Desarrollo de un modelo distribuido de simulación continua de acumulación y fusión de nieve. Aplicación sobre la cabecera del Ter

Abstract

La gestión de los recursos hídricos en un clima como el mediterráneo con periodos de escasez y periodos húmedos es un tema de vital importancia. La nieve acumulada en las montañas durante el invierno contribuye a la regulación natural de los recursos y tiene influencia sobre las reservas, además la unión de un periodo de una fusión repentina y un episodio de lluvias puede provocar graves inundaciones. Por esto es importante conocer la cantidad de nieve acumulada y su estado. Para cuantificar la cantidad de nieve tradicionalmente se hacían mediciones de campo, pero estas campañas son caras y no tienen una buena resolución espacial y temporal. El uso de satélites permite monitorizar la cobertura de nieve con mayor resolución. El problema que presentan es que no pueden aportar una imagen de calidad con un paso de tiempo regular, porque dependen de que el cielo esté despejado. Además solo dan una idea de la distribución del paquete de nieve y no de su grosor y por lo tanto de la cantidad acumulada. La única solución posible para conocer el estado de la cobertura nival pasa por desarrollar un modelo distribuido de simulación continua capaz de simular la evolución del paquete de nieve mediante unas variables básicas de entrada, con influencia sobre el manto de nieve, como son la temperatura, la precipitación, la radiación solar, etc. que vendrán dadas por unas estaciones meteorológicas. Por lo tanto el objetivo de esta tesina es desarrollar un modelo numérico capaz de simular la acumulación y fusión de nieve. A partir de un estado del arte, se han estudiado diferentes tipos de modelos existentes. Se puede definir 2 categorias: los modelos de balance energético con gran precisión pero que requieren muchas variables, y los modelos de índice, más sencillos. Se ha optado por una variante de estos ultimos que incluye un módulo de radiación que le permite tener en cuenta los efectos topográficos. El modelo simula la acumulación de nieve mediante la separación de la precipitación en lluvia o nieve si esta se produce por debajo de una temperatura umbral. El cálculo de la fusión se calcula mediante dos términos, uno dependiente de la temperatura y otro de la radiación. El término de la temperatura consiste en un factor de grados-día que multiplica a la diferencia entre la temperatura del aire y la temperatura de fusión de la nieve, e indica cuantos mm de equivalente de agua se han fundido. El término de radiación incluye la radiación solar y la radiación de onda larga emitida por la superfice terrestre y la atmósfera . El modelo ha sido desarrollado y calibrado sobre la cuenca piloto de la cabecera del Ter a su paso por St. Joan de les Abadesses. En esta cuenca el caudal está muy influenciado por los periodos de fusión de nieve en primavera y verano. Los parámetros del modelos han sido calibrados comparando imágenes satélite de cobertura de nieve con las coberturas simuladas por el modelo. Los parámetros són: factor de grados-día, temperatura umbral y temperatura de fusión. Se calibran por episodios para la temporada invernal de 2007/08 . Los resultados obtenidos son satisfactorios, ya que se consigue una buena representación de la acumulucación de nieve y de la evolución de la cobertura en los periodos de fusión. El modelo utiliza pocas variables de entrada y éstas son fácilmente accesibles, facilitando aplicar el mismo modelo a otras cuencas. Como aplicación futura se podría utilizar la nieve fundida y la precipitación que da el modelo en cada celda y cada paso de tiempo, como entrada para un modelo hidrologico de simulación de caudal, para intentar mejorar la previsión de caudal teniendo en cuenta la fusión en los procesos hidrológicos.