Incorporación de información satelital de humedad de suelo en modelos hidrológicos para pronóstico de inundaciones en cuencas de Uruguay.

Abstract

Las inundaciones fluviales han sido la principal catástrofe natural en el Uruguay, dejando como consecuencias grandes pérdidas a lo largo de la historia. Estudios realizados en el país han demostrado que las medidas de mitigación más efectivas han sido un correcto ordenamiento territorial y una buena previsión de la inundación. Es así que los Sistemas de Alerta Temprana de Inundaciones (SATI) juegan un rol preponderante en una buena gestión del evento. Dentro de los SATIs, la modelación hidrológica juega un papel protagónico, siendo una de las claves para disminuir la incertidumbre. Es así que cuantificar correctamente las diferentes variables del sistema es de suma importancia. Para la generación de escorrentía a partir de precipitación en cualquier modelo es fundamental conocer o determinar acertadamente la mayor cantidad de componentes del ciclo hidrológico que sea posible. Una de ellas es la humedad de suelo. Esta variable, de gran peso en los procesos del ciclo es de compleja determinación a gran escala espacial con los instrumentos tradicionales de medición in situ debido a que toman medidas puntuales. Esto plantea, la necesidad de utilizar otras técnicas, como, por ejemplo, el sensoramiento remoto. En las últimas décadas el desarrollo tecnológico ha permitido cuantificar de manera correcta la humedad de suelo en los primeros centímetros a través de sensoramiento remoto con sensores de microondas. Estos sensores, a bordo de satélites, son capaces de captar la diferencia en la longitud de onda reflejada en una superficie y, a partir del procesamiento de estos datos, inferir el contenido de humedad del suelo. Esto, sumado al desarrollo de diferentes modelos hidrológicos, ha generado diversos productos de humedad de suelo para diferentes profundidades. En particular, en los últimos años, se destacan las misiones SMAP y SMOS las cuales fueron específicamente creadas para la medición de humedad de suelo en superficie. A su vez, los productos satelitales de humedad del suelo de ASCAT son los que tienen la serie de datos más extensa de los que aún se encuentran activos. En este contexto es que se realiza este trabajo de tesis de maestría, en el cual se incorporó humedad de suelo satelital en el SATI de la ciudad de Durazno (Uruguay), para evaluar si esta incorporación redunda en mejoras en el pronóstico de niveles del río Yi en Durazno. Para esto, se estudiaron diferentes formulaciones para incorporar la humedad de suelo en modelos hidrológicos y se trabajó con distintos modelos (uno de eventos y dos continuos). Finalmente, se utilizaron dos productos satelitales en tres modelos hidrológicos diferentes y se evaluaron los resultados de dicha incorporación en una serie de 14 eventos extremos para el período 2013-2020 en la cuenca del río Yi. Por otro lado, también se evaluó un tercer producto satelital mediante la comparación con medidas in situ de la humedad del suelo. Los productos utilizados corresponden a las misiones SMOS, ASCAT y SMAP. A partir del trabajo realizado, se concluye que el SATI Durazno puede ser beneficiado del aporte de la incorporación de humedad de suelo satelital en la modelación hidrológica, dependiendo de qué modelo se utilice y qué producto se incorpore. Estas mejoras fueron cuantificadas y los resultados de las diferentes propuestas comparados entre sí y con el modelo actual en una serie de eventos ocurridos en la última década de manera de tener resultados robustos. Esto plantea la posibilidad de incorporar humedad de suelo satelital en el SATI Durazno y a su vez abre líneas de investigación en la temática a futuro.