Hydrologiska processer i mark-växtekosystem

Dear course participants

I have now uploaded the final version of the course schedule

Some adjustments were needed due to the larger than expected number of students on the course. We now have an additional PC room for all but one of the STELLA exercises

Two of the exercises (on 8/9 and 22/9) now start one hour earlier (and finish one and a half hours earlier too). I hope this is OK

with best wishes

Nick Jarvis

1st September 2021

Kursvärderingen är avslutad

Andra kursvärderingar för MV0216

MV0216 Hydrologiska processer i mark-växtekosystem, 15,0 Hp

Soil water processes in agroecosystems

Kursplan fastställd

2019-12-03

Ämnen

Markvetenskap Miljövetenskap

Utbildningens nivå

Avancerad nivå

Moduler

Benämning	Hp	Kod
Teori och räkneövningar	5,00	1002
Modelleringsövningar	5,00	1003
Projektarbete	5,00	1004

Fördjupning

Avancerad nivå, har endast kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav (A1N)

Betygsskala

Språk

Engelska

Förkunskapskrav

Kunskaper motsvarande:
• 150 hp på grundnivå, varav
• 60 hp i ett naturvetenskapligt ämne såsom biologi, lantbruksvetenskap, markvetenskap, geovetenskap, miljövetenskap eller teknik/teknologi,
• 10 hp kemi,
• 15 hp markvetenskap, geovetenskap eller biologi
samt
• Engelska 6.

Mål

Det övergripande målet med kursen är att ge studenterna djupare kunskaper och förståelse för de fysikaliska processer som reglerar flöden av vatten, energi och lösta ämnen i systemet mark–växt–atmosfär. En god förståelse för dessa grundläggande processer är avgörande för utveckling och tillämpning av strategier och åtgärder inom mark- och vattenhushållning, som främjar både en hållbar jordbruksproduktion och skydd av mark- och vattenresurser. Under kursen läggs särskild vikt vid att fördjupa förståelsen för dynamiken i hydrologiska processer och interaktioner mellan olika komponenter i systemet genom numerisk modellering.

Efter avslutad kurs ska studenten kunna:
• beskriva interaktioner mellan de fysikaliska processer och nyckelfaktorer som styr flöden och lagring av energi, vatten och lösta ämnen i systemet mark–växt–atmosfär,
• använda och utveckla numeriska modeller för att simulera flöden av energi, vatten och lösta ämnen i olika jordarter, kopplade till olika typer av vegetation och klimat,
• tillämpa dessa kunskaper för att analysera och lösa praktiska problem angående vattenhushållning i förhållande till markanvändning, växtproduktion och miljöskydd i ett föränderligt klimat.

Innehåll

• Föreläsningar och litteraturstudier inkluderar teorier kring lagring och flöden av energi, vatten och lösta ämnen i mark-växt-atmosfär-systemet liksom principer för numeriska simuleringsmodeller och deras tillämpningar för att studera dessa processer.
• Gemensamma beräkningsövningar (obligatoriska) omfattar beräkningar av lagring och flöden av energi, vatten och lösta ämnen i mark–växt–atmosfärsystemet.
• Datorövningar (obligatoriska) innefattar konstruktion och tillämpning av processbaserade modeller med hjälp av mjukvaror för simuleringsmodellering, såsom STELLA (eller liknande). Simuleringarna utförs för olika tidsperioder, från några få timmar till ett år.
Dessa modeller används som kvantitativa redskap för att underlätta förståelsen för dynamiken i markvattenflöden (t.ex. kapillär stigning, infiltration och perkolering) och transporten av lösta ämnen (t.ex. utlakning av föroreningar) samt interaktioner mellan olika delar av systemet (mark, vatten och atmosfär).
• En övning i Excel som innefattar osäkerhet och känslighetsanalys i numerisk modellering.
• En mini-workshop som kombinerar presentationer från forskare med diskussioner mellan lärare och studenter inom utvalda vetenskapliga publikationer som hanterar effekten av klimatförändringar på jordbruksproduktion och miljö i olika aspekter.
• Miniprojekt (obligatoriskt) som ger studenterna praktisk erfarenhet av att tillämpa teorierna som är inkluderade i numeriska modeller för att lösa praktiska problem relaterade till mark- och vattenresurser i olika agro-ekosystem och klimat. Dessa projekt inkluderar, till exempel, analyser av bevattningsstrategier i salthaltig mark för optimerad växtproduktion i ett torrt klimat samt hur klimatförändringar skulle kunna påverka riskerna för utlakning av bekämpningsmedel till grundvatten i jordar med olika egenskaper. Studenterna arbetar i grupper för att planera och köra modell-simuleringar och för att analysera och diskutera sina resultat i ljuset av relevanta publicerade studier, både i form av en skriftlig rapport och som en muntlig presentation. Studenterna ger också kritisk respons på en annan grupps projektarbete.

Examinationsformer och fordringar för godkänd kurs

Följande krävs för godkänd kurs:
• godkänt skriftligt eller muntligt prov,
• aktivt deltagande i och godkänd rapportering av övningar och projektarbete (båda obligatoriska).

• Om studenten inte blivit godkänd på ett prov har examinatorn rätt att ge en kompletteringsuppgift – om det finns skäl för det och om det är möjligt.
• Om studenten har ett beslut från SLU om särskilt pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning, har examinatorn rätt att ge ett anpassat prov eller låta studenten genomföra provet på ett alternativt sätt.
• Om denna kursplan ändras, eller om kursen läggs ner, ska SLU besluta om övergångsregler för examination av studenter som antagits enligt denna kursplan och ännu inte blivit godkända.
• För examination av självständigt arbete (examensarbete) gäller dessutom att examinatorn kan tillåta studenten att göra kompletteringar efter inlämningsdatum. Mer information finns i utbildningens regelsamling.

Övriga upplysningar

• Rätten att delta i undervisning och/eller handledning gäller endast det kurstillfälle som studenten blivit antagen till och registrerad på.
• Om det finns särskilda skäl, har studenten rätt att delta i moment som kräver obligatorisk närvaro vid ett senare kurstillfälle. Mer information finns i utbildningens regelsamling.

Ansvarig institution/motsvarande

Institutionen för mark och miljö

Kompletterande uppgifter

The course can only be validated through completion of all three modules (i.e. at least grade 3 in all modules). Grades 3, 4 and 5 are determined by the final examination (written or oral) included in module 1 but covering all modules of the course. Modules 2 and 3 can only be passed or failed (i.e. grade 3 / U).

**Course modules**

Code	Title	Credits
0001	Theory and calculation exercises	5.0
0002	Modelling exercises	5.0
0003	Mini-projects	5.0

The learning outcomes (LO) describe what the student should be able to do to achieve grade 3 (i.e. the 'pass' grade).

On completion of the course students will be able to:

LO-1: describe the interactions between the physical processes and the factors that control flows and stores of energy, water and solutes in the soil-plant-atmosphere system (Module 1)

Assessment:

• Active participation to in-class calculations meeting (module 1, ass. 2)
• Completion of 3 online quizzes on application theory (module 1, ass. 3, 8 & 13)
• 50% right answers* (15p) to the final examination

LO-2: build, apply and interpret the results of numerical models to simulate flows of energy, water and solutes in different types of soil, linked to different vegetation and climate (Module 1 & 2)

Assessment:

• Active participation to all computer exercises (7 days, module 2, ass. 4-6, 9, 11, 14 & 16)
• Completion of 4 online quizzes on computer exercises (module 2, ass. 7, 10, 12 & 17)
• Active participation in Mini-workshop activities: Scientific paper reading, written report and in-class discussions (module 1, ass. 15, 19 & 20)

LO-3: apply this knowledge to analyse and solve practical problems concerning water flow and solute transport in relation to land use, soil and water management and environmental protection (Module 3)

Assessment:

• Active participation to mini-projects activities (2.5 weeks, module 3, ass. 21-23): group work & project development, group written report and oral presentation as well as discussion / cross-evaluation of projects' work
  • Clearly present the aims, methods and results of the study.
  • Discuss the results critically including the interpretation, limitations and possible applications of the results to reality.
  • Give clear and informative answers to relevant questions regarding the work
  • Provide clear and relevant feedback to another project

To achieve grades 4 and 5, the student should be able to achieve a higher level of understanding and which will be assessed in the final examination.

Criteria. Discuss and justify conclusions from problem solving (For independent questions and examples formulated in the final exam):

• based on stringent and clearly explained reasoning (grade 4)
• showing a clear independent ability to apply the knowledge gained during the course (grade 5)

Assessment:

• Fulfill criteria for grade 3
• 67% and 84% right answers (20p and 25p) to the final examination* for grade 4 and 5 respectively

* Written (or oral) examination 30p in total: 18p will be dedicated to questions for grade 3; 6p for grade 4 and 6p for grade 5.