Proyecto Diana H2020 (Copernicus): Aplicación en la zona piloto del "Bajo Jalón" (Cuenca del Ebro)

El reciente interés que el Partenariado Agua del Ebro ha mostrado, como caso de “buena práctica agraria”, en conocer el alcance de la aplicación del proyecto Diana H2020 en la zona piloto del Bajo Jalón (cuenca hidrográfica del Ebro), nos ha animado a redactar esta entrada en nuestro blog de iAgua, toda vez que los contenidos, líneas y resultados generales del Proyecto han sido ya presentados y dados a conocer por sus máximos responsables técnicos en distintos eventos celebrados a finales de 2019 (Foro Nacional de Usuarios de Copernicus, Madrid; EU Water Innovation Conference, -EUWIC- Zaragoza) coincidiendo, precisamente, con la última fase de su ejecución.

El desarrollo de Diana H2020, del que se han beneficiado 3 países miembros de la UE –Italia, Rumanía y España- que han aportado la experiencia de sus zonas piloto, ha durado 3 años (enero 2017 – diciembre 2019) con una inversión global estimada en unos 2,5 millones de €.

Orígenes del proyecto y oportunidad de participación en el mismo por parte de la Confederación Hidrográfica del Ebro 

COPERNICUS es una iniciativa conjunta de la Comisión Europea y de la Agencia Espacial Europea que persigue construir un sistema autónomo de observación de la tierra en base a tres pilares fundamentales:

I) La observación espacial mediante una red de satélites.

II) La observación in-situ mediante redes de estaciones de medida en tierra y medios aerotransportados.

III) La generación de servicios de información.

Es en la aplicación de estos tres pilares al mejor conocimiento y gestión sostenible de las superficies en regadío donde Diana H2020 tiene su oportunidad, que cristaliza en España gracias al decidido apoyo y coordinación desde la Dirección General del Agua del entonces Ministerio Para la Transición Ecológica (MITECO) y de la experiencia y destacada trayectoria en este tipo de investigaciones y estudios por parte del Instituto de Desarrollo Regional (Sección de Teledetección y SIG) de la Universidad de Castilla-La Mancha, que cuenta además, en calidad de socio tecnológico, con el saber hacer (I+D+i) de la empresa Agrisat Iberia, S.L., especializada en el desarrollo de plataformas WebGIS (“SpiderwebGis”, hoy rebautizada como “AgriSatwebGIS”) para el seguimiento de superficies regadas y estimaciones de necesidades de agua a partir de series temporales de imágenes multiespectrales de satélite, así como en el seguimiento de extracciones de agua no autorizadas.

A escala europea y sobre 3 países socio interesados en su aplicación -Italia, Rumanía y España-, Diana persigue 3 objetivos fundamentales:

• Implementación de un sistema de detección de extracciones ilegales de agua y mejorar la eficiencia en el uso del agua para el riego, tal y como establece la Directiva Marco del Agua.
• Implementación de un sistema para la previsión de sequías estacionales.
• Apoyo a la Implantación de la Directiva Marco del Agua.

Zonas piloto DIANA en Europa (Fuente: López, Mª Llanos et al.)

En España se han seleccionado 4 zonas piloto (diversas y contrastadas entre sí desde un punto de vista agroclimático e hidrológico) para la puesta en práctica de Diana: Tierra del Vino (Duero), Bembézar (Guadalquivir), Mancha Oriental (Júcar) y Bajo Jalón (Ebro).

Zonas piloto DIANA en España (Fuente: López, Mª Llanos et al.)

A priori, el interés específico de la Confederación Hidrográfica del Ebro (C.H.E.) en Diana H2020 se puede cifrar en:

• Mejorar el conocimiento de la superficie regada de la cuenca a escala de parcela catastral a partir de imágenes de satélite de alta resolución procedentes del Programa Copernicus. Hay que tener en cuenta que aún en la actualidad, y después de más de 20 años de experiencia en la integración de múltiples fuentes de información gráficas y alfanuméricas –coberturas de regadíos concesionales, censo agrario, teledetección, catastro, encuestas 1T…-, la cuantificación de las superficies regadas sigue presentando ciertas incertidumbres que los productos de teledetección de Copernicus procesados según la metodología de Diana pueden contribuir a superar al aportar imágenes de alta-media resolución espacial, una cobertura sinóptica y frecuente del territorio y otras ventajas propias de la teledetección espacial.
• Para ello, se propuso una zona piloto –“Bajo Jalón”- con aprovechamientos mayoritariamente de aguas subterráneas y de la que se dispone de una buena información de partida (expedientes de concesión de sus aprovechamientos para riego, datos de seguimiento del estado cuantitativo de sus masas de agua subterránea: piezómetros, contadores y caudalímetros, información de campo…), idónea para la aplicación metodológica de Diana H2020. Tengamos en cuenta, en cualquier caso, que en la cuenca hidrográfica del Ebro y a diferencia de otras cuencas peninsulares, el porcentaje de extracciones ilegales de agua frente a las concesiones otorgadas es muy bajo, por lo que hasta la fecha no ha sido precisa la utilización de la teledetección espacial para documentar y rastrear procesos ilegales de usos del agua en el regadío.

Desarrollo y evolución del proyecto. principales resultados

Tal y como hemos señalado al principio, el Proyecto finalizó en diciembre de 2019, y esta fecha –y ya en los años inmediatamente anteriores, los de duración y ejecución de Diana H2020- coincidió con diversas presentaciones públicas a cargo de sus responsables técnicos en varios eventos (Conferencias, Congresos, Foros), que han generado una abundante producción científico-técnica (artículos, ponencias, informes y memorias) que están a disposición de quien pueda interesar en la Web principal del Proyecto, que recoge además sus objetivos, los bloques de trabajo (Work Package) y mucha otra información de interés. Es por ello que en este breve artículo nos detendremos únicamente en analizar y exponer la experiencia que para la Confederación Hidrográfica del Ebro ha supuesto la participación en Diana H2020.

La Oficina de Planificación Hidrológica (O.P.H.) de la C.H.E. ha aportado la base de datos cartográfica (GIS) para la caracterización y definición de la zona piloto del Bajo Jalón (ámbito definido por las masas de agua subterránea del Somontano del Moncayo, Mioceno y Pliocuaternario de Alfamén y Campo de Cariñena), así como su experiencia de conocimiento en la gestión del agua en este territorio; estos son, entre otros, los principales documentos de base con los que la O.P.H. ha contribuido en la caracterización de la zona piloto:

• Coberturas cartográficas (GIS) de diversas temáticas y referidas al ámbito territorial propuesto como zona piloto: masas de agua subterránea, regadío catastral, regadío concesional (inscrito y en trámite).
• Informe sobre el “establecimiento de las normas de otorgamiento de concesiones en las unidades hidrogeológicas del Bajo Jalón” (2004), en el que se realizó una exhaustiva revisión del estado concesional, comprobando las características de los aprovechamientos en campo y realizando un chequeo de sus expedientes con imágenes de satélite (Landsat). Las principales conclusiones fueron entonces: I) Que el estado concesional reflejaba bastante bien la realidad de la explotación: solo en 28 aprovechamientos se constató la carencia del correspondiente título legal, que frente a los 632 expedientes de concesión existentes supone menos del 5% del total de aprovechamientos); y II) Que la superficie de riego atendida con agua subterránea se ajusta bastante a la inscrita en las concesiones (la superficie de riego es del orden de un 4% superior a la inscrita).
• Informes varios de estudios de dotaciones de riego; entre otros: “Revisión de las necesidades hídricas netas de los cultivos de la cuenca del Ebro” (Convenio de Colaboración CSIC-CHE, 2004), Las dotaciones de riego en la planificación hidrológica de la cuenca del Ebro: metodología y comparación con otros estudios” (CHE, 2005).
• Capas cartográficas (GIS) de parcelas catastrales con “verdad terreno” (tipología de cultivos observada en parcelas muestreadas en campo para la campaña agrícola de 2018 en los municipios de Alfamén, Aguarón y Cariñena), que presentan un interés determinante a la hora de calibrar/validar los mapas de “usos del suelo” (cobertura de cultivos de regadío) generados siguiendo la metodología de Diana H2020.

Por su parte, el equipo técnico de desarrollo del proyecto (Universidad de Castilla-La Mancha y Agrisat Iberia, S.L.) ha compilado la información procedente de todas las zonas piloto, aplicando una metodología muy madura y experimentada basada en la generación de servicios de información espacial de alto valor añadido a partir del tratamiento digital de imágenes de teledetección espacial procedentes del mencionado Programa Copernicus (satélites Sentinel 2a y Sentinel 2b). Es muy destacable el hecho de que toda la información y productos finales generados para las 4 zonas piloto se ha servido en una plataforma WebGIS diseñada y desarrollada para la ocasión, que permite la consulta/análisis de la información relacionada con las superficies y demandas de agua para regadío en los últimos años (2016 – 2018):

1.  Cartografía de áreas regadas.
2.  Cartografía de “usos del suelo” (tipología de cultivos de regadío).
3.  Mapa de necesidades hídricas.
4.  Mapa de volúmenes de agua consumidos.

Lo que posibilita, en definitiva, el seguimiento espacio-temporal (a escala anual y mensual) de las superficies regadas en cada una de las zonas piloto.

Todo ello ha contado con el decidido e inestimable apoyo de la entonces Subdirección de Planificación y Uso Sostenible del Agua – Dirección General del Agua del Ministerio para la Transición Ecológica, que ha liderado y coordinado el desarrollo del Proyecto, convocando a las partes implicadas en diversas reuniones técnicas de seguimiento celebradas en Madrid y en las que se han concretado e impulsado las acciones y objetivos a acometer por cada una de las partes implicadas.

Zona piloto del Bajo Jalón: Mapa de resultados globales (2016) Diana H2020: usos del suelo en regadío y necesidades de riego

Zona piloto del Bajo Jalón: Mapa de resultados globales (2017) Diana H2020: usos del suelo en regadío y necesidades de riego

Análisis GIS de validación de resultados: usos del suelo en 2016 (imagen superior) versus parcelas catastrales con “verdad terreno” (imagen inferior). Se observa como las parcelas no regadas según Diana H2020 se corresponden con parcelas no regadas verificadas en campo

Plataforma WebGIS DIANA: Mapa de áreas regadas en la zona piloto del Bajo Jalón (vista parcial)

Plataforma WebGIS DIANA: Mapa de usos del suelo (clasificación o tipología de cultivos) (vista parcial)

Plataforma WebGIS DIANA: Estadísticas, datos básicos y gráficos de la zona piloto

Principales conclusiones y retos

Consideramos que, en líneas generales, la metodología de Diana podría ayudar a mejorar los estudios y las estimaciones de superficie regada y consumos reales de agua en la planificación hidrológica, garantizando unas cifras más rigurosas. En este sentido y según hemos visto, el objetivo principal de Diana H2020 es contribuir a generar servicios de alto valor añadido para usuarios finales (Administraciones, comunidades de regantes…) a través del uso de productos Copernicus en un innovador marco de I+D+i promovido desde la Comisión Europea. Esta mejora del conocimiento basada en la incorporación de las más actuales técnicas disponibles y de las últimas investigaciones en la gestión del agua se alinearía con los postulados recogidos en el próximo Plan Hidrológico de la Demarcación Hidrográfica del Ebro para el horizonte 2021-2027, y, más en concreto, con el Eje 1 “Mejora del conocimiento” para alcanzar un Ebro Sostenible.

No obstante lo anterior, tengamos en cuenta que, a escala territorial, Diana cubre tan solo una pequeña área (unas 30.000 ha de la designada como zona piloto del Bajo Jalón) del regadío total de la cuenca del Ebro, cuya superficie se estima en algo más de 900.000 ha, y para cuyo conocimiento y tratamiento aplicando la metodología Diana H2020 habría que multiplicar esfuerzos. Por otro lado, aún es pronto para determinar la bondad de los resultados finales obtenidos: es preciso analizar, pormenorizadamente, la información ofrecida por Diana a partir de las imágenes de satélite Copernicus y referida a las últimas campañas de riego (periodo 2017-19) en contraste con la información oficial disponible en la C.H.E. (expedientes de regadío inscritos y en trámite, regadíos catastrales, dotaciones de riego, conocimiento empírico del tipo de cultivo existente a escala de parcela, consumo real de agua a través de contadores…) para ese mismo periodo de tiempo.

El desarrollo de las técnicas de teledetección espacial para su uso en la gestión del agua ha tenido una lenta evolución en la C.H.E.: en la Oficina de Planificación Hidrológica se han venido utilizando imágenes de satélite (Landsat, SPOT) ya desde inicios de la década de los años 90 del pasado siglo como apoyo en la estimación de las superficies regadas. Sin embargo, a lo largo de mucho tiempo ha existido una falta de confianza en sus resultados dada la elevada incertidumbre de la metodología aplicada. Hoy en día, gracias a la mayor disponibilidad de información (Copernicus es un prodigio: acceso libre y gratuito a su banco de imágenes -Sentinel y otras- desde su Hub) y a proyectos como Diana H2020, se va ganando mayor confianza -a la par que mayor “cultura técnica” sobre las bondades del uso de la teledetección- hacia los resultados obtenidos a través de las metodologías de observación de la tierra (EO) desde satélite.

Reunión de seguimiento Diana H2020 (equipos técnicos de la O.P.H. de la C.H.E. y Agrisat Iberia, S.L.) en la sede de la Confederación Hidrográfica del Ebro. Septiembre de 2019

Referencias y fuentes de información

• Página oficial principal del Proyecto Diana H2020: descripción, objetivos, cronograma, zonas piloto, descargas de artículos científicos y memorias técnicas.
• Foro de Usuarios de Copernicus en España (Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico). En concreto, ver: Talleres del Foro de Usuarios 2019, Taller de Copernicus para la agricultura y medio ambiente.
• Copernicus, Programa de Observación de la Tierra de la Unión Europea.
• Instituto de Desarrollo Regional. Universidad de Castilla-La Mancha.
• Agrisat Iberia, S.L.
• Confederación Hidrográfica del Ebro.

AGRADECIMIENTOS Y RECONOCIMIENTOS: El equipo técnico de la Oficina de Planificación Hidrológica de la C.H.E. que firma este artículo quiere agradecer y mostrar su reconocimiento al resto de equipos de otras administraciones, universidades y empresas que han liderado, coordinado y ejecutado Diana H2020 en España: Concepción Marcuello Olona y Tatiana Ortega Gómez (Subdirección General de Planificación Hidrológica, MITERD); Alfonso Calera Belmonte, Anna Osann y Jesús Garrido Rubio (Universidad de Castilla-La Mancha); María Llanos López González y María Calera Picazo (Agrisat Iberia, S.L.).