v INDICE GENERAL DE LA TESIS

INDICE GENERAL DE LA TESIS
1.
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
INTRODUCCIÓN. ........................................................................................................................ 3
COMPOSICIÓN DEL PURÍN................................................................................................... 4
PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES. ................................................................................ 5
TRATAMIENTOS DE LOS PURINES. ................................................................................... 9
LEGISLACIÓN AMBIENTAL. .............................................................................................. 11
2.
OBJETIVOS................................................................................................................................. 21
3.
MARCO TEÓRICO. ................................................................................................................... 27
3.1. FLUJO Y TRANSPORTE DE CONTAMINANTES EN LA ZONA NO SATURADA...... 27
3.1.1. DESCRIPCIÓN DE LA ZONA NO SATURADA. .............................................................................. 29
3.1.2. LEYES DE FLUJO Y TRANSPORTE EN LA ZONA NO SATURADA.................................................. 30
3.2. EL CICLO DEL NITRÓGENO............................................................................................... 41
3.2.1. MINERALIZACIÓN/INMOVILIZACIÓN. ........................................................................... 45
3.2.2. NITRIFICACIÓN. ................................................................................................................... 51
3.2.3. DESNITRIFICACIÓN............................................................................................................. 54
3.2.4. ADSORCIÓN / DESORCIÓN DEL AMONIO. ...................................................................... 60
3.2.5. VOLATILIZACIÓN DEL AMONIO. ..................................................................................... 62
3.3. MODELACIÓN CLÁSICA DEL CICLO DEL NITRÓGENO Y VARIACIONES
ACTUALES. ........................................................................................................................................ 67
3.3.1. MODELACIÓN DE LA MINERALIZACIÓN/INMOVILIZACIÓN DEL NITRÓGENO
ORGÁNICO.......................................................................................................................................... 75
3.3.2. MODELACIÓN DE LA NITRIFICACIÓN. ........................................................................... 84
3.3.3. MODELACIÓN DE LA DESNITRIFICACIÓN..................................................................... 87
3.3.4. MODELACIÓN DE LA VOLATILIZACIÓN DEL AMONIO. ............................................. 91
3.3.5. ISOTERMA DE ADSORCIÓN DEL AMONIO. .................................................................... 93
3.4. PRZM3.12.2 (PESTICIDE ROOT ZONE MODEL 3.12.2)................................................... 97
3.4.1. DESCRIPCIÓN DEL MODELO...................................................................................................... 97
3.4.2. MÓDULOS Y TEORÍA................................................................................................................. 98
3.4.3. CRÍTICA Y JUSTIFICACIÓN DE LA ELECCIÓN DEL MODELO..................................................... 113
4.
TRABAJO EXPERIMENTAL................................................................................................. 119
4.1. RECONOCIMIENTO Y VALORACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICO - QUÍMICAS
DEL PURÍN. ...................................................................................................................................... 120
4.2. ANÁLISIS EDAFOLÓGICO. ............................................................................................... 123
v
4.3. ADSORCIÓN/DESORCIÓN DEL NITRÓGENO AMONIACAL. ................................... 125
4.4. COLUMNAS EXPERIMENTALES DE INFILTRACIÓN. ............................................... 130
4.4.1. CARACTERÍSTICAS DEL EXPERIMENTO. ................................................................................. 130
4.4.2. DOSIFICACIÓN DEL PURÍN. ..................................................................................................... 133
4.4.3. CONDICIONES METEOROLÓGICAS. ......................................................................................... 134
4.5. RESULTADOS. ...................................................................................................................... 135
4.5.1. EVOLUCIÓN DEL DRENAJE...................................................................................................... 135
4.5.2. CONTENIDO DE HUMEDAD. BALANCE DE AGUA. ................................................................... 137
4.5.3. FORMAS NITROGENADAS. ...................................................................................................... 139
4.5.4. MATERIA ORGÁNICA. ............................................................................................................. 165
4.6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LA INFLUENCIA DE LA LONGITUD DE LA
COLUMNA, GRANULOMETRÍA DEL SUELO Y DOSIFICACIÓN DEL PURÍN EN EL
CICLO DEL NITRÓGENO EN EL SUELO. ................................................................................. 167
5.
ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD DEL MODELO PRZM3.12.2............................................ 181
5.1. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD DE LAS VARIABLES RELACIONADAS CON EL
MOVIMIENTO DEL AGUA. .......................................................................................................... 182
5.2. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD A LAS VARIABLES DE ENTRADA DEL NITRÓGENO
ORGÁNICO EN EL SUELO Y A LA FRACCIÓN REFRACTARIA DEL NITRÓGENO
ORGÁNICO DEL EFLUENTE SÉPTICO..................................................................................... 188
5.3. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD SOBRE LAS CONSTANTES DEL CICLO DEL
NITRÓGENO. ................................................................................................................................... 194
5.3.1. ADSORCIÓN DEL AMONIO....................................................................................................... 194
5.3.2. TRANSFORMACIONES Y PÉRDIDAS DE NITRÓGENO. ............................................................... 200
6.
CALIBRACIÓN DEL MODELO PRZM.3.12.2..................................................................... 211
6.1.
6.2.
6.2.1.
6.2.2.
6.3.
6.3.1.
6.3.2.
6.4.
PROCESO DE CALIBRACIÓN. .......................................................................................... 211
PARÁMETROS DEL MODELO PRZM.3.12.2 A CALIBRAR......................................... 212
PARÁMETROS RELACIONADOS CON EL MOVIMIENTO DEL AGUA EN EL SUELO...................... 213
PARÁMETROS RELACIONADOS CON EL CICLO DEL NITRÓGENO. ............................................ 214
RESULTADOS CALIBRACIÓN.......................................................................................... 218
CALIBRACIÓN DEL MOVIMIENTO DEL AGUA EN EL SUELO..................................................... 218
CALIBRACIÓN DEL CICLO DEL NITRÓGENO. ........................................................................... 226
ANÁLISIS DE LA CALIBRACIÓN. .............................................................................................. 244
7.
VALIDACIÓN DEL MODELO PRZM.3.12.2. ...................................................................... 255
8.
SIMULACIONES CON CULTIVOS....................................................................................... 261
vi
8.1. MODELACIÓN DE LA TOMA DE NITRÓGENO POR LAS PLANTAS REALIZADA
POR EL MODELO PRZM.3.12.2.................................................................................................... 262
8.2. CÁLCULO DE LA CONCENTRACIÓN DE NITRATOS QUE ALCANZARÍA UNA
PROFUNDIDAD DE 105 CM........................................................................................................... 263
8.3. BATERÍA DE SIMULACIONES. .................................................................................................. 265
8.3.1. TIPO DE SUELO. ...................................................................................................................... 266
8.3.2. DOSIFICACIÓN Y FECHA DE APLICACIÓN DEL PURÍN. ............................................................ 269
8.3.3. SELECCIÓN DEL CULTIVO....................................................................................................... 269
8.4. RESULTADOS DE LAS BATERÍAS DE SIMULACIONES. ............................................ 272
8.4.1. RESULTADOS BATERÍA NÚMERO UNO.................................................................................... 273
8.4.2. RESULTADOS BATERÍA NÚMERO DOS. ................................................................................... 310
8.5. EFECTO DE LA DESNITRIFICACIÓN SOBRE EL NITRÓGENO RETENIDO Y LA
CONCENTRACIÓN DE NITRATOS ESPERADA. ..................................................................... 332
8.6. SIMULACIONES CON REGADÍO...................................................................................... 336
8.7. ANÁLISIS DEL EFECTO DEL CONTENIDO DE NITRÓGENO EN EL PERFIL DEL
SUELO SOBRE EL NITRÓGENO RETENIDO Y LAS CONCENTRACIONES DE NITRATOS
ESPERADAS A 105 CM. .................................................................................................................. 343
9.
CONCLUSIONES...................................................................................................................... 357
9.1.
REVISIÓN DEL ESTADO DEL ARTE EN LA MODELACIÓN DEL CICLO DEL NITRÓGENO EN LA
ZONA NO SATURADA DEL SUELO. ...................................................................................................... 357
9.2. DESARROLLO EXPERIMENTAL EN EL LABORATORIO CON COLUMNAS DE SUELO,
APLICACIÓN DE PURÍN Y SIMULACIÓN DE LLUVIA. .......................................................................... 358
9.3. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD DEL MODELO.............................................................................. 361
9.4. PROCESO DE CALIBRACIÓN Y VALIDACIÓN DEL MODELO PRZM.3.12.2............................. 361
9.5. SIMULACIONES REALIZADAS CON EL MODELO PRZM3.12.2. .............................................. 363
10.
BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................................... 373
vii