IRRINET: Það áveitukerfi fyrir landbúnaðarvatnsstjórnun í Emilia-Romagna, Ítalíu

Veður og loftslag eru lykilþættir fyrir framleiðni í landbúnaði og áhrif þeirra á frumgeirann eru veruleg. Eitt af helstu áhrifum loftslagsbreytinga felst í breytileika í framleiðni og gæðum menningar vegna hitastigshækkunar, breytinga á pluviometric þróun og breytingum á aðgengi að vatni. Í júlí 2018 samþykkti Emilia-Romagna svæðið svæðisbundin aðlögunar- og mildunaráætlun, sem veitir sameiginlegan viðmiðunarramma til að meta áhrif loftslagsbreytinga á hinum ýmsu sviðum sem um ræðir. Í skýrslunni er fjallað um nýlegar loftslagsspár fyrir svæðið: á tímabilinu 2021-2050, samkvæmt losunarsviðsmyndum milliríkjanefndarinnar um loftslagsbreytingar RCP4.5 og RCP8.5, er gert ráð fyrir að lágmarks- og hámarkshiti á svæðinu hækki um 1,5 °C að vetri, vori og hausti og um 2,5 °C á sumrin. Hitahækkunarmerkið verður mun sterkara, milli 3 °C og 4,5 °C, fyrir sviðsmyndina RCP4.5 á tímabilinu 2071-2100, með toppum á sumrin: gert er ráð fyrir að dagar án úrkomu á sumrin muni aukast um 20 %.

Samkvæmt RCP4.5 atburðarásinni getur úrkoma á svæðinu á tímabilinu 2021-2050 minnkað á vorin og sumrin, en haust kann að einkennast af aukningu (um 20 %). Svipað merki fannst fyrir RCP8.5 losunarsviðsmyndina, örlítið meiri á hausttímabilinu þar sem áætlað er að aukningin sé um 25-30 %.

Breytingar á landfræðilegri dreifingu úrkomu á Emilia-Romagna svæðinu hafa valdið verulegum vatnsskorti á sumum svæðum og gert er ráð fyrir að vatnsskortur aukist í framtíðinni. Framboð á vatnsauðlindum er lágt miðað við önnur svæði sem samanstanda af Po Valley og er einnig fyrir áhrifum af tapi í núverandi vatnsveitukerfi (Programmadi Sviluppo Rurale 2014-2020). Að teknu tilliti til sviðsmynda loftslagsbreytinga leiðir svæðið í auknum mæli í hættu á vatnsskorti, einkum þegar tekið er tillit til nytjaplantna með vorsumarframleiðsluferli. Þetta gæti haft áhrif á verulega lækkun ávöxtunarkröfunnar eins og fram kom í fyrri þurrkaatburðum árin 2003 og 2012, sem mun tengjast meiri viðskiptaáhættu vegna hækkunar á vökvunarkostnaði.

Emilia-Romagna er leiðandi svæði í ítalska landbúnaðarframleiðslu með meira en 84,000 bæjum og um 1 milljón hektara fjárfest. Um 33 % af landsbyggðinni eru áveituland. Í þessu samhengi varð sífellt mikilvægara að nota vatnið eins vel og mögulegt er. Vatnsskortur og þurrkar eru að aukast í Emilia-Romagna og búist er við að loftslagsbreytingar versni slíkar aðstæður, með því að draga úr magni vatns til landbúnaðar. Að teknu tilliti til þurrkaatburðanna 2012 og 2013 sem höfðu áhrif á Ítalíu, einkum á sumum svæðum Po-dalsins, hefur héraðið Emilia-Romagna sett þrýsting á að bæta skilvirkni vatnsnotkunar, innleiða nýjar viðmiðanir varðandi stjórnun og stjórnun vatnsauðlinda og þróa og taka upp nýsköpunartækni sem gæti gert bændum kleift að bæta heildarhagfræðilega og sjálfbæra framleiðslu, s.s. áætlun um vatn.

Af þessum sökum er mikilvægt að meta magnbundin áhrif loftslagsbreytinga á kröfur um áveituvatn. IRRINET kerfið veitir svar við þessu máli og hvetur til skilvirkrar notkunar vatnsauðlinda, án þess að draga úr gæðum nytjaplantna. Til lengri tíma litið, einkum hvað varðar loftslagsbreytingar og breytileika, hámarkar IRRINET notkun vatnsauðlinda og viðheldur landbúnaðarframleiðslu, sérstaklega á þurrárum.

IRRINET er faglegt og endurgjaldslaust upplýsingakerfi fyrir áveituáætlanir sem innleiðir niðurstöður rannsókna á tengslum plantna og vatns og sjálfbærrar áveitu í meira en 50 ár.

Áveituáætlanir eru ákvarðaðar með því að beita flóknu stærðfræðilíkani sem byggist á daglegu vatnsjafnvægi jarðvegs-plantna og andrúmsloftsins sem miðar að stjórnun áveitu nytjaplantna á vettvangi. Mismunandi gögn og upplýsingar eru sameinuð til að meta nákvæmlega vatnsþörf, þ.m.t.: hve mikið regnvatn síast í jörðina, hermi eftir vexti plönturótarkerfisins og breytingu á fenjafasanum, ástand vatnsálags í nytjaplöntunni, framlag neðanjarðarvatns og vatnsrennsli um þrjú lög af jarðvegi (yfirborðslag með rótum og undirliggjandi lögum). Á nokkrum sekúndum er vægi þessara þátta miðlað í formi stuttrar skilaboðaþjónustu (SMS) og upplýsinga í gegnum vefviðmót og Tablet App. Á þennan hátt eru ræktendur búnir með auðvelt í notkun og skiljanlegar upplýsingar um hversu mikið vatn uppskera þeirra hefur notað, hversu lengi þeir þurfa að keyra dæluna sína eða dreypi kerfi meðan áveitu stendur og í hvaða hluta eigna þeirra þeir þurfa að starfa, þökk sé samþættingu við Google kort þar sem einn lóð lóð er geolocalized.

Gögnum sem unnið er með IRRINET er safnað daglega og koma frá þremur mismunandi heimildum: svæðisbundin veðurþjónusta veitir veðurfræðileg gögn (rain and evapotranspiration), svæðisbundin jarðfræðileg þjónusta veitir jarðvegsgögn og einingar vottaðrar losunarskerðingar leggja fram menningarlegar breytur.

IRRINET-upplýsingakerfin gera notandanum kleift að geyma breytur árlega, mánaðarlega og daglega og aðlaga þjónustuna með því að tilgreina viðbótarupplýsingar um landbúnaðarreiti, tegundir nytjaplantna, staðbundin gögn um raka í jarðvegi, framkvæmt áveitu og staðbundin gögn um grunnvatn.

Fyrsta IRRINET frumgerðin, sem innihélt vefviðmót, var þróuð af CER árið 1999 við komu Netsins, byggt á niðurstöðu 1984 verkefnis sem miðar að því að prófa notkun fjarvirkni í Emilia Romagna landbúnaði. Árið 2009 þróaðist IRRINET í IRRINET Plus sem innleiðir efnahagslegan útreikning á ávinningi sem tengist áveitu með umferðarljósaráðgjöf. Bændur eru örvaðir af efnahagslegri nálgun til að hámarka hagnað á meðan draga úr ofnotkun vatns. Sérfræðingarnir sem taka þátt í frekari framþróun IRRINET vinna að nánari samþættingu við opin GIS upplýsingalög sem geta dregið úr þeim gögnum sem notendur eru beðnir um að skrá sig í kerfið og um notkun gervihnattaupplýsinga til að ákvarða skilvirka uppskerustuðla (Kc) fyrir útreikning á vatnsjafnvægi.

IRRINET þjónusta tekur nú til meira en 12,000 eldisstöðva, sem nær yfir næstum 22 % af áveitusvæðinu í Emilia-Romagna svæðinu. Áveitutímabilið 2017 voru 28,500 IRRINET SMS sendar og 147,000 áveituáætlanir voru framleiddar. IRRINET umsókn árið 2017 leyfði vatnssparnaður fyrir meira en 90 milljónir m³.

Frá og með 2011, landsverkefni sem kallast IRRIFRAME stjórnað af ANBI leiddi þjónustuna til allra svæða sem stjórnað er af ítölskum uppgræðslustjórnum og áveitustofnunum. IRRIFRAME þjónustan er notuð í 26,100 bögglum um allt Ítalíu og hefur verið bætt ár frá ári, byggt á endurgjöf notenda og niðurstöðum rannsókna.

IRRINET var þróað og er stjórnað af CER. Frá og með 2011 hefur þjónustan verið styrkt af Emilia-Romagna svæðinu og ANBI í samvinnu við CER, þ.m.t. framlag ESB. Ár eftir ár hafa viðbrögð notenda ekið þróun IRRINET og IRRIFRAME kerfa.

Snemma 2019, IRRINET-IRRIFRAME er til staðar í 16 ítölskum svæðum og felur í sér 69 Landgræðslu Boards og meira en 16,000 notendur, 12,000 af þeim eru aðeins í Emilia-Romagna svæðinu þar sem þjónustan er meira samsteypt. Lykilatriðið sem gerði þetta frumkvæði árangursríka er einfalt, með litlum stjórnunarkostnaði, notendavænt upplýsingakerfi sem hefur verið sett upp fyrir bændur til að ákveða hvenær og hversu mikið á að áveitu. Þessi þjónusta er aðgengileg án endurgjalds og er sniðin að fjölda nytjaplantna.

Í ljósi beinnar ávinnings fyrir notendur hvað varðar vatns- og orkusparnað, hvetja vatnsstjórar (þ.e. Landgræðslunefndir) og vatnsyfirvöld (þ.e. dreifbýlisþróunaráætlanir Emilia-Romagna svæðisins) og hvetja bændur til að fylgja IRRINET. Eins og fram kemur í Emilia-Romagna reglugerðunum, í stað þess að reiða sig á vatn til áveitu undir stjórn Landgræðslunefndar, er IRRINET notendum heimilt að draga yfirborðsvatn úr öllu Reno-vatninu við vatnsskort. Ennfremur er þeim skylt að skrá sig til IRRINET ef þeir hafa áhuga á að sækja um styrki frá byggðaþróunaráætluninni.

Auðvelt er að flytja IRRINET-IRRIFRAME í annað samhengi hvar sem staðbundin gögn eru tiltæk, einkum til að kvarða líkanið að staðbundnum aðstæðum. Takmörkun getur t.d. haft áhrif á tiltækileika veðurgagna (dagsmín., hámark og meðalhitastig og úrkomu á klukkustund) eða jarðviðmiðunarjarðvegskorta. Þessar síðarnefndu geta, ef þær liggja fyrir, dregið úr inntaksþörf fyrir mat á jarðvegsbreytum og gert afraksturinn traustari.

Næstu áskoranir fyrir þróun þjónustunnar verða samþætting við skynjara og gangsetningarkerfi, sem og gögn um ílagsuppskerustuðul frá fjarkönnun, til að takast á við bæði fáar upplýsingar sem notendur veita eða eru tiltækar á svæðinu og þörf fyrir meiri nákvæmni í útreikningum á vatnsinnihaldi jarðvegs.

Frá 1999 hefur IRRINET-þjónustan verið studd og fjármögnuð af CER, Emilia-Romagna svæðinu, ANBI og Evrópusambandinu. Kostnaður við þróun áveitukerfisins (IT) nam 200.000 evrum, þ.m.t. rannsóknar- og prófunarstarfsemi. Á heildina litið sýnir vettvangurinn mjög lágan stjórnunarkostnað sem er um EUR 0,02/ha og þjónustan er veitt ókeypis fyrir endanlega notendur. 

Landbúnaðar-, matvæla- og skógræktarráðuneyti Ítalíu notar IRRIFRAME til að skipuleggja landbúnaðarstefnur til að bregðast við athugasemdum framkvæmdastjórnar Evrópusambandsins um vatnssparnað (samkvæmt rammaákvæðunum um vatnstilskipunina og til að bregðast við kröfum leiðbeininganna um vatnsvernd). Auk þess nefna sumar svæðisbundnar leiðbeiningar IRRINET — IRRIFRAME sem stuðningstæki til að uppfylla vatnsskilyrði reglugerðarinnar um Byggðaþróunarsjóð Evrópu og virða IRRINET-IRRIFRAME áveitu er nauðsynlegt fyrir marga bændur.

IRRINET kerfið hefur starfað síðan 1984 með fjarvirknitólum og síðan 1999 með vefverkfæri. Framlengingin með IRRIFRAME kerfinu var innleidd á 2 árum frá 2011 til 2013. The IRRIFRAME WEB og APP eru nú (snemma 2019) undir uppfærslufasa framkvæmd og stjórnað af Agronica Group Srl. Ný útgáfa verður fáanleg í lok árs 2019.

IRRINET-IRRIFRAME kerfið er uppfært í samræmi við þróun upplýsingatækni að meðaltali á 3-5 ára fresti.

Roberto Genovesi
E-mail: genovesi@consorziocer.it  
Stefano Anconelli
E-mail: anconelli@consorziocer.it 
Consorzio di bonifica di Secondo Grado per il Canale Emiliano Romagnolo
Via E. Masi 8, Bologna - Italy
Tel. +39 051 4298811

Gianfranco Giannerini
Agronica Group Srl
Via Calcinaro, 2085 - 47521 Cesena (FC) – Italy
E-mail: giannerini@agronica.it