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Studio e applicazioni di bilanci idrici a scala aziendale (IRRISIAS e altri) e territoriale, in collaborazione con il Dipartimento ITAF dell'Università degli Studi di Palermo.

L’obiettivo  generale è quello di verificare le possibilità applicative del modello di bilancio idrico e irrigazione guidata denominato “IRRISIAS”, messo a punto dal SIAS, per la previsione dei fabbisogni irrigui a scala aziendale e comprensoriale, anche attraverso l’implementazione di tecniche di telerilevamento. Il risultato finale mirerà al raggiungimento dei seguenti obiettivi:
· approfondimento degli aspetti teorici del modello IRRISIAS attraverso il confronto con altri modelli di simulazione della dinamica dell’acqua nel sistema suolo-pianta-atmosfera;
· validazione del modello IRRISIAS con misure acquisite in siti rappresentativi sotto il profilo pedologico e colturale e stesura degli eventuali protocolli migliorativi del modello. 
· applicazione e verifica, con riferimento ad un caso-studio, delle tecniche di osservazione della Terra a supporto della modellazione agrometeorologica; 
· stesura di un protocollo applicativo che preveda l’applicazione del modello SIAS, eventualmente modificato, in ambiente GIS, in grado, pertanto, di utilizzare informazioni provenienti dai dati telerilevati e di consentire l’analisi dei fabbisogni irrigui a scala comprensoriale e regionale.   

 

Descrizione delle attività


Confronto fra il modello di bilancio IRRISIAS e altri modelli che simulano la dinamica dell’acqua nel sistema suolo-pianta-atmosfera: Utilizzando alcuni casi studio costituiti da sistemi suolo-pianta caratteristici dei comprensori irrigui siciliani, saranno determinate le proprietà idrauliche e le caratteristiche della vegetazione necessarie per l’applicazione dei vari modelli. A tal fine si ricorrerà a dati già disponibili presso il Dipartimento I.T.A.F., eventualmente integrati attraverso specifiche indagini sperimentali. Il confronto dei risultati sarà effettuato confrontando le distribuzioni dei fabbisogni irrigui stimati per ciascuno dei casi-studio considerati con i diversi modelli. Obiettivo di questo confronto sarà quello di introdurre, laddove necessario, opportune modifiche al modello SIAS con lo scopo di migliorarne l’aspetto previsionale mantenendone inalterata la semplicità applicativa.  
Monitoraggio dell’umidità e del potenziale dell’acqua per la validazione del modello IRRISIAS: Il monitoraggio delle umidità e dei potenziali sarà effettuato per almeno un anno in un profilo di terreno con colture arboree rappresentativo dell’ambiente siciliano. Il sito sarà scelto anche in relazione alla presenza di una stazione agrometeorologica SIAS per l’acquisizione dei dati necessari. Preliminarmente, sarà effettuata una caratterizzazione idraulica di dettaglio mediante l’apertura di profili pedologici. L’acquisizione delle misure di umidità sarà effettuata attraverso una strumentazione TDR costituita da n.10 sonde, unità TDR100, datalogger e sistema di alimentazione. La misura dei potenziali sarà effettuata mediante tensiometri installati a diverse profondità collegate ad un sistema di acquisizione automatica. A seguito di verifica del funzionamento del complesso delle apparecchiature installate per il profilo in questione e limitatamente alle risorse economiche disponibili si valuterà la possibilità di attrezzare profili di misura in altri siti. 
  
Applicazione di tecniche di telerilevamento per la stima di parametri a supporto della modellizzazione idrologica


Il progetto si propone di approfondire gli aspetti legati alla stima dei parametri vegetazionali (albedo e LAI) che compaiono nella formulazione di Penmann-Monteith (FAO, 1998) attraverso l’uso di dati remoti acquisiti da sensori operanti nelle regioni del VIS-NIR (LandSat TM7 ed eventualmente MODIS e/o ASTER). Tale obiettivo comporterà l’utilizzo di relazioni empiriche o semi-empiriche già presenti in letteratura in cui la variabilità spazio-temporale dei suddetti parametri viene direttamente correlata a quella di taluni indici di vegetazione (VI) calcolati a partire dalla riflettanza spettrale della canopy nelle bande VIS-NIR. A tal fine, con riferimento al caso studio costituito da un comprensorio irriguo siciliano, sarà condotta una specifica campagna di calibrazione in campo mediante apposite strumentazioni (Licor LAI2000 – Plant Analyzer e Spettroradiometro). Le suddette campagne di misure dovranno essere condotte simultaneamente ai passaggi delle piattaforme satellitari e, al fine di stimare la variabilità dei parametri vegetazionali, si estenderanno per un periodo di due anni sulla base di 12 acquisizioni remote (6 per anno). Questo tipo di approccio consentirà di monitorare, a scala di comprensorio irriguo, la variabilità spazio-temporale dei suddetti parametri attraverso la definizione di vere e proprie mappe la cui informazione potrà essere successivamente integrata all’interno di modelli di bilancio operanti alla stessa scala.   
Stesura dei protocolli esecutivi per l’applicazione del modello in forma locale e distribuita (supporto GIS) L’attività finale del progetto riguarderà la completa definizione dei protocolli per l’integrazione all’interno del modello IRRISIAS delle informazioni telerilevate, al fine di ottenere possibili applicazioni dello stesso a scala territoriale. A titolo esemplificativo, verranno predisposti, per il caso studio considerato, tutti i livelli informativi territoriali necessari per l’ottimizzazione dei flussi “input-output” tra il codice numerico del modello ed appositi pacchetti GIS in grado di visualizzare i risultati ottenibili da modello.