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Drip irrigation is considered as one of the most efficient irrigation systems. Knowledge of the soil wetted perimeter arising from infiltration of water from drippers is important in the design and management of efficient irrigation systems. To this aim, numerical models can represent a powerful tool to analyze the evolution of the wetting pattern during irrigation, in order to explore drip irrigation management strategies, to set up the duration of irrigation, and finally to optimize water use efficiency. This paper examines the potential of genetic programming (GP) in simulating wetting patterns of drip irrigation. First by considering 12 different soil textures of USDA–SCS soil texture triangle, different emitter discharge and duration of irrigation, soil wetting patterns have been simulated by using HYDRUS 2D software. Then using the calculated values of depth and radius of wetting pattern as target outputs, two different GP models have been considered. Finally, the capability of GP for simulating wetting patterns was analyzed using some values of data set that were not used in training. Results showed that the GP method had good agreement with results of HYDRUS 2D software in the case of considering full set of operators with R2 of 0.99 and 0.99 and root mean squared error of 2.88 and 4.94 in estimation of radius and depth of wetting patterns, respectively. Also, field experimental results in a sandy loam soil with emitter discharge of 4 L h-1 showed reasonable agreement with GP results. As a conclusion, the results of the study demonstrate the usefulness of the GP method for estimating wetting patterns of drip irrigation., El riego por goteo está considerado como uno de los sistemas de riego más eficientes. El conocimiento del perímetro del bulbo mojado durante la fase de infiltración del agua es importante para el proyecto y manejo de sistemas de riego por goteo eficientes. Los modelos numéricos son una herramienta útil para analizar la evolución del bulbo mojado durante el riego a fin de explorar estrategias de manejo del riego por goteo que determinen el tiempo de riego y optimicen la eficiencia del uso del agua. En este trabajo se examinó el potencial de la programación de algoritmos genéticos (GP) para la simulación de la forma de bulbos mojados en riego por goteo. En primer lugar se ha simulado, con el programa de métodos numéricos HYDRUS 2D, el bulbo mojado en 12 texturas de suelo y diferentes caudales de goteros y tiempos de riego. A partir de las estimaciones de la profundidad y radio mojado como variables objetivo, se han considerado dos modelos GP diferentes. Por último, se ha analizado la capacidad de GP para simular la forma del bulbo mojado a partir de valores que no se utilizaron durante el proceso de entrenamiento. Los resultados obtenidos con GP, considerando el conjunto completo de operadores, se ajustaron, razonablemente, a los estimados con HYDRUS 2D, obteniéndose en la estimación del radio y la profundidad del bulbo mojado, coeficientes R2= 0,99 en ambos casos y valores de error cuadrático medio de 2,88 y 4,94 respectivamente. Los resultados experimentales de campo en un suelo franco arenoso con caudal del emisor de 4 L h-1 concordaron razonablemente con los de GP. Los resultados del estudio demuestran la utilidad de este método para estimar la forma del bulbo mojado en riego por goteo.

Producción Científica Las series de vegetación que determinan la sucesión de los ecosistemas llevan asociadas series paralelas de números de curva, de umbrales de escorrentía y de disponibilidades hídricas. Las etapas de vegetación más avanzadas de la serie suelen ir asociadas a mejores condiciones hidrológicas y edafológicas, de tal manera que los números de curva van disminuyendo, los umbrales de escorrentía tienden a aumentar y, por consiguiente, las disponibilidades de agua en el ecosistema se ven favorecidas. En este trabajo se analizan estos postulados con estudios de campo y mediante el modelo hidrológico MODIPÉ. Para ello se ha elegido una serie de vegetación (en concreto, la serie Guadarrámico-Ibérica (supra-meso) silicícola de la encina), se han localizado lugares de vegetación correspondiente a las etapas de la serie (7 puntos de muestreo), y se han elaborado las series de los números de curva y de las disponibilidades hídricas, utilizando el mencionado modelo. Todo ello con el objetivo de aplicar estas consideraciones a la planificación hidrológica y la restauración forestal de terrenos de zonas áridas y semiáridas, donde las crecidas junto con la escasez de agua, controlan el desarrollo urbano, el funcionamiento de los ecosistemas así como su restauración. Vegetation series related with plants succession in the ecosystems are associated to hydrologic properties of the land such as runoff curve numbers, runoff thresholds and soil water availability. The most evolved vegetation stages in a successional series usually present better soil and hydrologic conditions. In this way curve numbers decrease meanwhile runoff thresholds increase, and therefore water availability grows in the ecosystem. These postulates are analyzed in this paper using field data (7 sampling points) and a hydrologic model (MODIPÉ). One vegetation series (specifically: “Guadarrámico-Ibérica (supra-meso) holm oak siliceous series”) and its successional stages have been chosen to find out its associated curve numbers and ecosystem water availability using MODIPÉ model. The objective is to apply these items to hydrologic planning and forest restoration in drylands, where water floods and water scarcity control urban and ecosystem development and restoration measures.

The evaluation of infiltration characteristics and some parameters of infiltration models such as sorptivity and final steady infiltration rate in soils are important in agriculture. The aim of this study was to evaluate some of the most common models used to estimate final soil infiltration rate. The equality of final infiltration rate with saturated hydraulic conductivity (Ks) was also tested. Moreover, values of the estimated sorptivity from the Philip's model were compared to estimates by selected pedotransfer functions (PTFs). The infiltration experiments used the doublering method on soils with two different land uses in the Taleghan watershed of Tehran province, Iran, from September to October, 2007. The infiltration models of Kostiakov-Lewis, Philip two-term and Horton were fitted to observed infiltration data. Some parameters of the models and the coefficient of determination goodness of fit were estimated using MATLAB software. The results showed that, based on comparing measured and model-estimated infiltration rate using root mean squared error (RMSE), Horton's model gave the best prediction of final infiltration rate in the experimental area. Laboratory measured Ks values gave significant differences and higher values than estimated final infiltration rates from the selected models. The estimated final infiltration rate was not equal to laboratory measured Ks values in the study area. Moreover, the estimated sorptivity factor by Philip's model was significantly different to those estimated by selected PTFs. It is suggested that the applicability of PTFs is limited to specific, similar conditions., En la agricultura es importante evaluar las características de la infiltración y de algunos parámetros de los modelos de infiltración, como sortividad y tasa de infiltración constante final de los suelos. El objetivo de este estudio fue evaluar algunos de los modelos utilizados más frecuentemente para estimar la tasa de infiltración final del agua en el suelo, así como estudiar la relación de la tasa de infiltración final con la conductividad hidráulica saturada (Ks) y comparar los valores estimados de la sortividad según el modelo de Philip con los estimados según funciones seleccionadas de edafotransferencia (PTFs). Se realizaron unos experimentos de infiltración en la cuenca de drenaje Taleghan, Teherán, Iran, desde septiembre a octubre de 2007, mediante el método del doble anillo, en suelos con dos diferentes usos. Se ajustaron los modelos de infiltración de Kostiakov-Lewis, el de dos términos de Philip y el de Horton a los datos de infiltración observados. Se estimó la bondad del ajuste de algunos parámetros de los modelos y el coeficiente de determinación mediante el software MATLAB. Al comparar la tasa de infiltración medida y estimada según los modelos, utilizando la raíz del cuadrado medio del error (RMSE), los resultados mostraron que el modelo de Horton predijo mejor la tasa de infiltración final. Los valores Ks medidos en laboratorio fueron más altos y significativamente diferentes que las tasas de infiltración finales estimadas según los modelos seleccionados. La tasa de infiltración final estimada no fue igual a los valores Ks medidos en laboratorio. Además, el factor de sortividad estimado según el modelo Philip fue significativamente diferente de aquellos estimados según PTFs seleccionados. Se sugiere que la aplicabilidad de los PTFs se limite a condiciones específicas y similares.

The effect of different tillage practices on soil hydraulic properties was studied in a mature, drip irrigated apricot orchard with a 7% slope, in Murcia (SE Spain). The soil had a loamy texture. Three soil tillage treatments were applied between the rows of trees: 1) control treatment (non-tilled, although weeds were cut to ground level using a blade attached to a tractor following the common practice of the area), 2) perforation treatment, in which soil surface was mechanically perforated with an adapted plough, and 3) mini-catchment treatment, in which small banks were manually raised perpendicular to the line of emitters. The perforation and mini-catchment treatments increased the infiltration of water into the soil surface: the hydraulic conductivity and sorptivity values were higher than those of the control treatment. Both tillage treatments were designed to prevent runoff and both increased rainwater penetration of the soil. They may therefore be useful as part of water management strategies in semiarid areas with scarce water resources, such as Mediterranean countries. The process of infiltration appears to be controlled more by gravity than by capillary forces since the values for time related to gravity were small., Se estudió la variación de las propiedades hidráulicas del suelo en una parcela situada en Murcia (SE de España), con un suelo franco y una pendiente del 7%, que soporta un cultivo adulto de albaricoque en riego por goteo, en función de diferentes labores practicadas en el mismo. Se realizaron tres tratamientos de suelo entre filas de árboles: tratamiento control (sin labor), siguiendo la práctica normal de la zona, eliminando la flora arvense mediante el paso de cuchillas arrastradas por un tractor; tratamiento ahoyado, por el cual se perforó el suelo mediante un apero diseñado a tal efecto; y tratamiento minicuencas, que consiste en levantar caballones perpendicularmente a las líneas de goteros. Los tratamientos minicuencas y ahoyado fueron realizados con el fin de mejorar las condiciones de infiltración del agua en los momentos en que se produjeran eventos de lluvia. Ambos tratamientos incrementaron la infiltración del suelo, tal y como indican los mayores valores de conductividad hidráulica y sorptividad con respecto al tratamiento control. Por otro lado, el proceso de infiltración está controlado en mayor medida por la fuerza de gravedad que por las fuerzas capilares, dado que los tiempos gravimétricos hallados son pequeños.

Over 51,000 ha of low yield tobacco were harvested in the year 2000/2001 in Cuba. Since the Union of Tobacco Enterprises plans to increase this area to 72,000 ha of tobacco in 2005, where most of these new areas will be irrigated with surface irrigation, then the introduction of new irrigation technologies is an important premise to achieve high yield productions. Because of this, some field evaluations of furrow irrigation with continuous and intermittent flow applications were carried out on a plot belonging to the "Cítricos Ciego de Avila" enterprise, in the Ceballos municipality of the Ciego de Avila province, Cuba. The objective of these field evaluations was to compare the hydraulic behavior of different water management strategies of furrow irrigation for the cultivation of black tobacco in a Ferralsol soil, using a surface irrigation simulation model. The intermittent application of water considerably reduced the infiltration capacity of the soil. Likewise, the influence of soil water content and furrow wetted perimeter on infiltration parameters was corroborated. The surge flow furrow irrigation with variable time cycles increased the application efficiency by more than six fold, and the water volume was reduced by more than 80% compared to continuous irrigation. The largest rises in distribution uniformity and reductions in percolation losses were obtained with a furrow length of 200 m and a discharge of 1 L s-1, respectively., En la campaña 2000/2001 se cosecharon en Cuba alrededor de 51.000 ha de tabaco con un rendimiento medio relativamente bajo. Si se considera que para el año 2005 la Unión de Empresas del Tabaco prevé crecer hasta 72.600 ha, en donde la mayor parte de esta superficie será regada con métodos superficiales, entonces la introducción de nuevas tecnologías de riego por superficie es una premisa necesaria para lograr los incrementos previstos en los volúmenes de producción del tabaco. Teniendo en cuenta lo anterior, se realizaron evaluaciones de campo de riego por surcos con flujo continuo e intermitente en áreas de la empresa "Cítricos de Ciego de Avila", ubicada en el municipio Ceballos de la provincia de Ciego de Ávila, Cuba. El objetivo de las evaluaciones fue comparar el comportamiento hidráulico de diferentes estrategias de manejo del riego por surcos para el cultivo del tabaco negro tapado en un suelo Ferralsol. Se ejecutaron experimentos numéricos con un modelo matemático de simulación a fin de determinar las estrategias óptimas de manejo del riego por pulsos y comparar sus índices de idoneidad con los del riego por surcos convencional. La aplicación intermitente del agua en el riego por surcos redujo considerablemente la capacidad de infiltración del suelo. Asimismo, se constató la influencia que ejerce el contenido de agua en el suelo y el perímetro mojado del surco sobre los parámetros de infiltración. El riego por pulsos con ciclos variables incrementó la eficiencia de aplicación en más de seis veces y redujo el volumen de agua aplicada en más del 80% respecto al riego con flujo continuo. Los mayores incrementos de la uniformidad de distribución y reducciones de las pérdidas por percolación se obtuvieron con una longitud de surcos de 200 m y un caudal de 1 L s-1 respectivamente.

Soil crusting negatively affects the productivity and sustainability of irrigated agriculture, reducing water infiltration and plant emergence, and enhancing surface runoff and erosion. Clay dispersion and slaking of the aggregates at the soil surface are the main processes responsible for crusting. The infiltration rates (IR) of ten arid-zone soils in disturbed soil columns were measured and their relative susceptibilities to dispersion and slaking were determined. It was also examined whether the final soil IRs (FIR) could be estimated from various soil stability indices. The susceptibility to chemical dispersion was determined by measuring the IR of soil columns slowly pre-saturated from below with tap water and subsequently ponded with deionized (DW), canal irrigation (CW), and gypsum-saturated (GW) waters. The susceptibility to aggregate slaking was determined by comparing the IR measured in pre-saturated (slow wetting from below) and air-dry (fast wetting) soil columns ponded with CW. The FIRs of most soils decreased in the order GW>CW>DW. Seven soils were susceptible to clay dispersion induced by DW. Five soils were susceptible to clay dispersion induced by CW. Only two soils were susceptible to slaking. The fast wetting in these soils completely sealed the soil surface, reducing their IRs to zero from the start of leaching. Clay dispersion rather than aggregate slaking was the principal process inducing sealing and decreasing IR in these soils when subject to low-salinity waters. The indices WSA (water stable aggregates), MDC (mechanically dispersed clay) and MWDstir (mean weight diameter of stirring aggregates after a prewetting treatment) gave consistent and significant relationships with FIRs., El encostramiento del suelo afecta negativamente a la rentabilidad y sostenibilidad de la agricultura de regadío, reduciendo la infiltración y emergencia del cultivo, y aumentando la escorrentía y erosión. La dispersión de arcillas y la desagregación de la superficie del suelo por una humectación rápida ("slaking") son los principales procesos responsables del encostramiento. Se han medido las tasas de infiltración de 10 suelos en columnas de suelo alterado, y se han determinado sus susceptibilidades a la dispersión y "slaking". Asimismo, se ha examinado si las tasas de infiltración final (IF) pueden ser estimadas a partir de índices de estabilidad estructural. La susceptibilidad a la dispersión se determinó comparando las IFs de suelos previamente saturados por capilaridad con agua de grifo y posteriormente lavados con aguas desionizada (AD), de riego (AC), y saturada en yeso (AY). La susceptibilidad al "slaking" se determinó comparando las IFs de suelos presaturados (humectación lenta por capilaridad) y secos al aire (humectación rápida) lavados con AC. Las IFs de los suelos disminuyeron en el orden: AY>AC>AD. Siete suelos fueron susceptibles a la dispersión inducida por el AD, cinco suelos fueron susceptibles a la dispersión inducida por el AC, y solamente dos suelos fueron susceptibles al "slaking". La dispersión química fue el principal proceso inductor del encostramiento y de la reducción de la IF de dichos suelos al lavarlos con aguas de baja salinidad. Se han encontrado correlaciones consistentes y significativas entre los índices AEA (agregados estables al agua), ADM (arcilla dispersa mecánicamente) y DMPagit (diámetro medio ponderado de agregados frente a agitación) y las IFs de los suelos.

Soil crusting is a serious problem in numerous irrigated soils of Aragon. It reduces water infiltration rate, seedlingemergence and crop establishment, and enhances runoff and soil erosion. This paper analyses the efficiency ofsoil conservation practices (direct drilling and mulching) and chemical amendments (gypsum) on the control of soilcrusting, and its effect on seedling emergence and corn production. The experiments were carried out in Sierra deLuna (Zaragoza) in a soil prone to crusting. The experimental design was a randomised complete block with six treatmentsand three replications: T1 (sowing and several irrigations until emergence, a practice known as «aguacivera» in Aragon; considered as the control treatment), T2 (sowing and delayed irrigation until post-emergence), T3 (directdrilling over nearly bare soil), T4 (direct drilling over legumes), T5 (T1 + gypsum), and T6 (T2 + gypsum). Inall the treatments, except for T1 and T5, irrigation was delayed until post-emergence. Measurements were made onplant emergence, penetration resistance of the crust, final infiltration rate and corn production. All variables weresignificantly affected by the treatments. T6 was the most effective treatment in reducing soil crusting and enhancingwater infiltration into the soil, whereas both T6 and T2 were the most effective at enhancing seedling emergence andcorn production. The «aguacivera» treatments (T1 and T5) induced the highest crusting and emergence reductionand, together with T3, they were the least productive, whereas the direct drilling treatments (T3 and T4) followed anintermediate pattern. For crusting reduction, treatment T4 was more effective than treatment T3. The addition ofgypsum coupled to a delay in irrigation until corn emergence was thus the most effective treatment of those testedin this work to reduce soil crusting., El encostramiento del suelo es un problema serio en muchos de los regadíos aragoneses: reduce la infiltración, aumenta la escorrentía y erosión y reduce la emergencia y producción de los cultivos. Este trabajo evaluó la eficiencia del laboreo de conservación (siembra directa, acolchado) y de enmiendas químicas (yeso) para minimizar el encostramiento y su efecto en la emergencia y producción de maíz. El estudio se realizó en Sierra de Luna (Zaragoza), mediante un diseño experimental de bloques al azar con seis tratamientos y tres repeticiones: T1 (siembra y riegos hasta nascencia, conocido como "aguacivera" en Aragón, y considerado como control), T2 (siembra y riegos hasta después de nascencia), T3 (siembra directa sobre suelo casi-desnudo), T4 (siembra directa sobre leguminosas), T5 (T1 + yeso), y T6 (T2 + yeso). En todos los tratamientos, excepto T1 y T5 se retrasaron los riegos hasta después de nascencia (...)