La red de telenivómetros de la cuenca del Ebro y la calibración de sensores

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Sobre el blog

Conoce la CHE y la gestión del agua
Compilación de los artículos técnicos de los expertos de la Confederación Hidrográfica del Ebro publicados en su Boletín mensual.
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El Sistema Automático de Información Hidrológica (SAIH) de la Confederación Hidrográfica del Ebro (CHE) cuenta con estaciones de control distribuidas por toda la cuenca que recogen datos de campo, tanto de tipo hidrológico como meteorológico. Entre los diferentes tipos de estaciones, se cuenta con 14 telenivómetros situados en las zonas de montaña de los Pirineos y de la cabecera del Ebro.

Los telenivómetros son instrumentos que registran, de forma continua, el espesor del manto de nieve y la cantidad de agua (altura de agua) que éste contiene en el punto concreto de medición. A partir de estas dos variables fácilmente se deduce también la densidad media de la capa de nieve (densidad del agua x altura de agua / altura de nieve). Estas estaciones, por tanto, ayudan a estimar el volumen de recursos hídricos disponibles en forma de nieve, los cuales producen aportaciones diferidas en el tiempo con respecto a las precipitaciones, pudiendo adoptar con antelación las estrategias de gestión de los recursos hídricos y seguridad de las infraestructuras hidráulicas que correspondan.

Se instalan en emplazamientos que se consideran representativos y cumplen requisitos tales como un entorno despejado y libre de cualquier tipo de obstáculos, una zona con bajo riesgo de aludes, una altitud de entre 1700-2800 msnm y una superficie lo mas plana posible con una pendiente aconsejable de un 2-3%.

La estimación del “equivalente en agua” (altura de agua) contenida en la nieve se hace mediante un sensor que capta la radiación cósmica que consigue atravesar el manto nivoso. Una parte de la radiación es absorbida por el manto, tanto mayor cuanto mayor sea el agua contenida en él. La parte no absorbida y captada por el sensor debe ser corregida en función de parámetros tales como la altitud, la presión atmosférica y otros parámetros que deben ser obtenidos por un proceso de calibración del sensor. La radiación registrada se compara con la de otro sensor que se mantiene siempre sin nieve y que sirve como referencia, situado en Moscú.

Hay que remarcar que se trata de una medida puntual y no es extrapolable directamente al entorno del telénivómetro. Para poder hacer esto es necesaria la aplicación de métodos geoestadísticos e imágenes satelitales, que permitan estimar la cantidad de agua acumulada en forma de nieve en un área determinada a partir de datos puntuales, siendo éste un proceso complejo que siempre lleva asociado un grado de incertidumbre.

Por su parte, los datos de espesor de nieve son registrados por un sensor de ultrasonidos.

Los datos son transmitidos desde cada telenivómetro una vez al día (tras el mediodía, se reciben los datos de las últimas 24 horas) al Centro de Proceso de la Cuenca del SAIH del Ebro. Los datos son provisionales hasta que sean revisados, depurados y validados. Estos datos pueden haber estado afectados por:

  • Problemas atmosféricos (rachas de vientos muy fuertes, incidencias de rayos y tormentas por las especiales ubicaciones).

  • Alteración de los datos medidos debido al paso de personas o animales por el entorno del sensor.

  • Problemas en la recepción de los datos del telenivómetro de referencia.

  • Problemas técnicos en la sonda de presión atmosférica.

  • Problemas técnicos en el sensor de ultrasonidos.

  • Problemas técnicos en el sensor de rayos cósmicos.

  • Alteración de las medidas en situaciones meteorológicas extremas de intensas nevadas o lluvias

Ya se ha comentado la necesidad de un proceso de calibración del sensor de radiación, consistente en comparar el equivalente en agua estimado por el sensor, con el equivalente en agua obtenido por mediciones manuales tomadas en campo. Esta medición manual permite corregir, en caso necesario, los desajustes observados al calcular la cantidad de agua equivalente a partir de la radiación cósmica detectada en el sensor. Durante el último año, 2015-16, se han realizado cuatro campañas de medición, para distintos espesores de nieve, en el telenivómetro que la CHE ha instalado en el observatorio experimental que ha puesto en marcha la AEMET en Formigal a través del proyecto Spice. Se describe a continuación cómo se hacen las mediciones manuales y el proceso de calibración:

  1. En cada campaña de medición se deben efectuar cinco sondeos, consistentes en la extracción de cinco testigos, en puntos situados en las inmediaciones del sensor de rayos cósmicos, de los que se mide su espesor y su peso, calculando con ello su densidad (masa / volumen) y su cantidad de agua equivalente (altura de nieve x densidad de nieve / densidad de agua). La cantidad de agua equivalente medida se toma como la media de los cinco sondeos.

  2. Cada sondeo debe hacerse en un punto con el manto de nieve inalterado. No se puede tomar una muestra sobre el mismo punto donde se haya realizado una extraccion anterior o donde se haya producido una alteración del manto (pisadas por ejemplo).

  3. El sondeo se hace con un equipo de medición compuesto de una serie de tubos metálicos acoplables, con un diámetro determinado, que se introducen en la nieve con cuidado hasta alcanzar el suelo de tierra. A continuación se extrae el tubo y con él el testigo de nieve. Son necesarios también una balanza de precisión para pesar las muestras, así como una varilla larga que facilite la medida de espesor en el punto de realización de cada sondeo.

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