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Nieve al agua

Nieve al agua

I

En las regiones del norte y las áreas elevadas, la capa de nieve se desarrolla en los meses de invierno y el deshielo ocurre durante el verano. La capa de nieve que se derrite en una cuenca es una fuente importante de agua dulce que desemboca en arroyos y ríos. El consumo de agua, el riego, la recreación y la generación de energía hidroeléctrica se encuentran entre los usos críticos del agua afectados por el deshielo.

Problema

Cada año, los hidrólogos deben pronosticar la escorrentía del deshielo en cuencas hidrográficas clave. ¿Cuánta agua se debe retener en los depósitos y cuánta se debe permitir que fluya? ¿Cuál es la forma adecuada de controlar el peligro de inundaciones?

Sitio de prueba en Noruega donde la nieve acumulada no se ha derretido totalmente a finales de junio. Las capas de nieve son visibles y, en algunos casos, hay acumulaciones de varios años.
Figura 1
Sitio de prueba en Noruega donde la nieve acumulada no se ha derretido totalmente a finales de junio. Las capas de nieve son visibles y, en algunos casos, hay acumulaciones de varios años.

Contribución de GPR a la solución

La nieve es muy transparente para las señales GPR. Los levantamientos simples de reflexión GPR se utilizan de forma rutinaria para mapear el espesor de la nieve. El grado de compactación de la nieve varía dando como resultado variaciones en el contenido de agua equivalente. Este estudio se centró en demostrar cómo las mediciones de velocidad de GPR podrían proporcionar factores de conversión de contenido de nieve en agua.

La nieve es muy transparente para las señales GPR. Los levantamientos simples de reflexión GPR se utilizan de forma rutinaria para mapear el espesor de la nieve.

El área experimental estaba en el centro de Noruega. La capa de nieve era la que no se derretía totalmente cada año y estaba adyacente a un glaciar. Tener nieve envejecida proporcionó un mayor contraste de densidad en la capa de nieve.

GPR se utilizó por primera vez para obtener perfiles de reflexión de una serie de líneas de prueba. Se buscaron zonas con capas de nieve extendidas. Luego se adquirieron mediciones de CMP de desplazamiento múltiple para permitir la estimación de la velocidad de GPR en función de la profundidad.

El equivalente en volumen de agua de la nieve se puede determinar si se conoce la densidad de la nieve. La nieve puede verse como una mezcla de hielo y aire, siendo la densidad proporcional a la fracción de volumen del hielo. Usando modelos de mezcla que relacionan la fracción de volumen de hielo con la velocidad de GPR, se puede inferir la densidad si se mide la velocidad de GPR.

Los datos de este estudio se utilizaron para demostrar esta metodología para determinar el contenido de agua de la nieve. Varios grupos están incorporando GPR en sus pronósticos hidrológicos.

La cobertura de nieve del área de la cuenca se mapea fácilmente mediante imágenes de satélite. La verificación del terreno, obtenida utilizando perfiles GPR en líneas controladas, proporciona información de tercera dimensión sobre la profundidad de la capa de nieve, mejorando las estimaciones del volumen de nieve. Cuando sea necesario, la estimación de la velocidad de GPR se puede utilizar para ajustar el volumen de nieve a la conversión del volumen de agua.

Sección transversal del perfil de reflexión GPR que muestra el límite entre la nieve y el suelo, así como algunas capas compactadas en la nieve.
Figura 2
Sección transversal del perfil de reflexión GPR que muestra el límite entre la nieve y el suelo, así como algunas capas compactadas en la nieve.
Perfil GPR de desplazamiento múltiple a lo largo de la línea de prueba controlada. Estos datos permiten estimar la velocidad GPR en función de la profundidad en la nieve.
Figura 3
Perfil GPR de desplazamiento múltiple a lo largo de la línea de prueba controlada. Estos datos permiten estimar la velocidad GPR en función de la profundidad en la nieve.

Resultados y beneficios

Este estudio de caso proporciona antecedentes sobre el uso de GPR para la predicción de la hidología de la capa de nieve. Algunos beneficios clave son:

  • GPR proporciona una herramienta de reconocimiento rápido de nieve
  • Los sistemas como SnowScan® y Noggin® 500 permiten una operación de campo simple e intuitiva
  • Los usuarios pueden ser eficaces con una formación mínima
  • Existe un método científicamente confiable para la conversión de nieve en agua

Descargue el estudio de caso: Snow to Water

Más información sobre pulseEKKO® GPR

Las respuestas de GPR varían mucho según el objetivo que se busque y el material anfitrión. La variabilidad de la respuesta de GPR puede ser un desafío para los nuevos usuarios de GPR. Al aprender sobre GPR, la mejor práctica es revisar varios casos de estudio para desarrollar una comprensión de la variabilidad. Busque otra información relevante en la pestaña de recursos para obtener más información.

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