El papel de las tecnologías de la información geográfica en la gestión de los recursos hídricos
Lun, 17/03/2014
Para llevar a cabo una gestión adecuada de los recursos disponibles se requiere previamente de una buena planificación. En el caso del recurso agua, por su especial importancia para la vida y su escasa disponibilidad en algunas regiones, la planificación hidrológica se torna fundamental y es, por lo general, objeto de grandes controversias. Las nuevas técnicas geográficas permiten generar, representar y analizar cualquier variable temática distribuida espacialmente. En este caso, la cantidad de agua disponible para los diferentes usos (demandas urbanas, agrícolas, ganaderas, industriales, ecológicas, etc.) La teledetección -observación de los procesos naturales que tienen lugar en la superficie terrestre mediante imágenes de satélite- y los Sistemas de Información Geográfica (SIG) constituyen parte de estas tecnologías, cuya aplicación facilita en gran medida la labor del planificador/gestor.
Conocer el agua disponible en una región consiste en realizar un balance de los flujos de entrada, salida y almacenamiento que tienen lugar en un sistema, generalmente una cuenca o subcuenca hidrográfica, durante un periodo de tiempo. En forma simple se expresa como:
entradas = salidas ± almacenamiento
Así, la precipitación acumulada en la zona de recarga constituye básicamente las entradas; la evapotranspiración (agua consumida por las cubiertas vegetales) y la escorrentía superficial (ríos, arroyos, lagos, embalses) conforman las salidas; y la infiltración en el terreno y la recarga de acuíferos componen el almacenamiento.
La precipitación es, junto con la temperatura, de las variables con mayor historial de registros y distribución espacial, ya que se recoge con frecuencia que en todas las estaciones meteorológicas. Aun así, puede haber regiones con escasa o nula presencia de datos. Generalmente en esos casos se emplean técnicas geoestadísticas de interpolación [1] entre las estaciones disponibles, para distribuir espacialmente la variable de estudio.
La evapotranspiración se calcula localmente mediante métodos tradicionales [2-4] a partir de las variables recogidas en estaciones agroclimáticas, que son menos abundantes. Además, puesto que su cálculo depende de factores como la velocidad del viento o la radiación solar, así como los diferentes tipos de cubierta vegetal y suelos, su interpolación resulta más complicada. Es por ello que generalmente se utilizan modelos, que varían en complejidad, de estimación de evapotranspiración mediante imágenes de satélite, utilizando principalmente imágenes térmicas [5]. Así, la estimación se realiza obteniendo por separado los diferentes componentes del balance energético que dan lugar a la evapotranspiración. Este tipo de técnicas presenta la ventaja de permitir estimar la componente de estudio a nivel global, frente a los valores locales de los métodos tradicionales, aunque poseen cierto grado de incertidumbre o error. Cabe mencionar que la calidad y disponibilidad de las estimaciones están condicionadas a las diferentes resoluciones del sensor utilizado (espacial, temporal, radiométrica) [6], así como a las condiciones atmosféricas en el momento de adquisición. De igual manera, empleando técnicas similares, se pueden obtener otros componentes del balance hídrico como el contenido de humedad del suelo [7], la temperatura del aire [8] o la precipitación [9].
A la hora de trabajar de una forma más automática con grandes áreas se emplean modelos de simulación hidrológica, que integran espacialmente las componentes del balance hídrico a fin de conocer el funcionamiento intrínseco del sistema. Estos modelos trabajan con información ráster, permitiendo realizar los cálculos hídricos a nivel píxel (celda). Una vez el modelo está calibrado adecuadamente, se puede simular el comportamiento real del sistema y afrontar situaciones de inexistencia de datos, tanto en el tiempo como en el espacio. Así, se pueden predecir escenarios debidos a cambios en cada uno de los elementos que lo conforman, como pueden ser los cambios inducidos por el cambio climático, cambios en los usos del suelo o cambios en políticas de ahorro, y de esta manera tomar las medidas respectivas oportunas.
En España, la evaluación de los recursos hídricos se realiza utilizando el modelo de Simulación Precipitación-Aportación (SIMPA) [10]. Los diferentes componentes del balance hídrico, resultado de las simulaciones, se recogen en el servidor cartográfico del Sistema Integrado de Información del Agua (SIA) [http://servicios2.magrama.es/sia/visualizacion/descargas/documentos.jsp, último acceso Diciembre 2013]. Estos resultados sirven de apoyo a los diferentes organismos gestores para desarrollar sus correspondientes planes hidrológicos de cuenca.
Conocer el agua disponible en una región consiste en realizar un balance de los flujos de entrada, salida y almacenamiento que tienen lugar en un sistema, generalmente una cuenca o subcuenca hidrográfica, durante un periodo de tiempo. En forma simple se expresa como:
entradas = salidas ± almacenamiento
Así, la precipitación acumulada en la zona de recarga constituye básicamente las entradas; la evapotranspiración (agua consumida por las cubiertas vegetales) y la escorrentía superficial (ríos, arroyos, lagos, embalses) conforman las salidas; y la infiltración en el terreno y la recarga de acuíferos componen el almacenamiento.
La precipitación es, junto con la temperatura, de las variables con mayor historial de registros y distribución espacial, ya que se recoge con frecuencia que en todas las estaciones meteorológicas. Aun así, puede haber regiones con escasa o nula presencia de datos. Generalmente en esos casos se emplean técnicas geoestadísticas de interpolación [1] entre las estaciones disponibles, para distribuir espacialmente la variable de estudio.
La evapotranspiración se calcula localmente mediante métodos tradicionales [2-4] a partir de las variables recogidas en estaciones agroclimáticas, que son menos abundantes. Además, puesto que su cálculo depende de factores como la velocidad del viento o la radiación solar, así como los diferentes tipos de cubierta vegetal y suelos, su interpolación resulta más complicada. Es por ello que generalmente se utilizan modelos, que varían en complejidad, de estimación de evapotranspiración mediante imágenes de satélite, utilizando principalmente imágenes térmicas [5]. Así, la estimación se realiza obteniendo por separado los diferentes componentes del balance energético que dan lugar a la evapotranspiración. Este tipo de técnicas presenta la ventaja de permitir estimar la componente de estudio a nivel global, frente a los valores locales de los métodos tradicionales, aunque poseen cierto grado de incertidumbre o error. Cabe mencionar que la calidad y disponibilidad de las estimaciones están condicionadas a las diferentes resoluciones del sensor utilizado (espacial, temporal, radiométrica) [6], así como a las condiciones atmosféricas en el momento de adquisición. De igual manera, empleando técnicas similares, se pueden obtener otros componentes del balance hídrico como el contenido de humedad del suelo [7], la temperatura del aire [8] o la precipitación [9].
A la hora de trabajar de una forma más automática con grandes áreas se emplean modelos de simulación hidrológica, que integran espacialmente las componentes del balance hídrico a fin de conocer el funcionamiento intrínseco del sistema. Estos modelos trabajan con información ráster, permitiendo realizar los cálculos hídricos a nivel píxel (celda). Una vez el modelo está calibrado adecuadamente, se puede simular el comportamiento real del sistema y afrontar situaciones de inexistencia de datos, tanto en el tiempo como en el espacio. Así, se pueden predecir escenarios debidos a cambios en cada uno de los elementos que lo conforman, como pueden ser los cambios inducidos por el cambio climático, cambios en los usos del suelo o cambios en políticas de ahorro, y de esta manera tomar las medidas respectivas oportunas.
En España, la evaluación de los recursos hídricos se realiza utilizando el modelo de Simulación Precipitación-Aportación (SIMPA) [10]. Los diferentes componentes del balance hídrico, resultado de las simulaciones, se recogen en el servidor cartográfico del Sistema Integrado de Información del Agua (SIA) [http://servicios2.magrama.es/sia/visualizacion/descargas/documentos.jsp, último acceso Diciembre 2013]. Estos resultados sirven de apoyo a los diferentes organismos gestores para desarrollar sus correspondientes planes hidrológicos de cuenca.