Alerta de explosiones algales en el Embalse San Roque a partir de datos satelitales diarios y mediciones de campo

Abstract

La eutrofización es un fenómeno que afecta a muchos cuerpos de agua en todo el mundo. En casos severos, la eutrofización puede llevar a grandes floraciones de algas. El Embalse San Roque, ubicado en la provincia de Córdoba, Argentina, no es ajeno a este proceso y en los últimos años se ha observado un incremento en las concentraciones anuales máximas de algas como consecuencia de eventos de floracion. Frente a esto, el monitoreo de la calidad de su agua es clave ya que es la fuente de abastecimiento más importante de la ciudad de Córdoba. La teledetección es una herramienta fundamental para complementar los monitoreos in situ tradicionales y comprender los procesos que ocurren en el Embalse. En este trabajo de tesis se generó un algoritmo semi-empı́rico obtenido a partir de datos satelitales del sensor MODIS y de mediciones in situ realizadas por la Secretarı́a de Recursos Hı́dricos de la Provincia de Córdoba. A partir de este modelo se obtuvo una serie temporal de concentración de Clorofila-a entre los años 2001 y 2014. Del análisis de dicha serie se puede concluir que el estado del agua del Embalse ha empeorado en los últimos 5 años (2010-2014). respecto de los primeros cinco de la serie (2001-2005). Además, se desarrolla un método de detección de floraciones algales a partir de la serie temporal de concentración de Clorofila-a (Cl-a) entre los años 2001 y 2014. A partir de la detección de las fechas de eventos de floración y caracterización de las mismas, es posible definir el rango de valores de Cl-a en los que el Embalse San Roque está en evento de floración ası́ como su estacionalidad, lo que permite generar una alerta cuando el cuerpo de agua se encuentra en estado de floración algal, fenómeno que puede afectar la salud humana.

Eutrophication is a phenomenon that affects many water bodies around the world. In severe cases, eutrophication can lead to large algae blooms. San Roque Dam, located in the province of Cordoba, Argentina, is also subject to this process and in recent years there has been a disproportionate increase in algae concentration due to bloom events. In this context, monitoring the quality of water is crucial because it is the most important source of water supply for Cordoba city. Remote sensing is a fundamental complement to traditional in situ monitoring and aids to understand the processes occurring in the dam. In this thesis a semiempirical algorithm was obtained from MODIS data and in situ chlorophyll-a measurements, provided by the Ministry of Water Resources of Cordoba Province. From this model, a daily time chlorophyll-a time series was obtained from 2001 to 2014. Statistical analysis of the series indicate that water quality of the reservoir has worsened when comparing sets of last (2014-2010) and first (2010-2014) five years. Also a method to detect algae blooms was developed based on a time series of chlorophyll-a (Chl-a) concentration in the period 2001-2014. By detecting algae bloom dates and their statistic characterization, it is possible to define the range of Chl-a values in which the San Roque Dam is going through a bloom event and its seasonality, which allows generating an alert when the dam is in bloom event, which can be a problem to human health