Validation and calibration of SWAP model using field-measured water content values [Soil Water Atmosphere Plant environment]
2004
Crescimanno, G. (Palermo Univ. (Italy). Dipartimento di Ingegneria e Tecnologie Agroforestali); Garofalo, P.
English. The increasing scarcity of water for irrigation makes it necessary to pay adequate attention to management of irrigation, especially when saline/sodic waters are used under conditions promoting salinization and desertification. Physically-based models describing water transport in the soil-plant-atmosphere system represent an essential tool for developing management scenarios accounting for specific agricultural and environmental constraints. Accurate measurement of soil hydraulic parameters and proper selection of models for their representation play a fundamental role in description of water transport. In addition, in clay soils, susceptible to shrinkage, bypass flow through cracks may influence water transport and results of model applications. Models accounting for bypass flow should be applied to predict management scenarios in cracking soils. SWAP is a physically-based model simulating water transport in cracking soils. In this paper, we present results of validating and calibrating the SWAP model using field-measured water content. Validation is performed with reference to the possibility of using SWAP with Mualem-van Genuchten or Gardner models. Calibration is performed with reference to the average diameter (d) of the portions of matrix having hexagonal shape, whose value affects either the process of infiltration through crack walls or the bottom flux. The results indicated that (i) an accurate prediction of water content can be obtained by SWAP if the hydraulic characteristics are represented by functions proposed by Gardner and that (ii) a value of 20 cm for d leads, for the considered soil, to the best prediction of water content
Show more [+] Less [-]Italian. [La crescente scarsità di acqua rende necessaria un'attenzione adeguata alla gestione dell'irrigazione, soprattutto quando sono utilizzate acque saline/sodiche in condizioni predisponenti alla salinizzazione e desertificazione. I modelli fisici che descrivono il trasporto dell'acqua nel sistema suolo-pianta-atmosfera rappresentano uno strumento essenziale per sviluppare scenari di gestione che tengano conto di vincoli agricoli e ambientali specifici. La misurazione dei parametri idraulici dei suoli e la selezione appropriata dei modelli per la loro rappresentazione giocano un ruolo fondamentale nella descrizione del trasporto idrico. Inoltre, nei terreni argillosi, suscettibili a restringimento, il bypass flow attraverso le fessure può influenzare il trasporto dell'acqua e i risultati delle applicazioni dei modelli. Per prevedere scenari di gestione in suoli soggetti a crepacciature dovrebbero essere applicati modelli che tengono conto del bypass flow. SWAP è un modello fisico che simula il trasporto idrico nei suoli soggetti a crepacciature. In questo lavoro presentiamo i risultati della validazione e calibrazione del modello SWAP utilizzando il contenuto idrico misurato in campo. La validazione è condotta riferendosi alla possibilità di utilizzare SWAP con i modelli di Mualem-van Genuchten e di Gardner. La calibrazione è effettuata rispetto al diametro medio (d) delle porzioni di matrice a forma esagonale, il cui valore influenza sia il processo di infiltrazione attraverso le pareti delle crepacciature, sia il flusso basale. I risultati indicano che (i) una previsione accurata del contenuto di acqua può essere ottenuta con SWAP se le caratteristiche idrauliche sono rappresentate dalle funzioni proposte da Gardner e (ii) un valore di 20 cm per d porta, per il suolo considerato, alla migliore previsione del contenuto di acqua]
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