CORSO DI IDRAULICA AGRARIA RICHIAMI DI IDROLOGIA DELL’IRRIGAZIONE Prof. Ing. Pier Gino Megale aa. 2008 - 2009

Sezione Idraulica agraria ed ingegneria del territorio UNIVERSITÀ DI PISA DIPARTIMENTO DI AGRONOMIA E GESTIONE DELL’AGROECOSISTEMA Sezione Idraulica agraria ed ingegneria del territorio Laboratorio Nazionale dell’Irrigazione P. Celestre www.lni.unipi.it

CORSO DI IDRAULICA AGRARIA RICHIAMI DI IDROLOGIA DELL’IRRIGAZIONE Prof. Ing. Pier Gino Megale aa. 2008 - 2009

DEFLUSSI SUPERFICIALI PRECIPITAZIONE EFFICACE Quota di pioggia che raggiunge e permane nello strato utile del terreno FIUMI - LAGHI DEFLUSSI SUPERFICIALI MARE STRATO SUPERFICIALE FALDE DEFLUSSI SOTTERRANEI

FORMULA DEL SOIL CONSERVATION SERVICE U.S.D.A. fc, fattore correttivo dipendente dalla riserva utile del terreno ed assume il valore 1 per la condizione pedologica standard, caratterizzata da una riserva utilizzabile di 150 mm per metro di suolo. Per una profondità radicale di 50 cm equivale pertanto ad una riserva utile di 75 mm (750 m3·ha-1); P, precipitazione totale mensile in mm; ETo, evapotraspirazione mensile di riferimento VALUTAZIONE SPEDITIVA P, precipitazione totale mensile in mm; n, numero dei giorni piovosi del mese; p, perdita in mm per evaporazione ed intercettazione, che si verifica per ciascun evento meteorico. In pratica da 2 a 4 mm.

FORMULA DEL SOIL CONSERVATION SERVICE U.S.D.A. VALUTAZIONE SPEDITIVA - fabbisogno idrico Widr - fabbisogno irriguo Wirr Ei, l’efficienza irrigua.

IDROLOGIA DEL TERRENO Costanti idrologiche - Capacità di campo CC - Punto di appassimento PA - Punto di intervento PI acqua utilizzabile acqua facilmente utilizzabile

Volume specifico di adacquamento IDROLOGIA DEL TERRENO Volume specifico di adacquamento Volume specifico netto di adacquamento - WAN m³.ha-1; - CC % del peso apparente del terreno secco; - UP % del peso apparente del terreno secco; - g ts kg.m-3; - Hr m variabile con lo sviluppo della coltura. Hr - p % dell’acqua utilizzabile Volume specifico lordo di adacquamento

PP IDROLOGIA DEL TERRENO Piastra di Richards PP = 15 bar CC, l’umidità nel terreno corrispondente alla tensione matriciale PP = 0,3 bar PA, l’umidità nel terreno corrispondente alla tensione matriciale PP = 15 bar

IDROLOGIA DEL TERRENO Velocità d’infiltrazione

IDROLOGIA DEL TERRENO Allegoria dell’irrigazione

EVAPOTRASPIRAZIONE ET: quantità d'acqua che in un determinato periodo di tempo passa dal terreno all'aria in forma di vapore per effetto congiunto della traspirazione delle piante e dell'evaporazione dal suolo. L’evapotraspirazione, quindi, misura il consumo idrico delle colture, intese come il complesso della vegetazione e del terreno su cui insiste. Fattori legati alla coltura: tipo di pianta; fase di sviluppo. densità della coltura; tecnica colturale. Fattori climatici: radiazione solare; temperatura; vento; umidità relativa dell’aria Fattori legati al suolo: contenuto idrico; arieggiamento

ETP EVAPOTRASPIRAZIONE DI RIFERIMENTO ETo Fattori legati alla coltura: tipo di pianta; fase di sviluppo. densità della coltura; tecnica colturale. Fattori climatici: radiazione solare; temperatura; vento; umidità relativa dell’aria Fattori legati al suolo: contenuto idrico; arieggiamento ETP

ETP ETo 1998 Penman-Monteith EVAPOTRASPIRAZIONE DI RIFERIMENTO ETo FAO Quaderno 56 METODO DI Penman-Monteith Rn radiazione netta alla superficie della coltura Ra radiazione extraterrestre G flusso di calore del terreno T temperatura media dell’aria u2 velocità del vento a 2 m di altezza es tensione di vapore saturo dell’aria ea tensione di vapore dell’aria D pendenza della curva di tensione di vapore g costante psicrometrica ETP ETo

EVAPOTRASPIRAZIONE DI RIFERIMENTO ETo Stima in tempo reale - Formula di Penman-Monteith - Evaporimetro classe A

TM = temperatura massima del giorno in °C; EVAPOTRASPIRAZIONE DI RIFERIMENTO ETo Stima in fase di progetto Blaney-Criddle p = media giornaliera delle ore di sole del periodo in percentuale del totale annuo Hargreaves-Samani Parametri astronomici legati alla latitudine ETo [mm.die-1] C = 0,0023; Ra = radiazione extra atmosferica giornaliera al 15 di ogni mese in mm.die-1; = temperatura media del giorno in °C; TM = temperatura massima del giorno in °C; Tm = temperatura minima del giorno in °C.

Hargreaves-Samani EVAPOTRASPIRAZIONE DI RIFERIMENTO ETo Stima in fase di progetto 47 Hargreaves-Samani 43°43’ N Mag. Giu. Lug. Ago Sett Ott. Ra 16,1 17,1 16,6 14,7 11,7 8,4 TM 22 26 30 29 21 Tm 11 14 18 17 ETo 4,2 5,2 5,5 4,8 3,5 2,1 35°43’

EVAPOTRASPIRAZIONE EFFETTIVA ETE

Thornthwaite EVAPOTRASPIRAZIONE POTENZIALE ETP ETP evapotraspirazione potenziale: evapotraspirazione senza limitazioni di rifornimento idrico; la massima possibile. ETP = ETE Pisa 43°43’ Mag. Giu. Lug. Ago Sett Ott. N 14,7 15,5 15,1 13,9 12,5 11 TM 22 26 30 29 21 Tm 14 18 17 ETP 2,7 3,8 4,9 4,2 3,1 1,9 ETo 5,2 5,5 4,8 3,5 2,1

EVAPOTRASPIRAZIONE REALE ETR Metodo di Thornthwaite- Mather

EVAPOTRASPIRAZIONE REALE ETR Metodo di Thornthwaite- Mather Calcolo dell’ETR media mensile col metodo di Thornthwaite-Mather per la zona di Pisa – RI = 150 mm Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Temperatura media T °C 8,8 8,9 11,5 13,6 18,2 21,5 24,6 25,4 21,2 16,9 12,4 Precipitazione P mm 56,8 49,0 39,5 79,1 59,1 53,0 6,5 42,0 136,2 162,5 166,7 72,7 Evapotrasp. potenziale ETP 17,5 18,0 34,4 49,8 90,9 121,8 153,5 150,6 96,7 60,6 30,9 Pioggia netta o Perdita DP= P-ETP 39,3 31,0 5,1 29,3 -31,8 -68,8 -147,0 -108,6 101,9 135,8 55,8 Perdita cumulata SDP -100,6 -247,6 -356,1 Riserva utile nel suolo RU 150,0 121,4 76,7 28,8 14,0 53,4 Variazione riserva idrica DRU -28,6 -44,7 -47,9 -14,8 96,6 Perdita riserva idrica SDRU -73,3 -121,2 -136,0 -96,6 Evapotraspirazione reale ETR 87,7 97,7 54,4 Deficit idrico DI 3,2 24,1 99,1 93,8 Eccedenza idrica 5,3

EVAPOTRASPIRAZIONE REALE ETR Metodo di Thornthwaite- Mather Risorse idriche potenziali e disponibili

PRATICA IRRIGUA Turno Orario