Modeling the unsaturated flow associated with a border irrigation event on an alfalfa plot

Abstract

RESUMEN HYDRUS-1D, un modelo unidimensional de movimiento de agua y transporte de solutos, se utilizo en el contexto de un evento de riego por fajas en una parcela de alfalfa ubicada en el poligono de riego de La Violada (Espana) a fin de analizar la interaccion suelo-planta-agua en la zona no saturada del suelo. El evento de riego se monitoreo para derivar informacion adecuada para establecer el modelo numerico de la zona de estudio asi como para evaluarlo. El protocolo de modelizacion, de caracter determinista-estocastico, incluyo calibracion, evaluacion y analisis de sensibilidad. Tanto las predicciones del modelo como los datos de campo revelaron que el contenido de humedad del suelo fue alto durante el periodo de monitoreo; el modelo inclusive predijo un decrecimiento pequeno de la evapotranspiracion inducido por el humedecimiento significativo del suelo, y la contribucion importante al balance de agua del ascenso capilar como consecuencia del ascenso del nivel freatico causado por el riego previo en la parcela adyacente. Los resultados de la presente modelizacion sugieren la necesidad de mejorar la definicion del modelo numerico de la zona no saturada y de las respectivas condiciones de contorno. Para ello, el estudio revelo la necesidad de (i) generar mejores valores experimentales para algunos de los parametros mas importantes del modelo; y (ii) obtener series temporales mas precisas para las condiciones de frontera superiores e inferiores. Palabras clave: HYDRUS-1D, riego por fajas, simulaciones Monte Carlo, zona vadosa. ABSTRACT HYDRUS-1D, a one dimensional water movement and solute transport model, was applied to analyze a border irrigation event in an alfalfa plot located in the irrigation district of La Violada (Spain). The research encompassed monitoring of the irrigation event, the setting-up of the numerical model, model calibration and evaluation, and sensitivity analysis of the van Genuchten-Mualem parameters. Both the model predictions and field measurements clearly indicated that the soil water content was high during and following the irrigation event. The model even predicted a small evapotranspiration decrease induced by water logging and a significant contribution of capillary rise subsequently the water table rise in the adjacent plot caused by an irrigation event prior to the monitored event in the study plot. The research revealed the need for (i) the improvement of the schematization of the soil profile and the better experimental definition of key model parameters; and (ii) the derivation of more accurate data series for respectively the upper and lower boundary conditions. Keywords: Border irrigation, HYDRUS-1D, Monte Carlo simulations, vadose zone.