Cálculo de la recarga de las aguas subterráneas a partir de información digital y tipo de suelo: caso del partido de Salliqueló, provincia de Buenos Aires, Argentina

La recarga del agua subterránea es el proceso por el cual la precipitación que infiltra el suelo y no es perdida por evapotranspiración, drena a través del perfil no saturado y pasa a formar parte del agua subterránea. La determinación de la recarga es de vital importancia para la planificación y gestión de los recursos hídricos. Dada la alta variabilidad espacial de los parámetros climáticos, biológicos y geológicos, las medidas puntuales no permiten obtener estimaciones adecuadas de la recarga areal. Por lo tanto, es necesario recurrir a metodologías que tengan en cuenta la variabilidad espacial de los factores más relevantes para el cálculo de la recarga. La zona de estudio es el partido de Salliqueló, de 794 Km2 de superficie, ubicado al oeste de la provincia de Buenos Aires, Argentina. La metodología propuesta en este trabajo utiliza la información proveniente de la clasificación de uso del suelo a partir de imágenes Landsat TM y del tipo de suelo según información digitalizada de las cartas de suelo de INTA. Para las diferentes combinaciones entre el uso y tipo de suelo se calcularon balances de agua a escala mensual según la metodología de Thornthwaite y Mather. Como resultado de los balances mensuales se obtuvo la distribución espacial de la recarga, con valores anuales comprendidos entre 124 y 149 mm. Se concluye que la metodología propuesta permite una mejor estimación de la recarga de agua al acuífero.Groundwater recharge is understood as that fraction of the water which percolates the soil and , traveling through the unsaturated zone, avoids evapotranspiration and reaches the aquifer. Due to the various phenomena included and their uneven spatial distribution, its point estimation is prone to errors and other space-sensitive methodologies are preferred. This paper, dealing with Salliqueló County (794 km2 in western Buenos Aires Province), presents a combined processing of land use (from Landsat TM images) and soil type (from INTA soil maps). For the various combinations, Thornthwaite and Matter soil-monthly water budgets were calculated. Results show annual recharge values between 124 and 149 mm, spatially distributed. Is concluded this methodology is an appropriate better estimator of the regional aquifer recharge

Efecto de las precipitaciones y las características edáficas en el análisis de la separabilidad espectral de girasol, maíz y soja

El objetivo de este trabajo fue analizar la separabilidad espectral entre cultivos teniendo en cuenta el efecto de las precipitaciones y las características del suelo sobre el desarrollo y crecimiento de los cultivos. El trabajo se realizó en la provincia de La Pampa, Argentina con datos de muestras de girasol, maíz y soja de las campañas agrícolas 2000-2003. Las diferentes campañas fueron seguidas con sensores remotos a partir de la información captada por los sensores MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) mediante análisis multitemporal de imágenes de satélite MODIS. Los datos fueron tratados como mediciones repetidas en el tiempo. Los resultados indican que la separabilidad es significativa entre cultivos de soja, respecto de maíz y girasol. Al considerar el efecto debido al suelo se comprueba separabilidad entre girasol y maíz. Por otra parte, las precipitaciones ejercen efecto en el desarrollo de los cultivos contribuyendo a mejorar la separabilidad espectral.The aim of this study was to analyze the spectral separability between crops its dependence on rainfall and soil type. The study was conducted in the province of La Pampa, Argentina, with data from samples of sunflower, corn and soybean crop years 2000-2003. The different campaigns were followed by remote sensing from the information captured by the MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), by removing vegetation index. The data were treated as repeated measurements over time. The results indicate that the separability is significant among soybean, corn and sunflower, respectively. The effect due to soil tests confirmed separability between sunflower and maize. Moreover, precipitation exerts an effect on crop development and contributes to improving spectral separability

Estimación de la radiación neta diaria a partir de modelos de regresión lineal múltiple

El conocimiento a escala diaria de la radiación neta (Rn) permite cuantificar la energía que es utilizada en los diferentes procesos que ocurren a nivel de la superficie, como la evapotranspiración. En este estudio se aplica un Modelo de Regresión Lineal Múltiple (MRLM) para la estimación de la Rn en una zona subhúmeda-húmeda de Argentina. En el modelo se utilizaron datos meteorológicos de radiación solar global o total, temperatura, humedad relativa del aire, radiación neta (medida con un radiómetro neto Kipp & Zonen) y el valor del inverso de la distancia relativa tierra-sol o factor de excentricidad. Como resultado, se obtuvieron ocho ecuaciones de estimación de la Rn. Los MRLM se evaluaron a partir de los estadísticos desviación media del error (MBE) y raíz cuadrada del cuadrado medio del error (RMSE). Los resultados mostraron un buen ajuste y un bajo error a escala diaria, destacándose los modelos que involucraron la radiación solar, temperatura, humedad relativa del aire e inverso de la distancia tierra-sol, permitiendo cálculos de la Rn con errores inferiores a 19 W·m-2.Knowledge of daily net radiation (Rn) is basic to quantifying energy used in various processes occurring at the surface level such, as evapotranspiration. This study applies a Multiple Linear Regression Model (MRLM) for the estimation of Rn in a subhumid-humid zone of Argentina. In the model we used weather data of solar radiation, temperature and relative humidity, Rn (measured with a Kipp & Zonen net radiometer) and inverse relative distance earth-sun. As a result, eight estimation equations of Rn were obtained. The MRLM models were evaluated using the statistics Mean Bias Error (MBE) and Root Mean Square Error (RMSE). The results showed good adjustment and low error at daily scale, highlighting those equations involving solar radiation, temperature, relative humidity and inverse distance earth- sun, allowing calculation of Rn with errors less than 19 W∙m-2

Aplicación de Sistemas de Información Geográfica en la provisión de herramientas para una mejor gestión de los acuíferos

Mediante la utilización de Sistemas de Información Geográfica se logró la integración de datos provenientes de diversas fuentes (imágenes satelitales, mapas, censos) con los que se elaboraron mapas temáticos del partido de Saliqueló (Argentina) que fueron posteriormente combinados para la obtención de mapas resultado que hicieron posible la caracterización de una región en la que las aguas subterráneas representan el recurso natural más importante

Aspectos hidrogeológicos de relevancia de la llanura pampeana en el centro de la provincia de Buenos Aires, Argentina

En varias regiones del mundo existen paisajes de escaso relieve superficial, que poseen características hidrológicas poco convencionales. Aunque existe una estricta dependencia del clima, las llanuras que se desarrollan bajo condiciones semi-húmedas son las que ofrecen los mayores enigmas en cuanto al comportamiento de sus recursos hídricos. Este trabajo presenta las conclusiones de estudios llevados a cabo en la llanura central de la Provincia de Buenos Aires, específicamente la correspondiente a la cuenca del arroyo del Azul. Se presentan evidencias de la regionalización lograda a partir del uso combinado de SIG y del análisis multivariado. Por métodos independientes se demuestra que las formas simples de cálculo de la evapotranspiración real no se ajustan a la realidad. De igual modo, se demuestra el rol fundamental de la zona no saturada en cuanto a su incidencia en la recarga (sujeta a eventos especiales de lluvia y de estado de humedad antecedente, y a la existencia de macroporos). Finalmente, se revela las relaciones hidrológicas entre una laguna y las aguas subterránea donde, a diferencia de lo esperable, existe mayormente un aporte de las aguas superficiales al acuífero

Propuesta de un modelo operativo para la estimación de la evapotranspiración.

RESUMEN La evapotranspiración es una de las variables hidrológicas más relevantes. La cuantificación de ésta, con un nivel suficiente de precisión, es fundamental en estudios hidrológicos, en modelos de cambio climático, y en la producción de alimentos. El mayor interés reside en estimar la evolución espacio-temporal de la evapotranspiración a escala regional. Actualmente existen modelos capaces de reproducir el complejo proceso de evapotranspiración a escala regional. Éstos, se basan en esquemas unidimensionales que describen la radiación, conducción y mecanismos de transporte influenciados por la temperatura de superficie. En estos modelos, se sustituye la temperatura de superficie obtenida por teledetección por la temperatura aerodinámica, y se estima la evapotranspiración como término residual de la ecuación de balance de energía. La aplicación de los modelos, se ve limitada por la falta de instrumentación específica en las diferentes estaciones distribuidas a escala mundial. También se debe tener en cuenta que la aplicación de estos modelos no es sencilla y se requiere un entrenamiento adecuado para su aplicación. En la presente Tesis, se propone un modelo sencillo que permite estimar la evapotranspiración a escala regional con datos meteorológicos medidos en estaciones convencionales y temperatura de superficie obtenida a partir de imágenes de satélite. Éste es de base física sencilla y requiere la estimación de dos parámetros locales que dependen de las condiciones meteorológicas de los primeros metros de la atmósfera. Su principal fundamento es asumir que la temperatura de la superficie engloba las variaciones de los primeros metros de la atmósfera. Para la aplicación del modelo es necesario disponer de datos de temperatura y humedad del aire, velocidad del viento y radiación solar e imágenes de temperatura de superficie. La ecuación operativa obtenida es la siguiente: donde a y b son parámetros locales. Complementariamente, se valida la ecuación propuesta en dos zonas de la región central de Argentina. Una zona corresponde a una región de clima húmedo con muy bajo déficit hídrico y la otra corresponde a una zona seca en la que el déficit es importante. Para la aplicación del modelo se han utilizado 114 imágenes captadas por el sensor AVHRR de NOAA. En ambas zonas se han comparado los resultados del modelo con los obtenidos en estaciones del área. La comparación permitió observar que el modelo subestima la evapotranspiración de referencia (4 % en régimen húmedo y 5 % en régimen seco) y que el error de estimación era de ±0,6 mm d-1 en la zona húmeda y de ±0,7 mm d-1 en la zona seca. En ambas zonas, se ha aplicado el modelo para la obtención de mapas de evapotranspiración. Los mapas resultantes permiten comprobar que el modelo reproduce de forma realista los cambios en las condiciones meteorológicas en diferentes estaciones y dentro de éstas. Por último, se demuestra la aplicación del modelo a escala global. Para ello, se han calculado los parámetros del modelo en 69 estaciones meteorológicas del mundo con diferentes condiciones climáticas (frías, templadas y tropicales). ____________________________________________________________________________________________________Among the hydrological variables, evapotranspiration is one of the most important. Its assessment, with an acceptable level of precision, is of fundamental value for climate change and hydrological studies, climate models, and food production. Of utmost importance is the estimation of space-time variations of the evapotranspiration at the regional level. There are nowadays models able to reproduce the complex process of evapotranspiration at the regional level, that are based on one-dimensional schemes which describe the radiation, conveyance and transport mechanisms that are influenced by the surface temperature. Those models substitute the surface temperature from remote sensing techniques by the air-dynamic temperature, and the evapotranspiration is calculated as the residual term of the energy balance equation. The application of such models is constrained by the availability of specific instruments at the measuring stations distributed worldwide. It also has to be taken into account that the application of those models is not an easy task and that it requires special training and abilities by the operator. This research presents a simple model that allows the estimation of the evapotranspiration at the regional level from meteorological data measured at conventional stations and surface temperature from satellite images. The model has a simple physical basis and requires the estimation of two local parameters that depend on the meteorological conditions of the lower portion of the atmosphere. The main assumption is that the surface temperature describes all variations registered at the first few meters of the atmosphere. In order to apply the model, data on temperature, air relative humidity, wind velocity, solar radiation, and surface temperature (from images) are required. The operational equation is as follows: where a and b are local parameters. The equation proposed has been validated in two regions of central Argentina. One of them has a humid climate with a low water deficit, whereas the second has a dry climate and relevant water deficit. The model has made use of 114 images of NOAA´s AVHRR sensor. In both cases, the model results have been compared with the data measured at local stations. As a result of that, it was found that the model sub-estimate the reference evapotranspiration (4% in humid regime and 5 % in dry regime) and, results with estimation errors of ±0,6 mm d-1 (humid region) and of ±0,7 mm d-1 (dry region). Given so, evapotranspiration maps for both regions were generated that reproduce realistically changes in the meteorological conditions at each station and among them. Lastly, the application of the model at a global scale is shown. To do so, the model parameters were calculated for 69 meteorological stations worldwide, located al various climatic conditions (cold, temperate and tropical)

Estimación de la huella hídrica del cultivo de soja de secano en el partido de Tandil mediante la utilización de información de satélite

Producir alimentos implica el consumo de agua, lo cual convierte a este recurso en el principal componente en la producción de cualquier bien (Pengue, 2006). En la actualidad a nivel mundial, se ha producido un incremento en el consumo de agua dulce, siendo la agricultura responsable por el 86% del consumo de agua en el planeta, incrementando a su vez la competencia con otros usos, como urbanos, industriales y el agua necesaria para la vida humana (Chamorro & Sarandón, 2013). Sumado a esto, la contaminación y degradación de los recursos hídricos también ha aumentado por el mayor consumo de agua demandado por la actividad agrícola. En numerosas cuencas del mundo el agua está mal gestionada y como consecuencia resulta insuficiente para satisfacer todas las demandas (Instituto Internacional del Manejo del Agua, 2007). En este contexto, es útil entonces analizar el concepto de HH y sus tres componentes: el HHv, el HHa y el HHg. (Chamorro & Sarandón, 2013). A partir de la HH es posible evaluar flujos de agua que se consumen durante una actividad. Para dar cuenta de la importancia de este concepto, la necesidad de evaluar consumos de agua y su vinculación con los procesos productivos (agrícolas en este caso y en particular soja), es preciso sintetizar la situación en cuanto al cultivo que se refiere

Development of an empirical model for chlorophyll-a and Secchi Disk Depth estimation for a Pampean shallow lake (Argentina)

Shallow Pampean lakes are located in the most productive plain of Argentina. They are highly variable in salinity, turbidity and surface area. Laguna Chascomús has been monitored as a representative example of them. We developed a linear model based on satellite images validated against field measurements (2001–2011 period). A vegetation index and Landsat Surface Reflectance (Band 4) produced the best correlations with chlorophyll-a (Chl-a) and Secchi Disk Depth (SDD), respectively. In a second instance, a retrospective analysis (1986–2013) was performed. As a result, significant positive trends were observed for SDD and Chl-a. In addition, both variables displayed trends related to rainfall and site depth.Fil: Bohn, Vanesa Yael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Geografía y Turismo; ArgentinaFil: Carmona, Facundo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Rectorado. Instituto de Hidrología de Llanuras - Sede Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto de Hidrología de Llanuras - Sede Tandil; ArgentinaFil: Rivas, Raúl Eduardo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Rectorado. Instituto de Hidrología de Llanuras - Sede Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto de Hidrología de Llanuras - Sede Tandil; ArgentinaFil: Lagomarsino, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Diovisalvi, Nadia Rosalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Zagarese, Horacio Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentin

Superconducting Gravimeters: A Novel Tool for Validating Remote Sensing Evapotranspiration Products

The practical utility of remote sensing techniques depends on their validation with ground-truth data. Validation requires similar spatial-temporal scales for ground measurements and remote sensing resolution. Evapotranspiration (ET) estimates are commonly compared to weighing lysimeter data, which provide accurate but localized measurements. To address this limitation, we propose the use of superconducting gravimeters (SGs) to obtain ground-truth ET data at larger spatial scales. SGs measure gravity acceleration with high resolution (tenths of nm s−2) within a few hundred meters. Similar to lysimeters, gravimeters provide direct estimates of water mass changes to determine ET without disturbing the soil. To demonstrate the practical applicability of SG data, we conducted a case study in Buenos Aires Province, Argentina (Lat: −34.87, Lon: −58.14). We estimated cumulative ET values for 8-day and monthly intervals using gravity and precipitation data from the study site. Comparing these values with Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)-based ET products (MOD16A2), we found a very good agreement at the monthly scale, with an RMSE of 32.6 mm month−1 (1.1 mm day−1). This study represents a step forward in the use of SGs for hydrogeological applications. The future development of lighter and smaller gravimeters is expected to further expand their use.Fil: Pendiuk, Jonatan Emmanuel. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Degano, María Florencia. Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. Instituto de Hidrología de Llanuras "Dr. Eduardo Jorge Usunoff". - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Instituto de Hidrología de Llanuras "Dr. Eduardo Jorge Usunoff". - Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Instituto de Hidrología de Llanuras "Dr. Eduardo Jorge Usunoff"; ArgentinaFil: Guarracino, Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo; ArgentinaFil: Rivas, Raúl Eduardo. Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. Instituto de Hidrología de Llanuras "Dr. Eduardo Jorge Usunoff". - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Instituto de Hidrología de Llanuras "Dr. Eduardo Jorge Usunoff". - Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Instituto de Hidrología de Llanuras "Dr. Eduardo Jorge Usunoff"; Argentin

Validación de la evapotrasnpiración real y potencial del producto MOD16_A2 en la Pampa Húmeda Argentina

La evaporación (Ev) representa la cantidad de agua que, en forma de calor latente, se transfiere a la atmósfera, proveniente del suelo y las masas de agua. En un suelo con cubierta vegetal, existe además otra aportación de agua a la atmósfera: la transpiración (T) de las plantas. En ellas se dan tres caminos para perder vapor de agua, en base a lo cual se distinguen tres tipos de T: estomática, cuticular y lenticular. Dado que la cutícula presenta un fuerte carácter hidrófobo, y que las lenticelas son mucho menos abundantes que los estomas, la T estomática es la responsable de la mayor parte del agua transpirada (Botella y Campos, 1993). La Ev y la T, son dos procesos físicos muy similares que consisten en el paso de agua desde un estado líquido a un estado de vapor, forma en la cual escapa hacia la atmósfera, diferenciándose únicamente uno del otro en el tipo de superficie evaporante (Brasa, 1997). En la naturaleza, ambos ocurren simultáneamente, sin que sea fácil distinguirlos. Por ello, se engloban bajo el término de evapotranspiración (ET). A través de teledetección se pueden estimar distintos parámetros del planeta Tierra de manera indirecta, como es el caso de la ET. Así pues, parte de este trabajo se centra en determinar la ET mediante teledetección. Para ello se empleará el producto MOD16_A2 del sensor MODIS a bordo del satélite EOS-Terra, que posee una resolución espacial de 1 km, una resolución temporal de 8 días y se encuentra a escala global