INFORME PLUVIOMÉTRICO MENSUAL SAIH

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1 INFORME PLUVIOMÉTRICO MENSUAL SAIH Metodología de elaboración del Informe MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO SECRETARIA DE ESTADO DE MEDIO RURAL Y AGUA DIRECCION GENERAL DEL AGUA

2 ÍNDICE 1 VALIDACIÓN DE DATOS TRATAMIENTO DE DATOS HISTÓRICOS ESTANDARIZACIÓN TABLAS BASE Y CONSULTAS OBTENCIÓN DE DATOS A TRAVÉS DE LA WEB SAIH TRATAMIENTO SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA FUENTE DE DATOS ANEXO I MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO SECRETARIA DE ESTADO DE MEDIO RURAL Y AGUA DIRECCION GENERAL DEL AGUA

3 1 VALIDACIÓN DE DATOS Los datos que sirven de base para la elaboración del presente informe, datos de precipitación diaria SAIH, han sido validados siguiendo el siguiente criterio: Datos Admisibles: 0 P 800 mm Calidad=1 Datos No Admisibles: P< 0 mm P> 800 mm Calidad=0 En la elaboración del Informe Pluviométrico se han considerado exclusivamente los datos de calidad asociada 1. Se ha considerado como criterio de validación P 800 mm, teniendo en cuenta que la máxima precipitación diaria registrada en España es de 720 mm del día 3 de noviembre de 1987 en Gandia. Este dato se ha obtenido a partir de la Publicación del INM, Efemérides Nacionales, resumen a nivel nacional de las efemérides climatológicas. Según la citada fuente, se consideran los siguientes valores extremos para precipitaciones máximas diarias: 600 mm en Albuñol (Granada) y en Zúrgena (Almería) el 19 de octubre de mm en Cofrentes y Jalance (Valencia) el 20 de octubre de mm en Larrasquitu (Vizcaya) el 26 de agosto de Se da como extremo absoluto en España los 817 mm de Oliva (Valencia), pero este dato parece corresponder a la totalidad de lluvia recogida durante los días 2 y 3 de noviembre de 1987, pues mientras en Oliva la precipitación del día 2 es nula, en Gandia, localidad próxima a Oliva, se midieron 144 mm el día 2 y 720 mm el día 3, por lo que posiblemente el extremo de precipitación corresponda a los 720 mm del día 3 de noviembre de 1987 en Gandia. Sin embargo el carácter torrencial de las lluvias va relacionado con las cantidades máximas medidas en intervalos inferiores en 24 horas. En la vertiente mediterránea, en especial en la levantina, se han medido precipitaciones en una hora de 110 mm en Cofrentes, 82 mm en Alicante-Ciudad Jardín y de 159,6 mm en Altet, todas ellas el 20 de octubre de Hay un dato estimado, no medido, de 140 mm en una hora en Bejís (Castellón) el 14 de octubre de MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO SECRETARIA DE ESTADO DE MEDIO RURAL Y AGUA DIRECCION GENERAL DEL AGUA 1

4 2 TRATAMIENTO DE DATOS HISTÓRICOS El Informe Pluviométrico, además de presentar la información pluviométrica mensual la caracteriza comparándola con los datos históricos SAIH. Los datos históricos considerados corresponden al periodo Aunque se disponía de datos de lluvia de años anteriores, se han utilizado los datos correspondientes a este periodo para alcanzar un nivel suficiente de calidad de las series y de los datos en todas las CCHH. Se han utilizado datos históricos de las Confederaciones de: o Ebro o Segura o Guadalquivir o Tajo o Júcar o Cuenca Mediterránea Andaluza Ejemplo de archivo ASCII datos históricos de la Confederación Hidrográfica del Ebro Los datos de precipitación se proporcionaron en formato ASCII, con periodicidad diaria y en mm. Dado que la estructura de los archivos era específica para cada una de la Confederaciones fue necesario un tratamiento previo para adecuar los datos a un formato homogéneo. Para ello se ha desarrollado una aplicación, en entorno Access, que permite importar los archivos ASCII a una única base de datos desde donde se abordan los análisis posteriores. MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO SECRETARIA DE ESTADO DE MEDIO RURAL Y AGUA DIRECCION GENERAL DEL AGUA 2

5 Menú de la aplicación desarrollada para la importación de archivos históricos MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO SECRETARIA DE ESTADO DE MEDIO RURAL Y AGUA DIRECCION GENERAL DEL AGUA 3

6 3 ESTANDARIZACIÓN Una vez importados los ficheros históricos ASCII a una tabla de datos Access se crean, a través de consultas, las tablas estandarizadas para cada Confederación. Para ello se crearon tablas de correspondencia para cada Confederación que relacionaban los códigos de los archivos ASCII con el código identificador de cada estación SAIH (Código_Ubicación_DGA). Ejemplo de tabla de datos importada Así mismo mediante consultas de creación de tabla se ha añadido un campo, Calidad, que caracteriza la bondad del dato según los criterios de validación descritos anteriormente, si el dato es valido el valor del campo calidad es 1, si es no valido el valor del campo calidad es 0. De este modo se consiguen Tablas Base para cada Confederación con un Código único para cada pluviómetro y con la siguiente estructura: o Código_Demarcación o Código_Ubicación_DGA o Nombre_Ubicación_Demarcación o Fecha o Dato o Calidad MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO SECRETARIA DE ESTADO DE MEDIO RURAL Y AGUA DIRECCION GENERAL DEL AGUA 4

7 Ejemplo de tabla de datos importada MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO SECRETARIA DE ESTADO DE MEDIO RURAL Y AGUA DIRECCION GENERAL DEL AGUA 5

8 4 TABLAS BASE Y CONSULTAS A través de consultas de selección y de creación de tabla se obtienen las tablas de precipitación mensual para cada Confederación. Mediante las consultas de selección, Mensual 0, se determina el campo mes y el campo año para cada registro y mediante las consultas de selección, Mensual 1, se agregan los datos por meses, obteniendo de este modo un valor de precipitación mensual por pluviómetro. Ejemplo de consulta de selección Mediante consultas de creación de tabla se generan las tablas de precipitación mensual correspondientes a cada Confederación. Ejemplo de consulta de creación de tabla MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO SECRETARIA DE ESTADO DE MEDIO RURAL Y AGUA DIRECCION GENERAL DEL AGUA 6

9 5 OBTENCIÓN DE DATOS A TRAVÉS DE LA WEB SAIH Los datos correspondientes a los años hidrológicos y han sido descargados de la aplicación Web del SAIH disponible en la página del Ministerio de Medio Ambiente, Medio Rural y Marino ( Mediante una consulta SQL, obtenemos los datos diarios correspondientes al mes objeto del informe. MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO SECRETARIA DE ESTADO DE MEDIO RURAL Y AGUA DIRECCION GENERAL DEL AGUA 7

10 La aplicación Web tiene la funcionalidad que permite exportar los datos en formato Excel. Una vez se dispone de los datos en formato Excel se aplican los filtros de validación descritos anteriormente en el apartado 1. Los datos se exportan a Access donde se establece la correspondencia con el identificador SAIH (Código_Ubicación_DGA) y, finalmente, las tablas son incorporadas a la geodatabase TABLA BASE, a partir de la cual se realiza la interpolación que sirve de base para la generación el informe pluviométrico. MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO SECRETARIA DE ESTADO DE MEDIO RURAL Y AGUA DIRECCION GENERAL DEL AGUA 8

11 6 TRATAMIENTO SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA La información pluviométrica se presenta mediante mapas de precipitación areal, para su obtención se ha utilizado software GIS, exportando desde la Geodatabase TABLAS BASE, la información pluviométrica en formato tabla. Personal Geodatabase TABLA BASE Ejemplo de exportación de datos de precipitación mensual 9

12 A partir de los campos de coordenadas UTM de las tablas se despliegan los datos de pluviometría mensual acumulada con un Sistema de Coordenadas Proyectadas European Datum 1950 en uso 30 N. Ejemplo de georreferenciación de datos pluviométricos Ejemplo Datos pluviométricos mensuales archivo Shape 10

13 La precipitación areal se obtiene mediante interpolación de Kriging de los datos de las distintas estaciones pluviométricas consideradas. Este método de interpolación asume que la precipitación puede definirse como una variable regionalizada. Esta hipótesis supone que la variación espacial de la variable a representar puede ser explicada al menos parcialmente mediante funciones de correlación espacial: la variación espacial de los valores de la precipitación puede deducirse de los valores circundantes de acuerdo con unas funciones homogéneas en toda el área. En el ANEXO I se ha realizado un estudio más detallado de distintos métodos de interpolación y con distintos datos de partida a partir de la información de pluviometría aportada por la Confederación Hidrográfica del Segura. Las funciones pueden deducirse analizando la correlación espacial entre los datos en función de la distancia entre ellos midiendo la semivarianza entre datos separados por distancias diferentes (Oliver y Webster, 1990:315, Royle et al., 1981). Proceso interpolación mediante el método de Kriging 11

14 A partir de las interpolaciones de Kriging y mediante operaciones de algebra de mapas, se obtienen los mapas de precipitación areal del ámbito espacial de estudio. Mapa de precipitación areal mensual La caracterización de la precipitación supone una comparativa de la precipitación registrada durante el mes objeto del informe con los datos históricos. Para ello se realiza una caracterización, celda a celda, de la precipitación acontecida en comparación con los históricos para concluir si los valores registrados corresponden a un mes extremadamente húmedo (EH), muy húmedo (MH), húmedo (H), normal (N), seco (S), muy seco (MS) o extremadamente seco (ES). La comparación se realiza en base a los mapas estadísticos de precipitación areal máxima, mínima y rango. El procedimiento ha sido sistematizado mediante un modelo de trabajo que automatiza el análisis raster para generar los mapas estadísticos de precipitación areal y el mapa de caracterización de la precipitación. Esquema general del modelo de análisis raster para la caracterización de la precipitación 12

15 Mapas de máximos, mínimos y rango Mapa de caracterización 13

16 7 FUENTE DE DATOS La fuente de datos son los SAIH operativos en las Confederaciones Hidrográficas del Júcar, Segura, Ebro, Guadalquivir y Guadiana y los aportados por la Cuenca Mediterránea Andaluza (Junta de Andalucía). Estos datos son adquiridos por los sistemas de forma automática, por lo que se trata de datos sin contrastar. 14

17 8 ANEXO I ANALISIS DEL INFORME PLUVIOMETRICO OBTENIDO CON DATOS SAIH DEL MARM. PARTICULARIZACIÓN CUENCA DEL SEGURA 8.1 INTRODUCCIÓN La Dirección General del Agua viene realizando mensualmente un informe pluviométrico, en el ámbito de las cuencas que suministran los datos, procedentes del SAIH, a la aplicación SAIH del MARM, con la intención de aportar información de la lluvia registrada durante el periodo del informe, así como la caracterización y comparación con las series históricas disponibles y que se han sido consideradas coherentes y precisas para el análisis que se efectúa. El personal del SAIH de la Confederación Hidrográfica del Segura ha realizado un seguimiento del Informe Pluviométrico Mensual y han observado lo siguiente: 1. Con carácter general, puede afirmarse que la Precipitación obtenida directamente por el SAIH - Segura es algo menor que la de la DGA. 2. En el año : Excepto Octubre, Noviembre y Agosto, todos los meses dieron precipitaciones SAIH inferiores a las DGA Las precipitaciones totales difirieron en 393,9-399,34 = -5,44 mm (entiendo perfectamente válidos ambos ya que la DGA considera más pluviómetros con lo que a la cuenca del segura le incrementaría algo los pluviómetros de recubrimiento) Las diferencias máximas, mínimas y medias mensuales son respectivamente: -2,5; 0,4 y -0,46 mm. Las diferencias acumuladas máximas, mínimas y med son respectivamente: 4,4; -2,0 y - 1,5 mm 3. En el año : Todos los meses están resultando inferiores las Precipitaciones SAIH Las precipitaciones acumuladas ya arrastran diferencias significativas del orden de 20 mm Las diferencias max, min y med son - 9,4; - 1, 14 y - 4, 23 mm respectivamente Las diferencias acumuladas son: - 21,1; - 1,1 y - 9,4 mm respectivamente (*) Ojo con los arrastres de los decimales en las precipitaciones acumuladas. No se corresponden con las sumas hechas en Excel. 8.2 AREA DE ESTUDIO El objetivo de este análisis es la comprobación y justificación de los resultados del informe y de los del estudio de las diferencias observadas en el ámbito de la Confederación Hidrográfica del Segura. Por ello el análisis realizado en este estudio se centra en el área de dicha Confederación. 15

18 El ámbito territorial de la Confederación Hidrográfica del Segura, comprende el territorio de las cuencas hidrográficas que vierten al mar Mediterráneo entre la desembocadura del río Almanzora y la margen izquierda de la Gola del Segura en su desembocadura; además, la cuenca hidrográfica de la Rambla de Canales y las endorreicas de Yecla y Corral-Rubio. La superficie así definida tiene una extensión aproximada de km2, y afecta a cuatro Comunidades Autónomas: Murcia, Valencia, Castilla-La Mancha y Andalucía. 8.3 METODOLOGÍA DEL ANÁLISIS Para la extracción de mapas de pluviometría del informe pluviométrico y la correspondiente distribución areal de las precipitaciones se realizan interpolaciones tipo Kriging de los datos de pluviometría mensual acumulada registrada por la red de pluviómetros SAIH y se desarrollan operaciones de algebra de mapas para la caracterización de la misma. El método de interpolación utilizado para obtener la distribución areal de precipitaciones, en el informe pluviométrico es el Kriging y se utiliza un semivariograma esférico con un radio de influencia de los 12 pluviómetros más cercanos. Las estimaciones que este método realiza, son resultado de la combinación lineal de las observaciones disponibles en los pluviómetros existentes en el radio de influencia, según el modelo de continuidad espacial definido. Los pesos asignados se obtienen de manera que los valores del estimador sean insesgados y que la varianza de esos errores sea mínima. De esta manera el variograma utilizado tiene una repercusión en los resultados de las estimaciones obtenidos. A continuación se muestra una imagen de los resultados del Informe Pluviométrico para el mes de Febrero de 2010 para la zona de la Confederación Hidrográfica del Segura. 16

19 Informe Pluviométrico de Febrero de 2010 De la imagen se observa como la zona, próxima a la cuenca del Segura con precipitación mensual acumulada más alta es la cuenca Hidrográfica del Guadalquivir. Debido a esto se considera que los datos de los pluviómetros próximos al contorno de una cuenca pueden afectar a las zonas limítrofes con la contigua. El primer análisis realizado se centra en la realización de interpolaciones por diferentes métodos (en el ámbito de la CH del Segura); para el caso del Kriging se han utilizado diferentes variogramas para observar los resultados, en concreto se han realizado interpolaciones por los siguientes métodos: Inversa Distancia al Cuadrado (Radio: 100Km) Inversa Distancia al Cuadrado (Radio: 12Pluviómetros) Kriging, semivariograma esférico (radio 100Km) Kriging, semivariograma esférico (radio 12 Pluviómetros) Kriging, semivariograma circular (radio 12 Pluviómetros) Kriging, semivariograma circular (radio 100Km) 17

20 Tras este primer análisis se ha hecho la comparación de los resultados obtenidos para la cuenca del Segura al realizar las estimaciones (por Kriging con semivariograma esférico) con datos sólo de los pluviómetros del Segura y considerando los pluviómetros de las zonas limítrofes, teniendo en cuenta así las condiciones de los contornos de las cuencas. 8.4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la siguiente tabla se muestran los valores de precipitación media acumulada mensual obtenidos según los diferentes métodos. P (mm) Media Informe Pluviométrico de Febrero 2010 (CH Segura con pluviómetros limítrofes) Inversa Distancia al Cuadrado (100Km) ANALISIS CH SEGURA (Sin pluviómetros limítrofes) Inversa Distancia al Cuadrado (12Pluv) Kriging, esférico (100Km) Kriging, esférico (12Pluv) Kriging, circular (12Pluv) Kriging, circular (100Km) Como se observa para todos los métodos utilizados teniendo en cuenta únicamente la información de los pluviómetros SAIH de la cuenca del Segura los resultados de precipitación media mensual son menores que el datos del informe pluviométrico. Se muestran a continuación los mapas de pluviometría generados por los diferentes Métodos. 18

21 Método de Interpolación: Inversa de la Distancia al Cuadrado (Radio:100Km) Método de Interpolación: Inversa de la Distancia al Cuadrado (Radio:12 Pluviómetros) Método de Interpolación: Kriging, semivariograma esférico(radio 100Km) Método de Interpolación: Kriging, semivariograma esférico(radio 12 Pluviómetros) Método de Interpolación: Kriging, semivariograma circular(radio 12 Pluviómetros) Método de Interpolación: Kriging, semivariograma circular(radio 100Km) 19

22 De los mapas generados en el ámbito del segura por lo diferentes métodos se observa como existen ligeros cambios en los resultados de las estimaciones según el método de interpolación utilizado. Se advierte también que para todos ellos, existe una menor área de entre 100 y 250mm de precipitación (zona azul oscuro) y una mayor de entre 10-20mm (zona naranja). Por lo tanto se comprueba como los resultados de pluviometría son ligeramente menores en el caso de realizar las interpolaciones solo con los pluviómetros de la CH Segura. Esto es debido a que en la realización del informe Pluviométrico se utilizan datos de todos los pluviómetros SAIH existentes en territorio estatal, por ello se tienen en cuenta las condiciones de contorno de las cuencas hidrográficas. Para el caso del mes de Febrero de 2010, objeto del estudio, la pluviometría en la cuenca del Guadalquivir fue elevada: por ello, los pluviómetros localizados en las zonas limítrofes con el Segura registraron valores altos de precipitación, como se muestra en la siguiente figura de la pluviometría de febrero de Informe Pluviométrico de Febrero 2010 Al tener en cuenta las condiciones de contorno de la cuenca, se realizan las interpolaciones considerando la información recogida por los pluviómetros más cercanos de las cuencas limítrofes. Es por ello por lo que al existir una pluviometría más elevada en las zonas próximas a la cuenca del Segura, los valores mensuales medios pueden sufrir un aumento al tener en cuenta dichas condiciones. 20

23 Se muestran a continuación las imágenes obtenidas con el mismo método de interpolación (Kriging esférico, radio 12 pluviómetros), a la izquierda considerando las condiciones de contorno de las cuencas limítrofes y a la derecha si esa consideración. Kriging esférico (12Pluviometros) realizado teniendo en cuenta las condiciones de contorno de cuencas limítrofes Kriging esférico (12Pluviometros) realizado sin tener en cuenta las condiciones de contorno de cuencas limítrofes En los casos en los que no se tiene en cuenta las condiciones de contorno, se observa, como al realizar la interpolación se prolongan los datos registrados por los pluviómetros más cercanos a los contornos, hasta los límites de la cuenca. Por ello se considera que la inclusión de las condiciones de contorno da una información más certera de la lluvia acontecida en el mes. La cuenca del Segura, al estar rodeada por otras con una precipitación media mayor, es posible que al tener en cuenta las condiciones de contorno, registre medias mensuales algo más altas que si no se tuvieran en cuenta, por lo explicado anteriormente. A continuación se muestran las imágenes anteriores (Kriging esférico-12pluviometros) con la ampliación de las zonas limítrofes para observar el efecto de la pluviometría en los contornos de la cuenca en el caso de realizar las estimaciones únicamente con los pluviómetros del SAIH-Seguro o incluyendo los limítrofes. 21

24 Kriging esférico (12Pluviometros) realizado sin tener en cuenta las condiciones de contorno de cuencas limítrofes Kriging esférico (12Pluviometros) realizado teniendo en cuenta las condiciones de contorno de cuencas limítrofes 22

25 Se comprueba como en el caso de no tener en cuenta los pluviómetros limítrofes de otras cuencas, existe un arrastre de la información a las cuencas próximas; por ello la estimación de la lluvia en el área comprendida entre los pluviómetros mas cercanos a los contornos y los límites de la cuenca del Segura, es muy similar a los datos de dichos pluviómetros. Por otro lado al existir menos cantidad de información cada uno de los valores cobra más peso en la estimación y por eso se observan como algunas (marcadas en rojo) se hacen mayores. Es por eso por lo que en el caso de tener en cuenta los pluviómetros limítrofes, más cantidad de información forma parte de la estimación realizada y cada pluviómetro tiene menor peso en la estimación. 8.5 CONCLUSIONES Del estudio efectuado se deduce, entre otras, las siguientes conclusiones: 1. El método de interpolación empleado, obviamente, redunda en el resultado final del informe y también influye la configuración utilizada aunque se utilice el mismo método. 2. La consideración de las condiciones de contorno modifica los resultados obtenidos de las interpolaciones que solo contemplan los pluviómetros pertenecientes a la cuenca de estudio. 3. Para el caso de cuencas con baja pluviometría que están rodeadas de otras con mayores precipitaciones, los resultados medios pueden verse incrementados al tener en cuenta los pluviómetros cercanos de las cuencas limítrofes. 4. Se considera que la lluvia no atiende forzosamente a límites de cuencas hidrográficas, sino que en los contornos de las mismas y en pequeños radios de influencia, los eventos acontecidos pueden guardar una relación; por ello, se estima que las condiciones de contorno dan una información de mayor grado de detalle. 23