Teledetección y aforo de superficies de cultivos en pequeñas demarcaciones para estimar el agua aplicada por polígono de riego

Abstract

Las superficies ocupadas por los cultivos en demarcaciones diferentes a los<br/>municipios o agregación de municipios no pueden obtenerse a partir de las estadísticas<br/>oficiales españolas. Para la estadística de superficies a nivel regional, la Unión Europea<br/>emplea un muestreo por marco de áreas con posterior aplicación de un estimador por<br/>regresión con datos de satélite. El método permite estimar las superficies de los cultivos de<br/>manera rápida y fiable en cualquier demarcación. Estas superficies se prestan a ser<br/>combinadas con las necesidades hídricas de los cultivos para determinar el volumen de agua<br/>de riego utilizada en una determinada demarcación. Conocer este volumen es imprescindible<br/>en la gestión y control del agua, recurso estratégico, escaso y disputado.<br/>El objetivo de esta Tesis ha sido analizar la aplicabilidad del método del marco<br/>areolar y estimador por regresión con datos de satélite para la estimación de superficies de<br/>cultivos en pequeñas demarcaciones de regadío, y su utilidad en la estimación de volúmenes<br/>de agua de riego. Para ello, (i) se ha aplicado y adaptado el método del marco areolar y<br/>estimador por regresión con datos de satélite para la estimación de superficies de cultivo a<br/>cuatro demarcaciones aragonesas menores de 350 km2 (la huerta de diez términos<br/>municipales ribereños del Ebro, el nuevo regadío de Quinto y los términos municipales de<br/>Alfamén y de La Almúnia de Doña Godina en la provincia de Zaragoza; y el regadío de<br/>Flumen en la provincia de Huesca); (ü) se han ensayado y evaluado diferentes modos de<br/>clasificación supervisada de imágenes Landsat TM en el regadío de Flumen para 1993 y<br/>1994; y (iii) se han estimado los volúmenes de agua de riego anuales (1991, 1993 y 1994) y<br/>mensuales en dicho regadío por combinación de las superficies obtenidas para los<br/>principales cultivos, y de las necesidades hídricas netas de dichos cultivos estimadas<br/>mediante la metodología FAO con datos meteorológicos del año medio y del año en curso.<br/>Quedan aforadas las superficies de los principales cultivos y ocupaciones en la<br/>huerta de diez términos municipales ribereños del Ebro y en el nuevo regadío de Quinto<br/>para 1990; en el regadío de Flumen para 1990, 1991, 1993 y 1994; y en Alfamén-La<br/>Almúnia de Doña Godina en 1994. Además, se enumeran y discuten los problemas<br/>encontrados al aplicar el método, así como las soluciones adoptadas, dando una serie de<br/>recomendaciones para futuros trabajos en regadíos u otras demarcaciones similares a las<br/>estudiadas.<br/>Se estiman también los volúmenes de agua de riego anuales y mensuales<br/>correspondientes a las necesidades hídricas netas de los cultivos para 1991, 1993 y 1994 en<br/>el regadío de Flumen. La metodología utilizada resulta válida, y los volúmenes obtenidos al<br/>combinar las superficies de cultivos estimadas por regresión con datos meteorológicos del<br/>año en curso son los más fiables. Los volúmenes así obtenidos están acordes con los<br/>facturados por la Confederación Hidrográfica del Ebro, con una relación estable entre los<br/>facturados y los estimados que oscila entre 1.08 y 1.21 cuando estos se determinan<br/>anualmente, y entre 1.05 y 1.35 cuando se calculan mensualmente. Un análisis basado en<br/>registros meteorológicos de 21 años y tres escenarios de cultivos (1991, 1993 y 1994)<br/>muestra la escasa influencia de estos escenarios en los volúmenes así estimados, siendo la<br/>precipitación quien gobierna del volumen de agua de riego.

In Spain "municipio" is the smallest area where official statistics are obtained. Thus,<br/>crop hectarage at areas that are not "municipios" or aggregation of them cannot be obtained<br/>from the official statistics. The method of frame area sampling and regression estimator with<br/>satellite data, applied by the European Union to regional statistics, allows a quick and<br/>reliable crop hectarage for any demarcation. Crop hectarage can be coupled to the net crop<br/>water requirements in order to obtain the irrigation water volume used for a specified area.<br/>In a semiarid area, like central Ebro valley (Northeastern Spain), water is a strategic, scarce<br/>and disputed resource. Determination of irrigation water volume is essential for the control<br/>and management of this valuable resource.<br/>The aim of this Thesis is to analyse the applicability of the method of frame area<br/>sampling and regression estimator with satellite data in crops hectarages estimates and its<br/>utility in irrigation water volume estimates. So that, (i) the method of frame area sampling<br/>and regression estimator with satellite data is applied in four areas of Aragon (Spain), all of<br/>them smaller than 350 km2; (ii) different kinds of supervised classifications of Landsat TM<br/>images from the irrigated district of Flumen (Huesca, Spain) for 1993 and 1994 are tested<br/>and evaluated; and (iii) annual and monthly irrigation water volume (1991, 1993, and 1994)<br/>are estimated by combining hectarages of each major crop and the net crop water<br/>requirements which are estimated by FAO methodology using agrometeorological data of<br/>and average and a actual year.<br/>Major crops and other occupations hectarages at the four studied areas are<br/>estimated since 1990. The method and the problems found in each step are described and<br/>discussed. Indeed, solutions and recommendations for similar studies are included.<br/>Annual and monthly irrigation water volume are estimated for an irrigation district in<br/>the valley in 1991, 1993, and 1994. The most reliable irrigation water estimates were<br/>obtained by combining the crop hectarages by regression estimator, with actual year<br/>meteorological data. Volumes estimated by the above procedure reasonably agree with<br/>those invoiced by the water Basin Authority to the frames. The relationship between the<br/>invoiced water volumes and our estimates, ranges from 1.05 and 1.35 in annual estimates,<br/>and from 1.08 to 1.21 in monthly estimates. The analysis of meteorological data, collected<br/>over 21 years, and three different crop scenarios (1991, 1993, and 1994), shows that the<br/>different scenarios had hardly any influence on the estimated volume of irrigation water<br/>applied, which was dependent on the amount of precipitation.