Teledetección para la investigación de recursos hídricos.

Una de las herramientas utilizadas en la investigación de los recursos hídricos en el marco del proyecto REMABAR es la teledetección desde satélite. Hoy traemos al blog una entrada en la que repasaremos algunos de los resultados obtenidos mediante la aplicación de estas novedosas técnicas. Para esta labor, hemos contado con la colaboración de un experto en SIG y tratamiento digital de imágenes, Alex Fernández Poulussen de Good Stuff International España (GSI-España). Antes de entrar en materia, debemos saber contestar a la siguiente pregunta: ¿qué es la teledetección?  La teledetección es una técnica de obtención de información sobre objetos mediante la adquisición y análisis de datos a distancia, generalmente utilizando la radiación electromagnética emitida o reflejada, sin que los instrumentos empleados para ello estén en contacto directo con los objetos a analizar. Esta técnica viene siendo utilizada desde hace más de un siglo y medio, primero desde globos aerostáticos, luego desde aviones; y a partir de los años cincuenta, con el inicio de la carrera espacial, desde satélites artificiales enviados en distintas misiones, tanto en el ámbito militar, como civil. En este último campo, la aportación de la teledetección constituye un pilar fundamental en el conocimiento de nuestro planeta, en aspectos tan variados como la meteorología y climatología, la observación de fenómenos oceánicos globales, el cambio climático, la vegetación, los recursos hídricos, los yacimientos y recursos minerales, el estudio de emisiones naturales y antrópicas y otras muchas finalidades.

En particular, este trabajo se ha nutrido de las imágenes de satélite obtenidas por el programa COPERNICUS, de la Agencia Espacial Europea (ESA) y más concretamente por los  satélites Sentinel-2A y 2B, que permiten monitorizar con una buena resolución espacial y espectral los cambio en el terreno cada 3 o 5 días en latitudes medias, tanto en los océanos o como en los continentes, haciendo posible el desarrollo de análisis muy detallados que permiten optimizar la identificación de usos del suelo, el manejo del agua y su distribución espacio-temporal y el monitoreo de la biodiversidad.

Figura 1. La familia de satélites Sentinel.

Fuente: https://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Copernicus/Overview4

En el trabajo realizado se diferencian dos objetivos: el primero relacionado con la identificación de áreas inundadas en toda la cuenca del Barbate, por su relación con los hábitats acuáticos; y el segundo relacionado con el uso de agua para regadío sobre el acuífero de Benalup, que es el sistema hidrogeológico en el que se centra el proyecto.

Para el reconocimiento de la existencia de láminas de agua se han empleado técnicas de tratamiento digital de imágenes multiespectrales, en particular, se ha realizado una combinación de bandas con objeto de extraer un índice indicativo de la presencia/ausencia de agua libre. El estudio multitemporal, realizado a nivel mensual durante casi dos años hidrológicos, junto con la obtención de datos climáticos diarios para conocer la pluviometría, ha permitido identificar la ubicación y evolución en el tiempo de las parcelas sometidas a riego “por inundación”, que en la zona de la Janda corresponden a las dedicadas al cultivo del arroz, que comienzan a inundarse aproximadamente en junio hasta septiembre/octubre.

Figura 2. Superficies cubiertas por lámina de agua en la zona regable de la cuenca del Barbate. Periodo desde el 4 de octubre de 2016 al 12 de enero de 2017

 

Por otra parte, gracias a la combinación de las imágenes satelitales y los modelos digitales de elevación (MDE), se ha podido identificar las zonas más propensas a sufrir inundaciones tras periodos de lluvias intensas y concentradas en el tiempo, en la llanura de inundación del río Barbate y depresión de la antigua laguna.

Además, ha sido posible conocer con alto grado de detalle la evolución de la lámina de agua en los embalses de la cuenca, altamente dependientes de la pluviometría y de las demandas de agua de regadío, y de la influencia de las mareas sobre el espacio de las marismas del Barbate, en la desembocadura del río.

Como ejemplo, disponemos de la siguiente animación que representa la evolución de las áreas inundadas en el Embalse del Celemín entre los años 2016 y 2018. Gracias a estas imágenes podemos observar la variación del nivel del embalse a lo largo del tiempo.

Figura 3. Áreas inundadas en el Embalse del Celemín (cuenca de Barbate), serie temporal desde 2016 hasta 2018

Para alcanzar el segundo objetivo, identificar las parcelas sometidas a regadío sobre el acuífero de Benalup, y de esta forma poder realizar estimaciones de los recursos hídricos subterráneos extraídos del sistema hidrogeológico, también se ha acudido a una combinación de bandas a partir de las imágenes satelitales multiespectrales, lo cual ha permitido identificar con claridad la distribución espacio-temporal del regadío. Se ha puesto de relieve una gran estacionalidad en los cultivos existentes. En la siguiente animación podemos apreciar la variación que se produce en las parcelas de regadío dentro de los límites del acuífero de Benalup.

Figura 4. Áreas con un grado elevado de humedad en el suelo atribuible al regadío en la zona donde se ubica el acuífero de Benalup (la cuenca de Barbate) 2018.

Para concluir este post, queremos remarcar que este estudio presenta una sólida base sobre la cual desarrollar estudios futuros más detallados sobre las distintas utilidades que las recientes herramientas disponibles de imágenes satelitales ofrecen para objetivos relacionados con temas como la biodiversidad, el monitoreo de la salud de ecosistemas, la agricultura o las demandas y disponibilidad del agua. Todo ello, favorece el objetivo final del proyecto REMABAR de explorar estrategias para un uso más eficiente y sostenible del agua bajo un contexto de cambio climático en la cuenca del río Barbate.