Transcript

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51 ΑΣΚΗΣΗ ΥΔΑΤΟΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ Τα στάδια ανάπτυξης μιας καλλιέργειας έχουν διάρκεια: Αρχικό 35 ημέρες, ανάπτυξης 42 ημέρες, πλήρους ανάπτυξης 43 ημέρες και της ωρίμανσης 23 ημέρες. Οι τιμές των φυτικών συντελεστών είναι K c ini =0,35, K c mid =1,10 και K c end =0,45. Η εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ET r ) που υπολογίστηκε με τη μέθοδο Penman Monteith από τις κλιματικές παραμέτρους της Θερμοκρασία o C, της Σχετικής υγρασίας %, της ταχύτητας του ανέμου και της ηλιακής ακτινοβολίας, κατά στάδιο έχει μέση τιμή: Αρχικό 2,3 mm/ημέρα, ανάπτυξης 5,4 mm/ημέρα, πλήρους ανάπτυξης 6,4 mm/ημέρα και της ωρίμανσης 3,1 mm/ημέρα. Πoια είναι η εξατμισοδιαπνοή της καλλιέργειας ή η υδατοκατανάλωση της (ET c ) κατά στάδιο ανάπτυξης και συνολικά για την καλλιεργητική περίοδο. Επίσης να υπολογιστεί η τιμή του φυτικού συντελεστή κατά την 55 η, 72 η και την 130 η ημέρα του βιολογικού κύκλου του φυτού. 1,2 K c mid 1,0 Kc 0,8 0,6 K c end 0,4 K c ini 0,2 αρχ ικό ανάπ τυξης π λήρους ανάπ τυξης ωρίμανσ ης 0,0 χρόνος (ημέρες)

52 ΛΥΣΗ Στάδιο Διάρκεια Σταδίου Φυτικός συντελεστής (K c ) i= ημέρα του βιολογικού κύκλου του φυτού Στο μέσον των σταδίων 2 και 4 Στάδιο 1 T 1 K cini Στάδιο 2 T 2 K = K K + K (T T ) cmid cini c ( Ti ) cini i 1 T 2 K c( T 2 / 2 ) K = cmid + K 2 cini Στάδιο 3 T 3 K cmid Στάδιο 4 T 4 K = K K K (T T T T ) cmid cend c ( Ti ) cmid i T 4 K c( T 4 / 2 ) K = cmid + K 2 cend K cend T days ETr (mm/d) Kc T*ETr*Kc Αρχικό 35 2,3 K cini = 0,35 28,2 mm Ανάπτυξης 42 5,4 (K cini +K cmid )/2 0, ,4 mm Πλήρους ανάπτυξης 43 6,4 K cmid = 1,1 302,7 mm ωρίμανσης 23 3,1 (K cmid +K cend )/2 0,775 55,3 mm K cend = 0,45 550,6 mm

53 11, 0 35, 0 35, + ( ) K c ( 55 ) = =, 11, 0 35, 72 = 0 35, + ( ) 1 01, 42 K c ( ) = 11, 0 45, 130 = 11, ( ) 0 82, 23 K c ( ) =

54 ΑΣΚΗΣΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ EΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗΣ ΑΝΑΦΟΡΑΣ Να υπολογισθεί η εξατμισοδιαπνοή αναφοράς για την περιοχή της Λάρισας κατά το μήνα Ιανουάριο του έτους 2009 με τη μέθοδο FAO 56 Penman Monteith και την τροποποιημένη μέθοδο Blaney- Criddle. Δίνονται οι κλιματικές παράμετροι των 12 μηνών του 2009: μήνας Ι Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ Τ ( o C) RH min (%) RH avr (%) RH max (%) u z (m/s) , ,5 3,5 n (ώρες) 7,7 8,0 9,5 10,0 11,5 11,3 11,8 10,3 10,0 8,4 8,0 7,0 Τmax 10 11,6 13,5 15,4 31,6 32,6 34,6 29,8 27,4 20,4 17,4 10,9 Tmin 2 3,8 5,3 6,5 11,8 21, ,4 9,6 5,2 2,5 Το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής, 40 o βόρειο Υψόμετρο του τόπου Z=80 m, ύψος μέτρησης της ταχύτητας του αέρα z=2 m συντελεστής ανακλαστικότητας της καλλιέργειας αναφοράς ή albedo (α= 0,23) Α. Μέθοδος FAO 56 Penman Monteith ( R G ) + γ u2 n ET T 273 o = + + γ ( u2 ) ( e e ) s a Υπολογισμός του ελλείμματος κορεσμού υδρατμών (e s -e a ) kpa), e (T ) = e s T T T e (T ) = e s T T 2 = = 0 94, kpa RH e = a es 100 e, 70, kpa a = 0 94 = e e = 0 94, 0 7, = 0 24, s a kpa

55 Υπολογισμός της κλίσης της καμπύλης των κορεσμένων υδρατμών (kpa o C -1 ) ( T ) = e s ( T ) (T ) = 0 94, ( ) = 0 06, o kpa C 1 Υπολογισμός της ατμοσφαιρικής πίεσης P (kpa), z P = P = = 100 4, kpa Υπολογισμός της λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης, λ, (Μ J kg -1 ) 3 λ = ( ) Τ λ = ( ) 6 = 2 49, MJkg 1 Υπολογισμός της ψυχρομετρικής σταθεράς γ (kpa o C -1 ). γ = C P P p = 0. λ ε λ 100 4, o γ = = 0 07, kpa C Υπολογισμός της ταχύτηταw του ανέμου u 2 (m s -1 ) u = u z ln( z ) u 2 = = 2 ln( ) ms 1 Υπολογισμός της καθαρής ηλιακής ακτινοβολίας, R n, (M J m -2 o C -1 ) R = R n ns R nl Υπολογισμός της ηλιακής ακτινοβολίας στο άνω όριο της ατμόσφαιρας R a (Μ J m -2 d -1 ) Από Πίνακα 5.1 για Γ.Π. 40 ο, R a =15,7 (Μ J m -2 d -1 ) Υπολογισμός της μέγιστης δυνατής (θεωρητικής) ημερήσιας ηλιοφάνειας σε ώρες, Από Πίνακα 5.2 για Γ.Π. 40 ο, Ν= 9,6 ώρες

56 Υπολογισμός της εισερχόμενης ακτινοβολίας R s, (M J m -2 o C -1 ) n Rs = a s + bs R N a, 7 7 R s = 0 25, + 0 5, 15 7, = 10 2, (ΜJ m -2 d -1 ) 9 6, Υπολογισμός της εισερχόμενης καθαρής ακτινοβολίας μικρού μήκους, R ns, (MJ m -2 d -1 ) R R = ( 1 a ) R ns ( , ) 10 2, = 7 9, ns R s = (Μ J m -2 d -1 ) s 0 = ( a s + bs + 2 * 10 * z ) Ra = ( 0 25, + 0 5, + 2* 10 * 80 )* 15 7, = 118, MJ m d Υπολογισμός της εξερχόμενης καθαρής ακτινοβολίας μεγάλου μήκους R nl (M J m -2 d -1 ) 4 4 T max,k + Tmin,K Rs R = σ nl (.. ea ). 2 Rso σ=σταθερά Stephan - Boltzman ( MJ ο Κ -4 m -2 day 1 ) T ma,k = ο C T max K = T min K = o o C = = 28316, C = = 27516, o o K K R nl = 4.903* ( ,2 0,7) = 5,54 (M J m -2 d -1 ) 11, ( R G ) + γ u2 n ET T 273 o = + + γ ( u2 ) ( e e ) s a ,06 (2,3 0) + 0,07 2 0,28 ET o = = 1,03 mm d 0,06 + 0,07 ( ) 1

57 Β. Τροποποιημένη μέθοδο Blaney-Criddle ET o = a + b p ( 0.46 T ) Υπολογίζεται η παράμετρος α a = , RH min n N = , , / 9 6, 1 41, = 1954, Υπολογίζεται η ταχύτητα του ανέμου σε ύψος 2 m από την επιφάνεια του εδάφους 0 2, 0 2, 2 2 = 2 = 2 U = U z z 2 2 m / s Από Πίνακα 5.3 για Β.Γ.Π. 40 η τιμή του p είναι 6,73/31=0,217 n Από Πίνακα 5.4 για = 0,8, RH min =60% και U 2 =2 m/s προκύπτει b=1,21 N Όπότε ET o = a + b p ( T ) = 1954, , 0 217, ( 0 46, , ) = 0 89, mm / d Αν η τιμή του b υπολογιστεί με την εξίσωση b = α n N 0 + α1 RH min + α 2 + α 3 U 2 + α 4 RH min + α 5 RH min U 2 όπου α = 81917,, α = ,, α = α , = n N ,, α = , α = προκύπτει b=1,205 και ET o = a + b p ( T ) = 1954, , 0 217, ( 0 46, , = 0 90, mm / d

58 Πίνακας 5.1. Μέση μηνιαία ηλιακή ακτινοβολία (Ra) στο άνω όριο της ατμόσφαιρας σε MJ m 2 d -1 για βόρεια πλάτη από 24 εως 50 Βόρειο πλάτος Ι Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ 50 9,3 14,9 23,0 31,1 38,7 41,9 40,2 34,5 26,7 18,1 11,0 7, ,5 16,2 24,0 31,9 39,0 42,1 40,4 35,0 27,4 19,1 12,3 9, ,0 17,4 25,0 32,6 39,2 42,1 40,7 35,5 28,2 20,3 13,5 10, ,0 18,6 26,0 33,6 39,4 42,1 40,7 36,0 29,2 21,3 14,7 11, ,0 19,8 27,0 34,3 39,7 42,4 40,9 36,8 29,9 22,3 15,9 12, ,7 21,1 27,9 35,0 40,2 42,4 40,9 37,2 30,6 23,5 17,2 14, ,9 22,1 28,9 35,5 40,2 42,1 40,9 37,5 31,4 24,5 18,4 14, ,1 23,0 29,6 36,0 40,2 42,1 40,9 37,7 32,1 26,0 19,6 16, ,4 24,0 30,4 36,3 40,4 41,9 41,2 38,0 32,8 26,5 20,8 17, ,3 25,0 31,4 36,8 40,4 41,7 41,2 38,2 33,3 27,4 22,1 19, ,6 26,2 32,1 37,2 40,4 41,7 41,2 38,5 34,1 28,4 23,3 20, ,8 27,2 32,8 37,5 40,4 41,2 40,9 38,5 34,5 29,4 24,3 21, ,0 28,2 33,6 37,5 40,2 40,9 40,7 38,5 35,0 30,1 25,2 22, ,0 29,2 34,1 37,7 40,2 40,7 40,4 38,7 35,5 30,9 26,2 23,8

59 Πίνακας 5.2. Μέση μηνιαία θεωρητική ηλιοφάνεια (N) σε ώρες για βόρεια πλάτη από 20 εως 50 Βόρειο Ι Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ πλάτος

60 Πίνακας 5.3. Ποσοστό στα εκατό των ωρών ημέρας κάθε μήνα του έτους (p) για βόρεια πλάτη από 24 έως 48 Βόρειο Ι Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ πλάτος

61 Πίνακας 5.4 Τιμές του συντελεστή b που χρησιμοποιούνται στην τροποποιημένη μέθοδο Blaney-Criddle

62

63

64 Η καθαρή δόση άρδευσης δίνεται από τον τύπο: dd nn = FFFF PPPPPP 100 pp bb RRRR FF = ΔΔΔΔ FF Εφόσον η διαθέσιμη υγρασία είναι 131,6 mm τότε ΔΝ = 131,6 mm, και άρα d n = 131,6 mm * 0,55 = 72,38 mm Το εύρος άρδευσης υπολογίζεται από τη σχέση Ι = dn Που σημαίνει πως πρέπει να υπολογιστεί η εξατμισοδιαπνοή Et c. Από τα δεδομένα της άσκησης ο υπολογισμός της εξατμισοδιαπνοής θα γίνει με τη Μέθοδο Blaney Criddle. EEEE = KK ,8 TT 3,94 όπου T = 25,6, η μέση μηνιαία θερμοκρασία του αέρα σε C, p= 9,53 (με γραμμική παρεμβολή), το ποσοστό των ωρών ημέρας κάθε μήνα προς τις ώρες ημέρας του έτους (Πίνακας 5.2) και ETc pp Κ = 25,6 (με γραμμική παρεμβολή), ο φυτικός συντελεστής της καλλιέργειας (Πίνακας 5.3).

65 Άρα: EEEE = KK 32+1,8 TT 3,94 pp = 0.9* 32+1,8 25,6 3,94 * 9,53 = 169,97 mm/month = = 169,97 31 mm/d = 5,5 mm/d Το εύρος άρδευσης υπολογίζεται από τη σχέση Ι = dn 13 ημέρες ETc = 72,38 5,5 = 13,16 ημέρες = Υπολογισμός νέας καθαρής δόση άρδευσης d n = I*ET c = 13*5,5=71,5 mm Η πραγματική δόση άρδευσης ισούται με dd tt = dn Με την αρδευτική αποδοτικότητα E p = E d * E f = 0,7*0,9=0,63, άρα dd tt = 71,5 0,63 = 113,5 mm Ο όγκος όπου απαιτείται για την άρδευση 150 στρεμ = 150 *10 3 m 2 V αρδ. = 113,5 mm * 150 *10 3 m 2 = 113, m* 150 *103 m 2 = m 3 Ep