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dc.contributor.authorMartínez Pérez, José Ángel 
dc.coverage.spatialeast=-1.6713638999999603; north=38.1996309; name=Cuenca Río Segura, Murcia, Españaes_ES
dc.date.accessioned2018-06-22T18:30:07Z
dc.date.available2018-06-22T18:30:07Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstract[SPA] La Cuenca del Río Segura, localizada en el Sureste de España, es un área semiárida donde las necesidades hídricas del sector agrícola superan el 80 % del uso total del agua disponible. En esta cuenca considerada la “huerta de Europa”, las sequías son recurrentes por ello la gestión sostenible del uso del agua representa un reto a alcanzar. En este sentido, el aumento de fiabilidad en la estimación de la evapotranspiración real (ETreal) se vería traducido en un mayor conocimiento de la necesidad hídrica real del cultivo, y por consiguiente en un uso más racional del agua, siendo por tanto el principal objetivo de la presente Tesis. La información necesaria para alcanzar este objetivo, ha sido obtenida en su mayor parte desde satélite; valiosa fuente de información que permite derivar componentes del balance hídrico. Desde observaciones multiescala se pueden identificar las zonas regadas con problemas de estrés hídrico, sus necesidades de riego, y realizar por tanto recomendaciones acertadas de volúmenes de riego. En la presente Tesis, se han propuesto y desarrollado metodologías en base a imágenes satélites que han sido validadas con datos al suelo desde torres de medida de flujo (mediante la técnica Eddy Covariance), permitiendo una estimación espacio-temporal de la ETreal a distintas escalas temporales y espaciales. Primeramente se abordó un análisis a escala de parcela o distrito de riego, centrándose el área de estudio en el Campo de Cartagena. El método aplicado consistió en una aproximación gráfica basado en la ecuación de Priestley-Taylor (PT), donde condiciones no limitantes del agua y de suelo seco fueron definidas por la temperatura superficial (LST) y el índice de vegetación (VI) Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), ambos obtenidos mediante teledetección. Utilizando mediciones de ETreal e imágenes Landsat 5-TM en un área regada, se realizó un análisis de sensibilidad de las distribuciones espaciales de ETreal para el período 2009-11 con respecto a: (i) la forma (trapezoidal o rectangular) del espacio LST versus VI; y (ii) el valor del coeficiente PT (α). Los resultados de la validación fueron satisfactorios. Ambas formas proporcionaron resultados similares en la estimación de ETreal, con un error cuadrático medio (RMSE) ~30 W/m2 y una diferencia relativa ~10 % con respecto a las observaciones basadas en las torres de medida. El mejor ajuste con datos medidos fue para α cercano a 1, un valor algo diferente del valor comúnmente utilizado de 1.27, lo que indica que podría producirse un error sustancial al usar este último valor. En segundo lugar, se afronta un análisis a escala de cuenca hidrográfica más apropiado en estudios y modelos hidrológicos orientados a planificación de recursos hídricos, y usos agrícolas, pues éstos exigen el conocimiento de largas series temporales de ETreal empleando escenarios dinámicos relacionados con el uso del suelo o el cambio climático. Esta información a escala mensual y de cuenca hidrográfica permite la mejora de series temporales hidrológicas, uno de los objetivos buscados por la política del agua de la Unión Europea. En este sentido, a nivel europeo se pretende incentivar la contabilidad del agua a escala de cuenca, como herramienta para determinar ahorros potenciales de agua y homogeneizar resultados para ser comparados entre territorios y periodos. Debido a ello, con el propósito de integrar ETreal en un sistema de contabilidad hídrica, se empleó un método basado en un ajuste de regresión no lineal, usando para ello el IV Enhanced Vegetation Index (EVI) provisto por el sensor MODIS a bordo de la plataforma TERRA, datos de temperatura del aire para la estimación de la ETo, y observaciones de ETreal, proporcionando estimaciones mensuales y a escala de cuenca. Los resultados fueron validados con datos al suelo desde torres de medida de flujos, mostrando un error inferior a un 15 % y un RMSE inferior a 0.5 mm/d (mensual). Con esta información, se completaron balances hídricos en el marco de la implantación del sistema SEEA-Water de Naciones Unidas para toda la Demarcación del Río Segura, diseñándose una herramienta que combina la información hidrometeorológica necesaria desde distintas fuentes. De este modo, constituye una metodología innovadora para la incorporación de datos hidrometeorológicos agregando diferentes redes de medición. A modo de aplicación, en esta Tesis se detallan únicamente los resultados referentes a en la cuenca alta del Río Segura, donde se localizan y generan las reservas más importantes de la cuenca. y validación para diferentes condiciones de cobertura vegetal. Se destaca la dificultad en la aplicación de la metodología SEEA-Water de las cuentas del agua a escala de demarcación hidrográfica, dada la falta de datos y la integración de diferentes fuentes de información y escalas espacio-temporales de trabajo. Sin embargo, quedan por resolver incertidumbres relacionadas con otras variables así como la integración de diferentes fuentes de información y escalas espacio-temporales de trabajo. En este sentido se debe hacer un esfuerzo, que permita llegar a un equilibrio entre lo establecido en la Directiva Marco de Aguas y la disponibilidad real de la información requerida. [ENG] The Segura River Basin, located in the Southeast of Spain, is a semi-arid area where water need of agricultural sector exceed 80 % of the total use of available water. In this basin, which is considered the "orchard of Europe", droughts are frequent, so the sustainable management of water use represents a challenge to be achieved. In this sense, the increase of reliability in the estimation of the actual evapotranspiration (ETact), would be reflected in a better knowledge of the crop water requirements, and consequently in a more rational use of agricultural water resources, which is one of the main objectives of this Thesis. The necessary information to achieve this objective have been obtained mostly from satellite, which is known to be a valuable source of information for retrieving the components of land energy and water balance. From multiscale observations, it can be identified irrigated areas with water stress problems, their irrigation needs, and therefore, it could provide accurate recommendations for irrigation scheduling. In this Thesis, methodologies have been proposed and developed based on satellite images, which have been validated from ground truth using flux towers and the Eddy-Covariance technique, allowing estimation of ETact at different temporal and spatial scales. Firstly, an analysis was carried out at the scale of the irrigation plot or district. The applied method consisted of a graphical approximation based on the Priestley-Taylor (PT) equation, where non-limiting conditions of water and dry soil were defined by the surface temperature (LST) and a vegetation index (VI) Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), both obtained by remote sensing. Using ET measurements from flux towers, and Landsat 5-TM images in a irrigated area, a sensitivity analysis of ETact spatial distributions was performed for the period 2009-11 with respect to: (i) the form (trapezoidal or rectangular) of the LST-VI space; and (ii) the value of the PT coefficient (α). The results from ground truth validation were satisfactory, both shapes providing similar performances in estimating ETact, with root mean square error (RMSE) ~30 W/m2 and relative difference ~10 % with respect to tower-based measurements. Importantly, the best fit with ground data was found for α close to 1, a somewhat different value from the commonly used value of 1.27, indicating that substantial error might arise when using the latter value. Secondly, an analysis at the hydrographic basin scale is, more appropriate in hydrological and agricultural studies and models, but requires the knowledge of long time series of ETact using dynamic scenarios related to land use or climate change. This information at a monthly scale and in a watershed allows for the improvement of hydrological time series, the purpose of the European Union's water policy. In this sense, at European level the water accounting is pretended to encourage, as a tool to determine potential water savings and homogenize results to be compared between territories and periods. Therefore, with the purpose of integrating ETact in a water accounting system, a method based on a nonlinear regression adjustment was used, which uses the IV Enhanced Vegetation Index (EVI) provided by the MODIS sensor on board the platform TERRA, air temperature data for the estimation of ETo, and observations of ETact, provided monthly and basin scale estimates. The results were validated with soil data from flow measurement towers, showing an error of less than 15 % and an RMSE of less than 0.5 mm/d (monthly). With this information, water balances were filled out within the framework of the implementation of the United Nations SEE-Water system, for the entire Segura River Demarcation, designing a tool that combines different hydrometeorological information necessary for the completion of water balances. In this way, it constitutes an innovative methodology for the incorporation of hydrometeorological data by the integration of different measurement networks. However, this thesis only details the results respect to the upper basin of the Segura River, where the most important stocks of the basin are located and generated. Finally, it is emphasized that obtaining reliable estimates of ETact for different vegetal coverage conditions by means of large-scale satellite data is a difficult objective to achieve given the multitude of variables involved in this process. To which must be added the scarcity of ground true data for its contrast under different environmental conditions. The difficulty in the implementation of SEEA-Water methodology of water accounting at basin scale, is justified by the unavailability of all data at the spatio-temporal scale Abstract required. However although there are still unresolved uncertainties related to other variables and the integration of different sources of information and spatio-temporal scales of work. Therefore, an effort must be made in this sense, which allows achieving a balance between what is established in the Water Framework Directive and the actual availability of the required information.es_ES
dc.formatapplication/pdfes_ES
dc.language.isospaes_ES
dc.publisherJosé Ángel Martínez Pérezes_ES
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/*
dc.titleEvaluación Espacio temporal de la evapotranspiración desde satélite. Aplicación a la gestión de recursos hídricos en la Cuenca del Seguraes_ES
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesises_ES
dc.subject.otherIngeniería Hidráulicaes_ES
dc.contributor.advisorGarcía Galiano, Sandra Gabriela 
dc.contributor.advisorBaille, Alain Daniel 
dc.date.submitted2018-03-15
dc.subjectCuenca del Río Seguraes_ES
dc.subjectTeledetecciónes_ES
dc.subjectCoeficiente Priestley-Taylores_ES
dc.subjectAnálisis de sensibilidades_ES
dc.subjectEvapotranspiración reales_ES
dc.subjectContabilidad del hídricaes_ES
dc.subjectBalance hídricoes_ES
dc.subjectSegura River Basines_ES
dc.subjectRemote sensinges_ES
dc.subjectPriestley-Taylor coefficientes_ES
dc.subjectSensitivity analysises_ES
dc.subjectActual evapotranspirationes_ES
dc.subjectWater accountinges_ES
dc.subjectWater balancees_ES
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10317/7020
dc.description.centroEscuela Internacional de Doctorado de la Universidad Politécnica de Cartagenaes_ES
dc.contributor.departmentUnidad predepartamental de Ingeniería Civiles_ES
dc.identifier.doi10.31428/10317/7020
dc.rights.accessRightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesses_ES
dc.description.universityUniversidad Politécnica de Cartagenaes_ES
dc.subject.unesco2508 Hidrologíaes_ES
dc.subject.unesco2502 Climatologíaes_ES
dc.description.programadoctoradoPrograma Doctorado en Técnicas Avanzadas en Investigación y Desarrollo Agrario y Alimentarioes_ES


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