Dezvoltarea unui model hidrologic pentru terenurile in panta

PROGRAMUL CEEX
CONTRBUTII STIINTIFICE IN TRANSPORTURI
Modelul propus al bilantului de apa din sol urmeaza schemele ISBA (Interaction Sol Biosphere
Atmosphere) si se bazeaza pe ecuatiile de prognoza prezentate de Noilhan si Planton [10],
actualizate, pentru care ia in considerare complexitatea terenurilor colinare. Modelul se bazeaza pe
ecuatia Richards simplificata pentru doua strate, considerand echilibrul continutului de apa din sol
intre cele doua strate de sol: primul este stratul de suprafata (adancimea d1 de 0.1 m) si al doilea
care este explorat de sistemul radicular al plantei de adancime d2.
Pe de alta parte, pentru validarea rezultatelor a fost utilizat si programul MikeSHE, care este un
model fizic, determinist, integrat si distribuit, pentru descrierea proceselor majore de curgere din
ciclul hidrologic [11].
Modelul de bilant al apei in sol a fost cuplat cu modelul fluxului de energie, realizandu-se modelul
IAGINT, care simuleaza micrometeorologia in toate punctele unui bazin hidrografic considerat,
oferind o predictie despre fluxurile de energie si variabilele agrometeorologice din fiecare celula a
unui bazin hidrografic. Mai mult, acest model descrie dinamica apei din sol, utilizand doua variante
posibile: varianta ISBA si varianta in cascada. In ambele cazuri, modelele hidrologice si
micrometeorologice alese necesita schimb de informatii, cum ar fi evapotranspiratia si continutul de
apa din sol in stratul de la suprafata si in cel de adancime. In plus, modelarea micrometeorologica si
hidrologica este realizata incluzand posibilitatea de a lucra intr-un bazin hidrografic cultivat, astfel
incat conectarea la un model de cultura este fundamental pentru a oferi o simulare precisa a
scenariului analizat.
Programul pentru a simula micrometeorologia, cresterea plantei si pentru a calcula indicatori a fost
scris utilizand UML (Unified Modelling Language) pentru a avea o definitie explicita a structurii
programului in termeni de componente si relatia dintre ele, permitand usor modificarea,
imbunatatirea si intretinerea programului. Acesta este scris cu un limbaj orientat obiect, Visual
Basic 6.0, iar structura obiectului este produsa direct din reprezentarea UML. Parametrii hidraulici
pentru modelul IAGINT sunt estimati intern din parametrii van Genuchten oferite in baza de date de
sol; daca parametrii van Genuchten nu sunt accesibili, pot fi estimati din textura, materie organica si
densitatea aparenta utilizand functii de pedotransfer. O functie specifica de pedotransfer pentru
soluri Europei este HYPRESS [12]. Ca alternativa pentru evapotranspiratia calculata ca parte a
bilantului de energie poate fi ales un modul bazat pe FAO Irrigation si Drenaj paper No. 56 [13].
2. Sistemul hidrologic
Sistemul hidrologic reprezinta faza terestra a ciclului apei in natura. Volumul total de apa la un
moment dat fiind constant, este considerat un sistem inchis in care diferenta dintre masele de apa
intrate si iesite dintr-un spatiu hidrografic reprezinta volumele de apa acumulate.
2.1. Schema generala a sistemului
Intrarile in sistemul hidrologic, reprezentate fizic prin precipitatia totala Pt, sunt date de suma
precipitatiilor sub forrna de ploaie (Pp), de zapada (Pz), apa rezultata din condensarea vaporilor la
suprafata solului (Pc) si precipitatia sub forrna de grindina (Pg). Ultimele doua, Pc si Pg, au o
pondere relativ mica in valoarea precipitatiei totale.
In cazul precipitatiilor solide, actiunea lor hidrologica are loc din momentul in care stratul de
zapada incepe sa cedeze apa prin topire. Pentru a se dispune de intrarea in sistem sub forma de aport
de apa, este necesar a se cunoaste modul de transformare a zapezii in apa cedata in functie de
evolutia factorilor rneteorologici (temperatura aerului, deficitul de umiditate, vantul, etc.), starea
fizica a stratului de zapada si distributia acestuia pe teritoriul unui bazin hidrografic.
Elaborarea modelelor matematice hidrologice au la baza cunoasterea procesului ploaie-scurgere.
Modelarea matematica a acestui proces constituie una din cele mai importante tehnici de studiu a
formarii si propagarii scurgerii in bazinele hidrografice. Cantitatea totala de precipitatii ce cade pe
suprafata unui bazin hidrografic este initial interceptata de invelisul vegetal (Ai) si apoi de zonele
UCP AMTRANS - NOIEMBRIE 2007
2