Desarrollo de una herramienta de pronóstico estacional con fines agrícolas para la precipitación y el escurrimiento: estudio piloto en una cuenca del noroeste de México

MARTIN JOSE MONTERO MARTINEZ WALDO OJEDA BUSTAMANTE IVAN RIVAS ACOSTA Julio Sergio Santana (2014, [Documento de trabajo])

Este documento presenta los resultados del esfuerzo conjunto de un grupo de investigadores del IMTA con otro de la Universidad de Sídney para el desarrollo de una herramienta de pronóstico estacional estadístico de escurrimiento y precipitación en la cuenca del Río Huites en el Noroeste de México. La herramienta desarrollada tiene potencial de aplicación para los sectores hídrico y agrícola en donde esta información resulta muy valiosa para llevar a cabo una mejor planeación tanto de la disponibilidad del recurso hídrico como la planeación de un año agrícola para una región determinada. Dentro de los objetivos del proyecto están explorar la posibilidad de encontrar una herramienta útil para predecir el comportamiento de la escorrentía estacional para periodos de 6 meses a 1 año de antelación, que permita mejorar la planificación de un año agrícola en zonas de riego; así como detectar correlaciones significativas entre las temperaturas de la superficie del mar, precipitación y temperaturas de la superficie del mar, y escorrentía para varias estaciones climatológicas e hidrométricas en el Noroeste de México.

Meteorología Predicciones climatológicas Agricultura Modelos estadísticos Informes de proyectos Río Huites INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Estimación de parámetros del consumo instantáneo de agua potable de lecturas acumuladas

Instantaneous water demand parameter estimation from accululated readings

VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA Velitchko Tzatchkov (2009, [Artículo])

El consumo de agua potable a nivel doméstico tiene carácter estocástico, caracterizado por la intensidad, duración y frecuencia de los pulsos de demanda; cada una de ellas representada estadística mente. Estos parámetros se pueden obtener por medio de medición directa de la demanda instantánea, pero esta forma necesita mediciones con registro de cada segundo, por lo que genera una enorme cantidad de datos por manejar. En este artículo se presenta un nuevo método para estimar los parámetros para la generación de las series de consumo, con base en mediciones con intervalos mayores a un segundo. El método propuesto considera principios del proceso de Neyman-Scott (N-S) en la desagregación temporal del volumen acumulado.

Abastecimiento de agua Consumo doméstico de agua Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Medición del flujo de agua

José Javier Ramírez Luna ULISES DEHESA CARRASCO (2016, [Libro])

La gran mayoría de las zonas agrícolas de México y del mundo cuentan con sistemas de riego por gravedad en donde se entrega el servicio de riego en regaderas que funcionan en flujo a superficie libre. La medición del agua en la parcela se puede hacer con tecnología comercial a costos sumamente elevados si se determina el caudal continuamente para el cobro del servicio de riego por volumen. Aun así, el costo de la medición puntual es elevada si se considera el desplazamiento al sitio, el recorrido de la red de distribución, el costo del uso del vehículo y del combustible y el pago del ingeniero que realiza los aforos. De este hecho, el volumen así estimado no es válido en el cobro del servicio de riego por volumen. Este documento aporta una solución al problema de medir el flujo a superficie libre y promover la entrega y cobro del servicio de riego por volumen. La solución consiste en una propuesta de ecuaciones de caudal para vertedores, incluidos los aforadores de garganta larga, en régimen de descarga ahogada o libre y también para compuertas deslizantes. El documento presenta el desarrollo tecnológico de medidores del tipo SOLO que sirve para medir una carga aguas arriba y relacionarla con la ecuación de caudal en un vertedor o aforador funcionando a descarga libre. Se presenta también el tipo DUO para medir una carga aguas arriba y aguas abajo, para medir el caudal en un vertedor o aforador a descarga ahogada, o bien para medir la carga aguas arriba y la apertura en el caso de una compuerta deslizante a descarga libre. Final mente está el tipo TRIO para medir carga aguas arriba, aguas abajo y apertura de compuerta en el caso de compuerta deslizante a descarga ahogada.

Canales de irrigación Medición de caudales Modelos matemáticos Aplicación en campo INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Segunda etapa del estudio para restituir y mejorar la capacidad de conducción, mediante un manejo adecuado del aire y optimización del funcionamiento hidráulico, en las líneas 1 y 2 del Sistema Cutzamala

RODRIGO ULISES SANTOS TELLEZ Velitchko Tzatchkov OSCAR JESUS LLAGUNO GUILBERTO José Manuel Rodríguez Varela JOSE CARLOS MARTINEZ PEREZ (2018, [Documento de trabajo])

El objetivo principal de este estudio fue identificar la razón de la disminución de la capacidad de conducción de la línea 1 y 2 y proponer alternativas para recuperar dicha capacidad. Los tramos de TSI-TP y TP-TASJ operan por debajo de su capacidad de conducción y tienen una parte operando como canal. El “cuello de botella” está en el tramo TO5-TSI en el cual se puede presentar alguna de las siguientes situaciones: aire atrapado; obstrucciones físicas en la tubería; alta rugosidad de las paredes de la conducción.

Redes de distribución de agua Válvulas de aireación Operación y mantenimiento Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Modelación sistémica del uso eficiente del agua

FELIPE IGNACIO ARREGUIN CORTES VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA (2004, [Artículo])

Se presenta un modelo matemático de optimización para determinar la cantidad mínima de agua de primer uso que debería abastecerse a un sistema hidráulico (urbano, agrícola, industrial o de cuenca), considerando las demandas específicas de cada usuario, la calidad de las aguas residuales con y sin tratamiento, las fugas, el reúso y cualquier número de contaminantes del agua. Se utilizó como plataforma de optimización el programa General Algebraic Modeling System. El modelo desarrollado se aplicó a la ciudad de Cuernavaca y se generaron varios escenarios, a fin de satisfacer las necesidades de todos los usuarios en cantidad y calidad para diferentes condiciones de funcionamiento de las plantas de tratamiento de aguas residuales existentes, la construcción de las obras necesarias para tratar todas las aguas residuales y utilizar el agua en forma óptima dentro del sistema; trabajándose también en el control de fugas.

Uso eficiente del agua Técnicas de optimización Modelos sistémicos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Restauración ecológica de la laguna de Bojórquez, Benito Juárez, Quintana Roo: 5.2 Supervisión de acciones y desarrollo de herramienta de soporte para generación de escenarios de restauración ecológica

Ariosto Aguilar PEDRO MISAEL ALBORNOZ GONGORA Jorge Laurel Castillo Ruben Morales Jorge Laurel Castillo VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA (2012, [Documento de trabajo])

Para mejorar las condiciones ambientales de la laguna de Bojórquez, el Gobierno del estado de Quintana Roo gestionó recursos federales para llevar a cabo el proyecto denominado “Restauración ecológica de la laguna de Bojórquez”. En éste se contempla la construcción de una herramienta de soporte para la generación de escenarios de restauración ecológica. Dicha herramienta consiste en la implementación de un modelo hidrodinámico para la caracterización del sistema lagunar en condiciones actuales y de proyecto, con las últimas se pretende dar solución a los problemas que actualmente enfrenta la laguna. De igual manera, se muestran las bases de datos utilizadas, datos adquiridos mediante mediciones sistemáticas, y las simulaciones numéricas del sistema lagunar en condiciones actuales y de proyecto.

Lagunas Restauración ecológica Hidrodinámica Modelos matemáticos Informes de proyectos Laguna de Bojórquez INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Metodología para estimar pérdidas por infiltración en canales de tierra

Methodology to estimate losses by infiltration in soil channels

ADOLFO ANTENOR EXEBIO GARCIA ENRIQUE MEJIA SAENZ VICTOR MANUEL RUIZ CARMONA (2005, [Artículo])

La baja eficiencia en el uso del agua de riego, parámetro que expresa la magnitud de las pérdidas del agua en los sistemas de riego de México, es de apenas 46 por ciento. Aunado a que en el ámbito técnico no existe una metodología contrastada de campo y de modelación matemática para evaluar la eficiencia de conducción en su componente de pérdidas por infiltración, en este trabajo se desarrolló una metodología basada en la ecuación bidimensional de Richards, para modelar la transferencia del agua en el suelo, con la finalidad de estimar las pérdidas por infiltración en canales de tierra. Para la solución de dicha ecuación, se aplicó el método de elemento finito, multiplicando la ecuación por una función de peso e integrándola, usando el teorema de Green, sobre el dominio de la solución limitada por las condiciones de frontera, y discretizando dicho dominio en pequeños triángulos, que constituyen los elementos finitos. El proceso se simuló y se evaluó utilizando las características geométricas, hidráulicas, hidrodinámicas y operacionales del canal de tierra Antonio Coria, del Distrito de Riego 011 Alto Lerma, Guanajuato, México. Los resultados obtenidos de pérdidas por infiltración son congruentes con las mediciones de campo, por lo que la metodología puede utilizarse en la estimación de pérdidas por infiltración en canales de tierra, y la consideración de dicha variable en la elaboración de los programas de extracción y distribución de agua en los sistemas de riego.

Riego Uso eficiente del agua Modelos matemáticos Infiltración INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Estimación de parámetros de infiltración a partir de mediciones de avance de riego por melgas empleando las ecuaciones de Saint-Venant, y Green y Ampt

Heber Saucedo MANUEL ZAVALA TREJO CARLOS FUENTES RUIZ (2016, [Artículo])

Se presenta un método para realizar la estimación de parámetros de infiltración con base en el empleo de las ecuaciones de Saint-Venant para describir el flujo del agua sobre el suelo, y la ecuación de Green y Ampt para representar el flujo del agua en el suelo. La estimación de los parámetros hidrodinámicos de conductividad hidráulica a saturación y presión en el frente de humedad, se realiza aplicando el método Levenberg-Marquardt. El modelo así obtenido, permite el ajuste de los parámetros hidrodinámicos a partir de datos de pruebas de avance de riego por melgas y de la textura del suelo.

Riego por inundación controlada Modelos matemáticos Método Levenberg-Marquardt CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Variación morfológica de las hormigas Myrmecocystus de las dunas costeras de Baja California, México

Morphological variation of Myrmecocystus ants from the coastal dunes of Baja California, Mexico

Samuel Antonio Hernández Jiménez (2023, [Tesis de maestría])

La península de Baja California cuenta con dunas costeras aisladas sobre las cuales se distribuyen hormigas del género Myrmecocystus Snelling, 1976, cuya distribución se restringe en estos hábitats; la artropofauna de estas dunas es poco conocida. Se evaluaron las diferencias morfológicas de Myrmecocystus de seis poblaciones recolectadas a lo largo de la península de Baja California correspondientes a seis dunas. Para medir las diferencias morfológicas de las poblaciones, se analizaron 109 individuos, 20 por cada duna, a excepción de una duna en donde sólo se recolectaron nueve individuos. Para evaluar los cambios de forma intra e interpoblacionales, se analizaron dos estructuras morfológico-funcionales: 1) cabeza, incluyendo el clípeo relacionada con la competencia y alimentación y 2) tórax, incluyendo el propodeo, que muestra la diferencia de casta entre obreras. Con una cámara fija montada en un microscopio estereoscópico se tomaron 198 microfotografías digitales, para evaluar cambios de forma mediante un análisis de morfometría geométrica. Se detectaron diferencias asociadas al aislamiento geográfico. La variación observada en la cabeza puede ayudar a diferenciar las poblaciones del norte de la península (Santa Rosaliíta, Punta Mazo, Guerrero Negro y Punta Abreojos) y las del sur (Las Barrancas y Bahía Magdalena), la variación morfológica del tórax no mostró diferencias significativas. Existen variaciones intraespecíficas que podrían ser consecuencia de las condiciones ambientales (fenotípicas) o por procesos aleatorios como la deriva génica. El presente estudio arroja datos de la variación morfológica de seis poblaciones que representan dos especies de Myrmecocystus aun no descritas para la península de Baja California. Estos resultados repercutirán en la descripción y un aumento documentado de la biodiversidad de la artropofauna bajacaliforniana.

The Baja California peninsula has isolated coastal dunes on which ants of the genus Myrmecocystus Snelling, 1976 are distributed, whose distribution is restricted in these habitats; The arthropofauna of these dunes is poorly understood. The morphological differences of Myrmecocystus were evaluated from six populations collected along the Baja California peninsula corresponding to six dunes. To measure the morphological differences of the populations, 109 individuals were analyzed, 20 for each dune, except for one dune where only nine individuals were collected. To evaluate intra- and interpopulation shape changes, two morphological-functional structures were analyzed: 1) head, including the clypeus related to competition and feeding, and 2) thorax, including the propodeum, which shows the caste difference between workers. With a fixed camera mounted on a stereoscopic microscope, 198 digital microphotographs were taken to evaluate shape changes through a geometric morphometry analysis. Differences associated with geographic isolation were detected. The variation observed in the head can help to differentiate the populations of the north of the peninsula (Santa Rosaliíta, Punta Mazo, Guerrero Negro, and Punta Abreojos) and those of the south (Las Barrancas and Magdalena Bay), the morphological variation of the thorax did not show significant differences. There are intraspecific variations that could be a consequence of environmental conditions (phenotypic) or random processes such as gene drift. The present study yields data on the morphological variation of six populations representing two species of Myrmecocystus not yet described for the Baja California peninsula. These results will have an impact on the description and a documented increase in the biodiversity of the Baja Californian arthropofauna.

Alometría, Especiación, Morfometría Geométrica, Forma, Especies no descritas Allotometry, Speciation, Geometric Morphometry, Shape, Undescribed Species BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA DE INSECTOS (ENTOMOLOGÍA) MORFOLOGÍA DE LOS INSECTOS MORFOLOGÍA DE LOS INSECTOS

Modeling the growth, yield and N dynamics of wheat for decoding the tillage and nitrogen nexus in 8-years long-term conservation agriculture based maize-wheat system

C.M. Parihar Dipaka Ranjan Sena Prakash Chand Ghasal Shankar Lal Jat Yashpal Singh Saharawat Mahesh Gathala Upendra Singh Hari Sankar Nayak (2024, [Artículo])

Context: Agricultural field experiments are costly and time-consuming, and their site-specific nature limits their ability to capture spatial and temporal variability. This hinders the transfer of crop management information across different locations, impeding effective agricultural decision-making. Further, accurate estimates of the benefits and risks of alternative crop and nutrient management options are crucial for effective decision-making in agriculture. Objective: The objective of this study was to utilize the Crop Environment Resource Synthesis CERES-Wheat model to simulate crop growth, yield, and nitrogen dynamics in a long-term conservation agriculture (CA) based wheat system. The study aimed to calibrate the model using data from a field experiment conducted during the 2019-20-2020-21 growing seasons and evaluation it with independent data from the year 2021–22. Method: Crop simulation models, such as the Crop Environment Resource Synthesis CERES-Wheat (DSSAT v 4.8), may provide valuable insights into crop growth and nitrogen dynamics, enabling decision makers to understand and manage production risk more effectively. Therefore, the present study employed the CERES-Wheat (DSSAT v 4.8) model and calibrated it using field data, including plant phenological phases, leaf area index, aboveground biomass, and grain yield from the 2019-20-2020-21 growing seasons. An independent dataset from the year 2021–22 was used for model evaluation. The model was used to investigate the relationship between growing degree days (GDD), temperature, nitrate and ammonical concentration in soil, and nitrogen uptake by the crop. Additionally, the study explored the impact of contrasting tillage practices and fertilizer nitrogen management options on wheat yields. The experimental site is situated at ICAR-Indian Agricultural Research Institute (IARI), New Delhi, representing Indian Trans-Gangetic Plains Zone (28o 40’N latitude, 77o 11’E longitude and an altitude of 228 m above sea level). The treatments consist of four nitrogen management options, viz., N0 (zero nitrogen), N150 (150 kg N ha−1 through urea), GS (Green seeker based urea application) and USG (urea super granules @150 kg N ha−1) in two contrasting tillage systems, i.e., CA-based zero tillage (ZT) and conventional tillage (CT). Result: The outcomes exhibited favorable agreement between the model’s simulations and the observed data for crop phenology (With less than 2 days variation in 50% onset of flowering), grain and biomass yield (Root mean square error; RMSE 336 kg ha−1 and 649 kg ha−1, respectively), and leaf area index (LAI) (RMSE 0.28 & normalized RMSE; nRMSE 6.69%). The model effectively captured the nitrate-N (NO3−-N) dynamics in the soil profile, exhibiting a remarkable concordance with observed data, as evident from its low RMSE = 12.39 kg ha−1 and nRMSE = 13.69%. Moreover, as it successfully simulated the N balance in the production system, the nitrate leaching and ammonia volatilization pattern as described by the model are highly useful to understand these critical phenomena under both conventional tillage (CT) and CA-based Zero Tillage (ZT) treatments. Conclusion: The study concludes that the DSSAT-CERES-Wheat model has significant potential to assess the impacts of tillage and nitrogen management practices on crop growth, yield, and soil nitrogen dynamics in the western Indo-Gangetic Plains (IGP) region. By providing reliable forecasts within the growing season, this modeling approach can facilitate better planning and more efficient resource management. Future implications: The successful implementation of the DSSAT-CERES-Wheat model in this study highlights its applicability in assessing crop performance and soil dynamics. Future research should focus on expanding the model’s capabilities by reducing its sensitivity to initial soil nitrogen levels to refine its predictions further. Moreover, the model’s integration with decision support systems and real-time data can enhance its usefulness in aiding agricultural decision-making and supporting sustainable crop management practices.

Nitrogen Dynamics Mechanistic Crop Growth Models Crop Simulation CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA NITROGEN CONSERVATION AGRICULTURE WHEAT MAIZE CROP GROWTH RATE SIMULATION MODELS