Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Βέλτιστη διαχείριση νερού στη γεωργία στο πλαίσιο της κλιματικής αλλαγής με χρήση καινοτόμων τεχνολογιών και αριθμητικής προσομοίωσης – Εφαρμογές πεδίου

Morianou Giasemi

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Η παρούσα διδακτορική διατριβή διερευνά τη βελτιστοποίηση στρατηγικών άρδευσης και υδρολίπανσης σε οπωρώνα εσπεριδοειδών (γκρέιπφρουτ) με στάγδην άρδευση, υπό μεσογειακές κλιματικές συνθήκες, με σκοπό την ενίσχυση της αποδοτικότητας χρήσης του νερού και τη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Η μελέτη ενσωματώνει εφαρμογές πεδίου, παρακολούθηση κρίσιμων παραμέτρων, προηγμένες εργαστηριακές μεθόδους και αριθμητική προσομοίωση μέσω του μοντέλου HYDRUS 2D/3D, με στόχο την αξιολόγηση των αλληλεπιδράσεων εδάφους–νερού–φυτού υπό ποικίλες συνθήκες διαχείρισης.Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις υψηλής ανάλυσης των υδραυλικών ιδιοτήτων του εδάφους, με χρήση εξειδικευμένου εξοπλισμού (HYPROP, WP4C και KSAT), ενώ η εκτίμηση των υδραυλικών παραμέτρων βασίστηκε στην εφαρμογή μονοτροπικών και διτροπικών συναρτήσεων van Genuchten, με στόχο την ακριβέστερη αναπαράσταση της καμπύλης συγκράτησης νερού. Το διτροπικό μοντέλο παρουσίασε καλύτερη απόδοση στα επιφανειακά στρώματα του εδάφους (0–30 cm), γεγονός που πιθανότατα οφείλεται στη μεγαλύτερη ετερογένεια στην κατανομή των πόρων σε αυτά τα στρώματα, η οποία επηρεάζει καθοριστικά τη διαθεσιμότητα νερού προς το ριζικό σύστημα.Ακολούθησε συγκριτική μελέτη μοντελοποίησης, με στόχο την αξιολόγηση της προσομοιωτικής ικανότητας των δύο μοντέλων, βάσει επιτόπιων μετρήσεων εδαφικής υγρασίας από αισθητήρες πεδίου, οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν για τη βαθμονόμηση και την επαλήθευσή τους. Αν και το διτροπικό μοντέλο εμφάνισε ελαφρώς καλύτερη προσαρμογή στα δεδομένα των επιφανειακών στρωμάτων, η διαφορά στην προσομοιωτική απόδοση κρίθηκε περιορισμένη, σύμφωνα με τα βασικά στατιστικά κριτήρια αξιολόγησης (MAE, RMSE, AIC, NSE). Λαμβάνοντας υπόψη τη μικρότερη υπολογιστική πολυπλοκότητα και τις μειωμένες απαιτήσεις παραμετροποίησης, το μονοτροπικό μοντέλο επιλέχθηκε για την περαιτέρω προσομοίωση σεναρίων, ως μία πιο ισορροπημένη επιλογή μεταξύ ακρίβειας και λειτουργικής αποδοτικότητας, ιδίως σε εφαρμογές με περιορισμένη διαθεσιμότητα δεδομένων και πόρων.Στη συνέχεια, υλοποιήθηκε σειρά σεναρίων προσομοίωσης με το μοντέλο HYDRUS 2D/3D, με στόχο την αξιολόγηση της επίδρασης διαφορετικών στρατηγικών άρδευσης (πλήρης έναντι ελλειμματικής), διαμορφώσεων των σταλακτηφόρων σωλήνων σε κυκλική διάταξη, καθώς και εναλλακτικών προσεγγίσεων υδρολίπανσης. Ο συνδυασμός της ελλειμματικής άρδευσης με κυκλικές διατάξεις άρδευσης τοποθετημένες σε μεγαλύτερη απόσταση από τον κορμό του δέντρου (100 και 120 cm), σε σύγκριση με την πειραματική διάταξη των 60 cm, οδήγησε σε σημαντική μείωση της βαθιάς διήθησης και της έκπλυσης νιτρικών, ενισχύοντας την αποδοτικότητα πρόσληψης αζώτου και περιορίζοντας τον κίνδυνο ρύπανσης των υπόγειων υδάτων. Τα καλύτερα αποτελέσματα καταγράφηκαν όταν εφαρμόστηκε διάταξη δύο κυκλικών σταλακτηφόρων σωλήνων γύρω από κάθε δέντρο, η οποία υπερείχε συνολικά σε σχέση με όλες τις μονές κυκλικές διατάξεις που προσομοιώθηκαν.Παράλληλα με τα σενάρια προσομοίωσης, διεξήχθη μελέτη στο εργαστήριο για την αξιολόγηση της επίδρασης της ελλειμματικής άρδευσης στην παραγωγή και στην ποιότητα των καρπών. Τα αποτελέσματα κατέδειξαν ότι η μείωση της άρδευσης δεν επηρέασε αρνητικά τη συνολική απόδοση, ενώ οδήγησε σε βελτίωση ποιοτικών χαρακτηριστικών, όπως αυξημένα ολικά διαλυτά στερεά (TSS), οξύτητα (TA) και υψηλότερη περιεκτικότητα σε αντιοξειδωτικές ενώσεις. Ιδιαίτερη ανθεκτικότητα στην υδατική καταπόνηση επέδειξαν ορισμένες ποικιλίες, όπως η “Ruby”.Η παρούσα έρευνα τεκμηριώνει την αξία μιας πολυεπίπεδης, συνδυαστικής προσέγγισης που περιλαμβάνει τον υψηλής ακρίβειας χαρακτηρισμό των υδραυλικών ιδιοτήτων του εδάφους, τη δυναμική αριθμητική προσομοίωση και την αξιολόγηση διαφορετικών στρατηγικών άρδευσης και υδρολίπανσης. Το προτεινόμενο πλαίσιο μπορεί να αποτελέσει θεμέλιο για τη βελτιστοποίηση της διαχείρισης νερού και θρεπτικών σε καλλιέργειες εσπεριδοειδών, προσφέροντας πρακτικές και επιστημονικά τεκμηριωμένες λύσεις για τη βιώσιμη αξιοποίηση των υδατικών πόρων σε πολυετείς καλλιέργειες, ιδιαίτερα υπό το πρίσμα της λειψυδρίας και των εντεινόμενων προκλήσεων της κλιματικής αλλαγής.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες