Phosphorus (P) is an important agricultural non-point source pollutant that could contribute to eutrophication of surface waters. In this study, the HYDRUS (2D/3D) model was evaluated for simulation of water flow and P transport in a clay loam soil in southern Ontario. The model was calibrated and validated using field data from two 0.1 ha test plots between 2008-2011. These plots have controlled tile drainage and a corn-soybean crop rotation. The surface and sub-surface water flows in test plots were monitored and samples collected continuously year round using an auto-sampling system. The model simulated water flow and P relatively well, with weekly modeling efficiency of 0.513 to 0.738 for validation of water flow, and weekly modeling efficiency of 0.587 to 0.768 for validation of dissolved P loss in tile drainage. Most of the deviation of simulated water flow occurred between November to February, which suggests the model would greatly benefit from optimization of snow dynamics and frozen soil conditions. Some of the simulation errors may also be attributed to soil cracking in the summer which consequently enhanced macropore flow. The model predicted daily water flow poorly, suggesting presence of time lag between simulation and measurements. Limitations of the model include lack of simulation of particulate P loss and surface runoff P loss. This model should be tested further for other soils in southern Ontario as well as other parts of Canada before its validity can be established. / Le phosphore (P) est un important polluant de sources diffuses qui pourrait contribuer à l'eutrophication des eaux de surface. Dans cette étude, la capacité à simuler le débit de l'eau et le transport de P dans les sols argileux ou limon argileux du Sud de l'Ontario du modèle HYDRUS (2D/3D) a été évalué. Le modèle a été calibré et validé utilisant des données de terrain de deux parcelles d'essai de 0.1 ha entre 2008 et 2011. Ces parcelles ont contrôlées le drainage et la rotation des cultures de maïs et de soya. Les écoulements des eaux de surface et dans le sol inclus dans les parcelles d'essai ont été contrôlés et les échantillons collectés continuellement toute l'année à l'aide d'un système d'échantillonnage automatisé. Le modèle a relativement bien simulé le débit de l'eau et le P, avec des efficacités de modélisation sur une base hebdomadaire de 0.513 à 0.738 pour la validation du débit de l'eau, et une efficacité de modélisation sur une base hebdomadaire de 0.587 à 0.768 pour la validation de la perte du P dissous dans le réseau de drainage. Une déviation du débit de l'eau simulé est survenue davantage entre les mois de novembre et février, ce qui suggère que le modèle aurait avantage à s'attarder à l'optimisation de la dynamique de la glace et de la neige sur les conditions du sol. Certaines des erreurs de simulation peuvent être attribuées aux fissures dans le sol qui surviennent en été, qui conséquemment, favorisent la circulation des micropores. Le modèle prédit mal le débit de l'eau journalier, démontré par la présence de décalage temporel entre la simulation et les prises de mesure. Les limites du modèle incluent un manque de simulation de la perte de la matière particulaire P et de la perte P en écoulement de surface. Ce modèle devra être testé davantage sur d'autres sols dans le Sud de l'Ontario ainsi que sur d'autres régions du Canada avant sa validité puisse être reconnue.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.123033 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Qiao, Shuang Ye |
| Contributors | Shiv Prasher (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Bioresource Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically submitted theses |
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