Invloed van veranderingen in landgebruik op waterfluxen en bodemvorming in Zuid-Brazilië

De eerste doelstelling van het doctoraat is het onderzoek van structuren van water stromen op het landschap schaal. De structuur en ruimtelijkeverdeling van water stromen en water verblijftijd in het systeem kan aan de ruimtelijke structuur van biochemische processen of bodemformatie processen in het systeem worden gekoppeld. Dit zal en belangrijke vraag. Op landschapsschaal kunnen niet-invasieve geofysische technieken gebruikt worden om de structuur van de ondergrond karakteriseren. Inderdaad, deze structuur controleert de water stromen. Ground penetrating radar (GPR), electro magnetic induction (EMI) (Lavoue et al., 2010, Mester et al.,2011), en electrical resistivity tomography (ERT) (Vanderborght et al.,2013) zullen gebruikt zijn om de ondergrond structuur op te meten en omde topografie van ondergrondse lagen te ontlenen. EMI en ERT zullen gebruikt worden om laterale stromen paden en netwerken te karakteriseren enom en het toezicht op hun uiterlijk. Een vergelijking tussen netwerken die zijn gemodelleerd op basis van een DEM van de belemmering lagen, en waargenomen netwerken worden gemaakt. Op de geïdentificeerde locaties van ondergrondse vloeiwegen zal de bodem -en watermonsters worden genomen voor biogeochemische analyses . Een dergelijke combinatie van informatie maakt het mogelijk om processen aan het landschap schaal met dynamische processen op deze schalen te koppelen (Koch et al.., 2009).
 
De tweede doelstelling is de simulatie van het water stromen (infiltratie, laterale afvoer en laterale ondergrond grondwater, etc.) op bepaalde tijdstippen tijdens de ontwikkeling van een landschap. De geïdentificeerde stromen die structuren controle zal gebruikt worden voor het opzetten van een 3-D stroming en transport model op het stroomgebied schaal. Het PARFLOW model (Kollet and Maxwell, 2006) dat 3D variabel verzadigde waterstroming, transport van opgeloste stoffen, bodem-atmosfeer interacties, en oppervlakkige afstroming beschrijft zal gebruikt worden. Hetmodel is parallelle verlopende en afgestemd op omvangrijke parallelle supercomputer architecturen zodat het kan water halfrond bij landschapsschaal simuleren, met een resolutie die nodig is om uitvoering van structurele kenmerken van stroming en transportprocessen (Kollet et al.., 2010)op te lossen. De PARFLOW simulaties zullen uitgevoerd worden met behulpvan supercomputers infrastructuur op het Forschungszentrum Jülich.
 
De studie zal in samenwerking met andere partners in de Soglo IUAP project uitgevoerd worden. Om de invloed van landgebruik op de stroomweg structuren en landschappelijke ontwikkeling te onderzoeken, werden twee stroomgebieden in Brazilië geselecteerd door de projectpartners. Destroomgebieden verschillen in termen van landgebruik met een ontbost engebruikt voor de landbouw, terwijl de andere is bebost.