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. (jesus.garrido@uclm.es) *; 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 DE LAS NECESIDADES HÍDRICAS – DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA

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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PREDICCIÓN DE LAS NECESIDADES HÍDRICAS – DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA

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.