project

Groundwater for crops

Expert(s):
dr.ir. Ruud Bartholomeus

  • Startdatum
    01 jan 2013
  • Einddatum
    01 jun 2015
  • samenwerkingspartner(s)
    FutureWater, KnowH2O en KWR Watercycle Research Institute

Het TKI-project ‘Groundwater for crops’ staat aan de basis van een beslissingsondersteunend systeem (BOS) dat agrariërs en waterbeheerders helpt bij anticiperend waterbeheer op perceelniveau en regionaal niveau.

Technologie

Het BOS signaleert watertekort of -overlast vroegtijdig en bepaalt, rekening houdend met de actuele vochtcondities en de weersverwachting, het optimale grond- en oppervlaktewaterniveau. Kern van het systeem is het hydrologisch model Soil, Water, Atmosphere and Plant (SWAP), gevoed met realtime informatie van online bodemvochtsensors, grondwater-druksensoren, het klimaatadaptieve drainage (KAD)-systeem en remote sensing-data. Het oppervlaktewater- en grondwaterniveau kunnen via KAD online worden geoptimaliseerd en een eventueel overblijvend vochttekort kan via irrigatie op maat worden aangevuld. Bestaande model- en meettechnieken worden verbeterd en slim gecombineerd. Omdat het SWAP-model gebruikt wordt op de lokale puntschaal, zetten we via een koppeling met SWAP het hydrologische model SPHY van projectpartner FutureWater in om een ruimtelijk hydrologisch beeld te schetsen van de waterhuishoudkundige situatie. Via SPHY vindt integratie met remote sensing-informatie plaats.

Oplossing

Een beslissingsondersteunend systeem met het hydrologisch model SWAP als kern, gevoed met informatie van veldsensoren (bijv. bodemvocht, grondwaterstand, bodemtemperatuur) en weersvoorspellingen. Het systeem helpt bodemvocht en grondwaterniveau via klimaat-adaptieve drainage (KAD) te optimaliseren. Een tijdig gesignaleerd eventueel vochttekort kan op maat worden aangevuld via sub-irrigatie.

In het project is het BOS opgezet, waarbij berekeningen met SWAP, op basis van de waargenomen actuele bodemvochtcondities en de verwachte meteorologische condities, sturingsinformatie opleveren voor het drainageniveau dat met KAD kan worden ingesteld. Doel hiervan is om natschade door zuurstofstress te voorkomen, of om water vast te houden ter voorkoming van droogteschade. Op basis van veldmetingen van grondwaterstanden en bodemvochtmetingen in 2013 en 2014, is het BOS voor de locatie Haaksbergen succesvol getest en ruimtelijk opgeschaald door middel van de modelcode SPHY.

Automatisch beheer van het KAD-systeem is een belangrijke stap naar een meer adaptief waterbeheer. KAD kan worden gebruikt om de bodemvochtcondities in de wortelzone continu zo optimaal mogelijk te houden voor gewasgroei. Als vervolgstap moet het management-algoritme in praktijk worden gebracht met daadwerkelijk online beheer en monitoring van bodemvocht en gewas. Dit kan in eerste instantie op perceelniveau plaatsvinden. De toepassing maakt een doorkijk naar de regio mogelijk met een gebiedsregeling binnen handbereik.