Estudio de la humedad superficial del suelo en la cuenca del duero mediante la integración multiescala de técnicas basadas en teledetección, modelización y observaciones in situ

  1. Gumuzzio Such, María Ángeles
Supervised by:
  1. José Martínez Fernández Director
  2. María Nilda Sánchez Martín Director

Defence university: Universidad de Salamanca

Fecha de defensa: 21 September 2018

Committee:
  1. María José Polo Gómez Chair
  2. Ángel González Zamora Secretary
Department:
  1. GEOGRAFÍA

Type: Thesis

Teseo: 571701 DIALNET

Abstract

El conocimiento de la humedad del suelo con suficiente detalle espacial y temporal a escala regional es de suma importancia para la gestión eficaz de los recursos hídricos en regiones semiáridas con una fuerte implantación de la actividad agrícola de secano y regadío, como es el caso de la cuenca del Duero. La investigación realizada va dirigida a contribuir al conocimiento de las variaciones espaciales y temporales de la humedad del suelo en zonas de suelos agrícolas del sector central de la cuenca del Duero. En la presente tesis se aborda el estudio de la humedad superficial mediante una aproximación multiescala basada en técnicas de teledetección, modelización distribuida y mediciones in situ de estaciones experimentales distribuidas en la cuenca de Duero. Entre las novedades que aporta esta investigación destacan la utilización de datos de alta resolución de la versión SMOS L4 “all weather” v.3 a resolución espacial de un kilómetro y del modelo SWBM-GA aplicado de forma espacialmente distribuida (SWBMd) a la misma resolución. El objetivo es la validación temporal y espacial del producto SMOS L4 v.3 con datos de humedad de SWBMd como alternativa eficiente a las estimaciones in situ, con objeto de reducir los efectos de las incertidumbres derivadas de la diferencia de resolución espacial entre las mediciones in situ y los datos del satélite. El estudio de variabilidad de la humedad del suelo se realiza con una resolución espacial de un kilómetro y una resolución temporal diaria a lo largo de un periodo superior a dos años, y se desarrolla en zonas agrícolas del sector central de la cuenca del Duero; tanto de forma puntual en estaciones de las redes de medición de humedad como de forma distribuida en dos subzonas. Las subzonas, con una extensión superior a 1000 km2 cada una, se localizan en áreas agrícolas representativas de características edáficas y climáticas contrastadas. Con este fin, en la metodología se aplica el modelo SWBM-GA de forma distribuida y se compara con los datos obtenidos por el satélite SMOS en su versión L4 y con mediciones in situ de estaciones experimentales distribuidas en la cuenca de Duero. Posteriormente, los datos de humedad SMOS L4 se validan mediante estrategias espaciales y temporales en las subzonas de estudio. Entre las conclusiones obtenidas en la investigación destacan la elevada capacidad del modelo distribuido SWBMd para simular con precisión la humedad superficial a la resolución espacial requerida, con una resolución temporal horaria y diaria, en suelos de uso agrícola con una gama amplia de texturas en la zona de estudio. El modelo distribuido permite la validación de SMOS L4 de forma fiable, al reducir los problemas de escala derivados de las diferencias entre la resolución espacial de SMOS L4 y las mediciones in situ. Las series de humedad de SMOS L4 representan satisfactoriamente, de forma estable y consistente, la variabilidad temporal de la humedad SWBMd en las estaciones representativas de la cuenca del Duero y en las dos subzonas de estudio. La elevada fiabilidad de SMOS L4 para estimar la variabilidad temporal de la humedad contrasta con su menor capacidad para detectar la variabilidad espacial de la humedad en las subzonas de estudio. La variabilidad espacial de la humedad de SMOS L4 es más homogénea y se distribuye en función de una zonificación relacionada fundamentalmente con las variables climáticas temperatura y precipitación, las cuales ejercen una influencia sobre la variación de la humedad del suelo en mayores extensiones. En contraste, el modelo distribuido presenta una alta capacidad para discriminar la variabilidad espacial de la humedad del suelo debido al papel que juegan a escala de detalle las características edáficas. El estudio integrado de los datos de humedad del suelo obtenidos con las técnicas de teledetección, modelización distribuida y medidas in situ permite superar las limitaciones individuales de cada una de las técnicas, enriqueciendo y proponiendo un sistema más eficaz de monitorización de la humedad del suelo a diferentes escalas.