La impermeabilización del suelo que pisamos (1): Principales características/The imperviousness of the ground we step on (1). Main features

La impermeabilización es un fenómeno estrechamente asociado con la continua expansión de nuestra forma de vida: edificamos casas, hacemos carreteras cada vez más anchas, construimos espacios para el ocio, la compra, la industria, el comercio (Fig 1). La consecuencia es un conjunto continuo de superficies artificiales que, lógicamente, alteran las dinámicas naturales de los suelos: los sellan y los impermeabilizan [1].

Imperviousness is a phenomenon closely associated with the continuous expansion of our way of life: we build houses, we make roads wider and wider, we build spaces for leisure, shopping, industry, commerce (Fig 1). The consequence is a continuous set of artificial surfaces that logically alter the natural dynamics of soils: they seal and waterproof them [1].

Fig 1. Extensión urbana de la ciudad de Valencia (España) en 1956 (A) y en el presente (B)/Urban extension of the city of Valencia, Spain in 1956 (A) and in the present (B).

Desde la perspectiva de la Geomática el estudio de la impermeabilización o las superficies artificiales es un reto espacial a la vez que socio-ambiental, habiéndose desarrollada estrategias para  (1) su inventariado recurriendo tanto a las tecnologías tradicionales (Cartografía analógica, Fotografía aérea) [2] como a las más modernas (Teledetección) [3]; (2) al análisis espacial sincrónico y diacrónico (por medio de las métricas espaciales, los Sistemas de Información Geográfica y aplicaciones Geoestadísticas) [4];  (3) las repercusiones sociales (pérdida de calidad y valor patrimonial del paisaje) [5], y (4) las amenazas ambientales (alteración de los servicios ecosistémicos que el suelo presta) entre los que cabe destacar la pérdida de almacenamiento hídrico, la alteración de las conectividades del agua entre compartimentos ambientales y la modificación del potencial de filtro y regeneración de la calidad del agua que posee el suelo [6].

From the Geomatics perspective, the study of impervious  (or artificial) surfaces is a spatial challenge as well as socio-environmental, having developed strategies for its (1) inventory using both traditional technologies (Analog Cartography, Aerial Photography) [2], and the most modern ones (Remote Sensing) [3]., (2) synchronous and diachronic spatial analysis (through spatial metrics, Geographic Information Systems and Geostatistical applications) [4].; (3) the social repercussions (loss of quality and heritage value of the landscape) [5].,  and (4) environmental  threats (alteration of ecosystem services that the soil lends) among which the loss of water storage, the alteration of water connectivity between environmental compartments and the modification of the filter potential and regeneration of the quality of water that the soil possesses [6].

[1] Pascual-Aguilar, J., Andreu, V., Gimeno-García, E., Picó, Y. (2015): Current anthropogenic pressures on agro-ecological protected coastal wetlands. Science of the Total Environment, 503–504: 190-199.

[2] Pascual Aguilar, J.A., Iranzo, E. 2015): Analyzing the influence of land cover change on the soil moisture regime of two Mediterranean catchments using a water balance model. In: Pascual Aguiar, J.A., Sanz, J. de Bustamante, I.  (eds):  Aplicaciones de la Geomática en el estudio del patrimonio del agua Geomatics applied to the study of the wáter heritage, Instituto Imdea-Agua/Centro para el Conocimiento del Paisaje/Centro de Investigaciones sobre Desertificación, Spain.

[3] Weng, Q. (2012): Remote sensing of impervious surfaces in the urban areas: Requirements, methods, and trends. Remote Sensing of Environment, 117: 34-49.

[4] Qian, Y., Wu,Z. (2019): Study on Urban Expansion Using the Spatial and Temporal Dynamic Changes in the Impervious Surface in Nanjing. Sustainability, 11(3): 933.

[5] Belda-Carrasco, R., Iranzo-Garcia, E., Pascual-Aguilar, J.A. (2019: Landscape Dynamics in Mediterranean Coastal Areas: Castelló  de la Plana in the Last Hundred Years. Landscape Online, 69: 1-15.

[6] Brabec, E., Schulte, S., Richards, P. (2002): Impervious Surfaces and Water Quality: A Review of Current Literature and Its Implications for Watershed Planning. Journal of Planning Literature, 16 (4): 500-514.

Ojo al dato: la aplicabilidad de índices de calidad de agua/Beware with the information: water quality indices applicability

La reciente publicación titulada " Analysis of existing water information for the applicability of water quality indices in the fluvial-littoral area of Turia and Jucar Rivers, valencia, Spain"  [1] analiza las características de los datos sobre calidad del agua recogidos entre 1990 y 2016 por un organismo oficial de la Unión Europea con competencias territoriales para la gestión del agua, la Confederación Hidrográfica del Júcar, CHJ). El objetivo principal es evaluar la aplicabilidad de esta información existente como fuente potencial de datos para la evaluación continua con índices de calidad de agua (ICAs). En concreto, se evalúan la representatividad espacial y temporal de los datos disponibles junto con la aplicabilidad de los ICAs. Una lista de 42 ICAs existentes con el tipo y número de variables utilizadas fue compilada después de la revisión de la literatura. El estudio se llevó a cabo en el espacio fluvio-litoral entre los ríos Turia y Júcar en Valencia (España), que fue dividida en seis áreas funcionales de paisaje (AFP) (Fig. 1).
The recent publication [1] entitle "Analysis of existing water information for the applicability of water quality indices in the fluvial-littoral area of Turia and Jucar Rivers, valencia, Spain" analyses the water quality information gathered by an European Union water district authority between 1990 and 2016 (the Spanish Jucar River Management Authority, Confederación Hidrográfica del Júcar, CHJ). The main goal is to evaluate the applicability of this existing physicochemical information as potential data sources for continuous evaluation with Water Quality Indices (WQIs). Specifically, the spatial and temporal representability of available data is assessed together with the applicability of WQIs both in time and space. A list of 42 existing WQIs with type and number of variables used was compiled after literature review. The study was carried out in the fluvial-littoral area of Turia and Jucar Rivers, Valencia, Spain, which was divided into six Landscape Functional Areas (LFAs), based on the outer continental perimeter zone, the irrigation areas of main channels crossing the flood plain, and the Albufera Lake (Fig. 1).

Fig. 1. Área de estudio/Study área

La información inicial con la que se trabajó consistió en una base de datos proporcionada por la CHJ, que incluye 67 puntos de muestreo con variables físico-químicas recogidas entre 1990 y 2016, (aproximadamente 283.023 registros). Esta información fue analizada con estadísticas descriptivas para evaluar, la posibilidad de utilizar ICAs tanto en tiempo (27 años) como en espacio por medio de la asignación de los puntos de muestreo a una de las 6 AFP (Fig. 2.).
Input information consisted of a database, provided by the CHJ, of 67 sampling points with 401 physicochemical variables from 1990 to 2016, (about 283,023 records). This information was cross-analysed using descriptive statistics to evaluate the CHJ database information, the possibility of using WQIs, and the performance of target WQIs once their possible use both in time (27 years) and space (6 LFA) was established. Finally, a map representing the six LFAs was digitised, including the 67 sampling points and their water physicochemical characteristics. Fig. 2.


Los resultados muestran que de los ICAsccionados 7 se pueden utilizar (Fig. 2), aunque ninguno de los siete puede calcularse simultáneamente en todas las estaciones y para todos los años. El 31% (21) de las estaciones proporciona datos que pueden ser utilizados en algunos años, y sólo el 10% (27.430 valores) de la información de la base de datos es necesaria para el cálculo de ICAs. Los estadísticos diseñados para valorar la repetitividad (constante medida de parámetros de agua en el tiempo) y consistencia (coincidencia de parámetros medidos en los puntos 21 de muestreo) muestran gran disparidad tanto en tiempo como en parámetros entre puntos de muestreo. Estos resultados sugieren que no sólo es esencial obtener información sobre diferentes compuestos que pueden alterar la calidad del agua (para el cumplimiento de las políticas de autoridad de gestión de Cuenca), sino también sería conveniente establecer un conjunto de parámetros fisicoquímicos obligatorios basado en el adecuado aplicación de algunos índices que permitan el seguimiento temporal y espacial de una manera accesible y repetible.
Results demonstrate that, out of 42 WQIs selected, seven can be used whenever all variables required are present (Fig. 2). None of them can be calculated simultaneously at all stations and for all years. About 31% (21) of stations provided data that can be used in some years, and only 10% (27,430 values) of the database information is required for WQIs calculation. Indices that estimate repetitiveness (constant measure of water parameters over time) and consistency (coincidence of parameters measured at the 21 sampling points) show great disparity both in time and in parameters between sampling points. These results suggest that not only is it essential to obtain information on different compounds that may alter the water quality (to fulfil basin management authority policies), but also to establish a set of mandatory physicochemical parameters based on suitable application of some indices allowing temporary monitoring and comparison between them, in an accessible and repeatable manner.

Fig. 2. Valores promedio por Areas Funcionales de Paisajes de los siete ICAs utilizados/Average results of the seven WQIs analysed by Landscape Functional Areas (LFAs) and years.

[1] Pascual Aguilar, J.A., Campo, J., Nebot Meneu, S., Gimeno-García, E., Andreu, V. (2019): Analysis of existing water information for the applicability of water quality indices in the fluvial-littoral area of Turia and Jucar Rivers, Valencia, Spain. Applied Geography, 111. https://authors.elsevier.com/c/1ZVT4Wf-B4J3I

SMOS-Soil Moisture and Ocean Salinity satellite/satélite de la Humedad del Suelo y la Salinidad del Océano

La Agencia Espacial Europea (ESA) tiene en funcionamiento un buen número de misiones de observación de la Tierra, entre ellas se encuentra la dedicada al seguimiento de la salinidad de los océanos y la humedad superficial continental, SMOS (Soil Moisture and Oceans Salinity).

Se creó para obtener, desde el espacio, datos más precisos sobre la humedad terrestre y la salinidad en nuestros océanos. Además, otro de los objetivos del satélite es facilitar una mejor predicción de condiciones climáticas extremas, registrando datos sobre la acumulación de hielo y nieve. El proyecto cuenta con instrumentos más modernos con la esperanza de recopilar información más precisa. El satélite se lanzó con éxito el 2 de noviembre de 2009.

Por consiguiente, se ha ido creando un cuerpo de conocimiento que, desde el punto de vista de las aplicaciones hidrológicas, tienen una gran relevancia [1].

Los datos SMOS pueden descargarse libremente desde los repositorios de información que tiene la ESA (), tras rellenar un sencillo formulario para el registro de usuarios. La ESA ha desarrollado también programas de libre acceso para la lectura y análisis de los datos recogidos por sus distintos satélites, siendo SNAP idóneo para el tratamiento de las imágenes SMOS.

The European Space Agency (ESA) has a number of Earth observation missions in operation, including the one dedicated to the monitoring of Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS).

SMOS was created to obtain, from space, more precise data on terrestrial humidity and salinity in our oceans. In addition, another objective of the satellite is to provide a better prediction of extreme weather conditions, recording data on the accumulation of ice and snow. The project has modern instruments with the hope of gathering more precise information. The satellite was successfully launched on November 2, 2009.

Consequently, a body of knowledge has been created that, from the point of view of hydrological applications, have a great relevance [1].

The SMOS data can be freely downloaded from the information repositories that ESA has, after filling in a simple form for the registration of users. ESA has also developed free access programs for reading and analyzing the data collected by its different satellites, being SNAP suitable for the treatment of SMOS images.

[1] Rodríguez-Fernández, N.J., Muñoz Sabater, J., Richaume, P., de Rosnay, P., Kerr, Y.H, Albergel, C., Drusch, M., Mecklenburg, S. 2017. SMOS near-real-time soil moisture product: processor overview and first validation results. Hydrol. Earth Syst. Sci., 21, 5201–5216.