul care intră în sistemul a în luna j;

QE(j) = debitul care iese din sistemul b în luna j.

Presupunem curgerea apei din subsistemul a în subsistemul b se face când umiditatea volumică a

ajuns la saturaţie.

, (4.21)

iar cantitatea ieşită din sistemul a:

(4.22)

La fel se poate considera ieşirea din b se face când:

(4.23)

(4.24)

11. Umiditatea volumică nu poate să scadă sub o valoare θr corespunzătoare apei legate.

Page 23: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

Bilanţul hidraulic pentru un sistem local sol – apă – plante

Figura 4.3. Bilanţul hidraulic

(4.25)

(4.26)

Rezerva de apă la sfârşitul lunii j este egală cu cea de la începutul lunii, la care se adaugă

volumele de apă care intră în sistem minus volumele care ies.

În practica agricolă, stabilirea regimului de irigaţii constă în determinarea unei rezerve

de udare lunare sau zilnice în perioadele de dezvoltare a plantelor.

În modelul matematic se va pune condiţia ca irigaţiile într-o lună ,j, să asigure optim

nevoia plantelor,astfel încât la sfârşitul lunii umiditatea solului să nu scadă sub cea

corespunzătoare capacităţii de câmp,

(4.27)

sau rezerva de apă din sol RSOL(j) să nu scadă sub volumul de apă din sol corespunzător

capacităţii de câmp.

Page 24: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

(4.28)

(4.29)

4.4.2. Rezultate

S-a considerat un element sol – apă – plante format dintr-o cultură de grâu semănat în luna octombrie (j=1), cules în luna iulie (j=9), pe o suprafaţa de 1 ha.Grâul îşi dezvoltă rădăcinile pe o adâncime z1=0.5 m. Adâncimea la care se află suprafaţa liberă a pânzei freatice este z2=1.5 m.

Caracteristicile solului (lutos – nisipos) sunt:

CC=17.3(%)CO=7.5(%)θr=0.09(%)θsat=41(%)

Necesarul de apă pentru grâu este dat în tabelul XXXXXXXXXRegimul precipitaţiilor şi al evapotranspiraţiei potenţiale este dat în tabelul XXXXXX

(valori medii lunare). Rezultatele calculate sunt prezentate pentru 2 ani în figurile XXXX şi XXXX.

Cantitatea totală de irigaţii rezultată din calcule s-a repartizat în lunile octombrie, iunie, iulie dar şi în august. Deşi nu mai există cultura umiditatea scade foarte mult din cauza secetei şi solul are nevoie de o cantitate de apă pentru a asigura condiţia θ>θofilire la începutul sezonului următor.

Calculele au fost făcute pentru doi ani cu luni de vară foarte secetoase. Scopul modelului matematic este să stabilească regimul de irigaţii în ipotezele amintite

anterior şi să determine rapoartele QI/RSOL şi QIR/RNON necesare pentru analiza evoluţiei concentraţiilor nitraţilor în sol.

Program de calcul pentru bilanțul apei în sol

clear%Program de stabilire a regimului de udare si de calcul a raportului%QI/RSOL%Este nevoie de o prognoza a temperaturilor si a precipitatiilor

% la momentul initial 1 X se cunosc umiditatea din sol TETAsolinit(RSOLtemperatura,

% se seamnana in 15 martie? si se recolteaza in 15 sept?%determin irigatiile in fiecare luna din conditia ca RSOL sa nu scada sub%rezerva de apa corespunzatoare capacitatii de cimp Cc

Page 25: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

temp=[15 10 1 2 3 15 17 20 27 27 27 25];%prec=precipitatii medii lunare in mm/lunaprec=[66.7 50.8 50.1 40.4 41.1 76.4 66.7 50.8 70.1 70.4 71.1 76.4];

%p1oi=precipitatii in (m cubi /ha)/lunaploi=prec.*10;%etmm=evapotranspiratia in mm/lunaetpmm=[24.0 24.0 15.0 9.3 9.3 24.0 30.4 60.0 60.8 80.0 80.0 60.0];

%etp=evapotranspiratia in (m cubi /ha)/lunaetp=etpmm.*10;%etp=evapotranspiratia in (m cubi /ha)/luna intre 1IV si 1X

%porumb=(volumul de apa pe care il ia porumbul/ha)/lunaporumb=[0 0 0 0 0 0 450 540 1110 1860 1680 900 ];sumporumb=sum(porumb)%apa=apa ramasa dupa ce ia porumbul ce ii trebuie(m cubi /ha)/luna

%calcul rezerva initiala reinitHactiv=0.5;Hnon=1;%pentru un sol luto-nisipos%bulkdensitate=1.27;este raportul dintre masa de sol uscat si volumul total

bulkdensitate=1.27;capcimp=17.3;cofilire=7.5;TETArem=0.09TETAsat=41;TETAinit=25;TETAnoninit=25;

TETAcimp=capcimp*bulkdensitateTETAofilire=cofilire*bulkdensitateRSOLcimp=100*Hactiv*TETAcimp%RSOLcimp=100*Hactiv*TETAcimp in m cubi/ha este cantitatea de apa care se gaseste in%stratul cu radacini pe o suprafata de 1ha daca solul e la capacitatea de%cimp, la un moment dat...ii mai spunem si reinitRSOLofilire=100*Hactiv*TETAofilireRSOLsat=100*Hactiv*TETAsat%RSOLsat=100*Hactiv*TETAsat in m cubi/ha este cantitatea de apa care se gaseste in%stratul cu radacini pe o suprafata de 1ha daca solul este saturat RSOLinit=100*Hactiv*TETAinit%RSOLinit=100*Hactiv*TETAinit in m cubi/ha este cantitatea de apa din%stratul cu radacini la 1 X in care umiditatea este TETAinit cunoscutaRSOLrem=100*Hactiv*TETArem%RSOLrem=100*Hactiv*TETArem in m cubi/ha este cantitatea de apa din%stratul cu radacini la 1 X in care umiditatea este TETArem cunoscuta, sub%care umiditatea nu poate sa scada

RNONinit=100*Hnon*TETAnoninit

Page 26: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

%RNONinit=100*Hnon*TETAnoninit in m cubi/ha este cantitatea de apa din stratul fara%radacini la 1 X in care umiditatea este TETAnoninit cunoscutaRNONsat=100*Hnon*TETAsat

%Hactiv=0.5 este adincimea activa a stratului vegetal pentru griu, in m;%bulkdensitate=1.27 t/m cub este raportul dintre masa de sol uscat si volumul probei ;%capcimp=17.3 procente din masa de sol uscat este in functie de tipul de sol;%cofilire=7.5 este coeficientul de ofilire pentru solul dat

Cc=100*Hactiv*bulkdensitate*capcimp%Cc este volumul de apa din sol corespunzator capacitatii de cimp in m cubi/ha%reinit=Cc

%reinit=Cc-400 (pina la 900) este rezerva initiala care trebuie asigurata la 1 IV pentru%a avea apa destula pentru dezvoltarea plantei pe o suprafata de 1%ha..pentru a pastra umiditatea intre capacitatea de cimp si plafonul minim%pmin=cofiliire+(1/2)(capcimp-cofilire)=12.4 procente din masa sol uscat%cantitatea de apa din sol corespunzatoare plafonului minim este %100*Hactiv*bulkdensitate*pmin=787.4 m cubi/hapmin=cofilire+(1/2)*(capcimp-cofilire)Vpmin=100*Hactiv*bulkdensitate*pminCov=100*Hactiv*bulkdensitate*cofilire%Cov este volumul de apa din sol corespunzator coeficientului de ofilire in m cubi//ha

%calcul rezerva finala refinrefin=Cov+400%refin=Cov+400 (pina la 900) este rezerva finala care trebuie asigurata la 1 X pentru%a avea apa destula pentru dezvoltarea plantei pe o suprafata de 1 ha..reinit=CcRSOLinit=reinitVIR(1)=0; VE(1)=0; irigatii=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0];RSOL(1)=RSOLinit+irigatii(1)+ploi(1)-etp(1)-porumb(1)-VIR(1);RNON(1)=RNONinit+VIR(1)-VE(1); RSOLmed(1)=(RSOLinit+RSOL(1))/2; RNONmed(1)=(RNONinit+RNON(1))/2;for j=2:12 if RSOL(j-1)<=Cc a(j)=1.1*(Cc-RSOL(j-1))else a(j)=0endirigatii(j)=a(j)irigatii(1)=0;irigatii(2)=0;irigatii(3)=0;irigatii(4)=0;irigatii(5)=0;irigatii(6)=0;

Page 27: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

irigatii(7)=0;irigatii(8)=200;irigatii(9)=700;irigatii(10)=1800;irigatii(11)=1500;irigatii(12)=900;if RSOL(j-1)>=RSOLsat VIR(j)=RSOL(j-1)-RSOLsat; RSOL(j-1)=RSOLsat;else VIR(j)=0;endif RNON(j-1)>=RNONsat VE(j)=RNON(j-1)-RNONsat; RNON(j-1)=RNONsat;else VE(j)=0;endRSOL(j)=RSOL(j-1)+irigatii(j)+ploi(j)-etp(j)-porumb(j)-VIR(j);RNON(j)=RNON(j-1)+VIR(j)-VE(j);RSOLmed(j)=(RSOL(j-1)+RSOL(j))/2; RNONmed(j)=(RNON(j-1)+RNON(j))/2;endfor j=1:12TETA(j)=RSOL(j)/(100*Hactiv);endcoef1(1)=(irigatii(1)+ploi(1)-etp(1))/((RSOL(1)+RSOLinit)/2);for j=2:12coef1(j)=(irigatii(j)+ploi(j)-etp(j))/((RSOL(j-1)+RSOL(j))/2);endfor j=1:12TETAnon(j)=RNON(j)/(100*Hnon);endcoef2(1)=VIR(1)/((RNONinit+RNON(1))/2);for j=2:12coef2(j)=VIR(j)/((RNON(j-1)+RNON(j))/2);endirigatiiAN1=irigatiiRSOLAN1=RSOLmedVIRAN1=VIRVEAN1=VERNONAN1=RNONmedTETAAN1=TETATETAnonAN1=TETAnoncoef1AN1=coef1coef2AN1=coef2defAN1=Cc-RSOL(12)%construiesc vectorul timp in lunidt=1;timp(1)=1;for j=2:12;timp(j)=timp(j-1)+dt;endplot(timp,prec,'b');gtext('P')xlabel('timpul in luni')ylabel('precipitatii si evaptranspiratie in mm pe luna')hold on

Page 28: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

plot(timp,etpmm,'r');gtext('ETP');gridxlabel('timpul in luni')ylabel('precipitatii si evaptranspiratie in mm pe luna')ren=figurefigure(ren)plot(timp,ploi,'b');gtext('P')%plot(timp,ploi,'b',timp,etp,'r',timp,RSOLAN1,'g',timp,griu,'y',timp,irigatii,'k')hold onplot(timp,etp,'r');gtext('ETP')hold onplot(timp,RSOLAN1,'g');gtext('RSOLAN1')hold onplot(timp,porumb,'-.');gtext('porumb')hold onplot(timp,irigatii,'k');gtext('irig')hold onplot(timp,RNONAN1,'m');gtext('RNONAN1')hold onplot(timp,VIRAN1,'--');gtext('VIRAN1')xlabel('timpul in luni')ylabel('valori in (mcubi/ha)/luna');gridren=figurefigure(ren)an=2RSOLinit=RSOL(12)RNONinit=RNON(12)VIR(1)=VIR(12)VE(1)=VE(12)irigatii=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]; RSOL(1)=RSOLinit+irigatii(1)+ploi(1)-etp(1)-porumb(1)-VIR(1);RNON(1)=RNONinit+VIR(1)-VE(1);RSOLmed(1)=(RSOLinit+RSOL(1))/2; RNONmed(1)=(RNONinit+RNON(1))/2;for j=2:12 if RSOL(j-1)<=Cc a(j)=1.1*(Cc-RSOL(j-1))else a(j)=0endirigatii(j)=a(j)irigatii(1)=0;irigatii(2)=0;irigatii(3)=0;irigatii(4)=0;irigatii(5)=0;irigatii(6)=0;irigatii(7)=0;irigatii(8)=200;irigatii(9)=700;irigatii(10)=1800;irigatii(11)=1500;irigatii(12)=900;if RSOL(j-1)>=RSOLsat VIR(j)=RSOL(j-1)-RSOLsat; RSOL(j-1)=RSOLsat;else

Page 29: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

VIR(j)=0;endif RNON(j-1)>=RNONsat VE(j)=RNON(j-1)-RNONsat; RNON(j-1)=RNONsat;else VE(j)=0;endRSOL(j)=RSOL(j-1)+irigatii(j)+ploi(j)-etp(j)-porumb(j)-VIR(j);RNON(j)=RNON(j-1)+VIR(j)-VE(j);RSOLmed(j)=(RSOL(j-1)+RSOL(j))/2; RNONmed(j)=(RNON(j-1)+RNON(j))/2;endfor j=1:12TETA(j)=RSOL(j)/(100*Hactiv);endcoef1(1)=(irigatii(1)+ploi(1)-etp(1))/((RSOL(1)+RSOLinit)/2);for j=2:12coef1(j)=(irigatii(j)+ploi(j)-etp(j))/((RSOL(j-1)+RSOL(j))/2);endfor j=1:12TETAnon(j)=RNON(j)/(100*Hnon);endcoef2(1)=VIR(1)/((RNONinit+RNON(1))/2);for j=2:12coef2(j)=VIR(j)/((RNON(j-1)+RNON(j))/2);endirigatiiAN2=irigatiiRSOLAN2=RSOLVIRAN2=VIRVEAN2=VERNONAN2=RNONTETAAN2=TETATETAnonAN2=TETAnoncoef1AN2=coef1coef2AN2=coef2defAN2=Cc-RSOL(12)%construiesc vectorul timp in lunidt=1;timp(1)=1;for j=2:12timp(j)=timp(j-1)+dt;endplot(timp,prec,'b');gtext('P')xlabel('timpul in luni')ylabel('precipitatii si evaptranspiratie in mm pe luna')hold onplot(timp,etpmm,'r');gtext('ETP');gridxlabel('timpul in luni')ylabel('precipitatii si evaptranspiratie in mm pe luna')ren=figurefigure(ren)plot(timp,ploi,'b');gtext('P')%plot(timp,ploi,'b',timp,etp,'r',timp,RSOLAN1,'g',timp,porumb,'y',timp,irigatii,'k')hold onplot(timp,etp,'r');gtext('ETP')

Page 30: capitolul 4 Calculul necesarului de ap-â

hold onplot(timp,RSOLAN2,'g');gtext('RSOLAN2')hold onplot(timp,porumb,'-.');gtext('porumb')hold onplot(timp,irigatii,'k');gtext('irig')hold onplot(timp,RNONAN2,'m');gtext('RNONAN2')hold onplot(timp,VIRAN2,'--');gtext('VIRAN2')xlabel('timpul in luni')ylabel('valori in (mcubi/ha)/luna');gridren=figurefigure(ren).