The purpose of the thesis is to characterize flood events within the agricultural fields of flooding Pampa in Argentina. The characterization divides the flat landscape into flood prone areas and endeavour at linking driving factors to flood response based on past events. The characterization is based on information freely available from remote sensing (satelliteimages, digital elevation, and estimated rain data), from precipitation data from a weatherstation and from field measurements carried out with Universidad Nacional de La Plata. The main research question is: Which are the driving factors contributing to the flooding? Data from remote sensing was used to visualize previous areal water extents, to calculate the topographic wetness index, the upslope areas for the field study sites and for a precipitationtrend analysis. Furthermore, data from remote sensing was used to replace missing days of rain data from the weather station. The complemented rain data was compared with the water extent for the events. Relationships between event precipitation, previous precipitation, land-use, and surface runoff was evaluated with the Soil Conservation-Curve Number method, SCS-CN, and the runoff coefficients for different antecedent conditions were calculated. The precipitation data and the satellite images showing water extents were also used to calculatethe 100-year and 20-year storm- and flood event. The measured infiltration capacity was used as input data in the SCS-CN-method to calculate the surface runoff and the measured soilmoisture was used to verify results from the Topographic Wetness Index, TWI, map. The flood risk areas are visualized with satellite images and the calculated Modified Normalized Difference Water Index. The TWI also visualizes the more flood prone or wetter areas and delineates the lower depressions where soil moisture was also measured to be higher, however not significantly. With the available satellite images within the study results indicate that floods are more common wintertime and that great flood events cannot be foreseen with only antecedent precipitation and event precipitation with the SCS-CN method. However, the events in the study with larger water extents, had high precipitation. No clear correlation between water extents from satellite images calculated by Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, and estimated surface runoff from the SCS-CN method could be seen. However, the obtained runoff coefficients from the SCS-CN method can be used for estimating surface runoff for future storm events were higher Antecedent Moisture Condition, AMC, and low infiltration capacities increases surface runoff. The infiltration capacity of the studied fields is approximately 16 mm/hour and hence not alone a driving factor causing inundation since the soil can absorb, for example, a 20-year storm event of 125 mm/day. However, that is not the case since a 20-year storm flood has covered 9 % of the area around Don Joaquin and El Amanecer with water. No seasonal precipitation trends can be seen in Punta Indio during the last 40 years analysing precipitation data from remote sensing. In flooding Pampa the agricultural fields inundate almost on yearly basis in the depressionsdue to the gentle slopes and high intense precipitation (yearly maximum daily precipitation is always higher than 60 mm/day). To decrease the flood risk the management should ensure high vegetative cover which increases infiltration and balances the hydrological responses. / Syftet med studien är att karakterisera översvämningar inom jordbruket på Argentinska Pampas. Det platta landskapet mest översvämningsutsatta områden pekas ut och arbetet har fokuserat på att koppla landskapets utformning och regnmönster till översvämningarna. Karakteriseringen utgår ifrån information från satellitbilder och digitala höjddata, från nederbördsdata från den närmaste väderstationen som kompletterats med regndata från fjärranlyser och från fältmätningar utförda tillsammans med Universidad Nacional de La Plata. Den huvudsakliga frågan är: Vilka är de bidragande faktorerna till översvämningarna? Information från fjärranalyser användes för att visualisera tidigare översvämningar, för att beräkna det topografiska fuktighetsindexet, tillrinningsområdet för fältstudieplatserna och för en nederbördstrendanalys. Regndatan jämfördes med vattenarean under tidigare översvämningar. Sambanden mellan nederbörd, markanvändning och ytavrinning utvärderades med Soil Conservation-Curve Number metoden, SCS-CN, och avrinningskoefficienterna för olika nederbördsförhållanden beräknades. Nederbördsdata och satellitbilder som visar vattnets utbredning användes också för att beräkna magnituden av ett 100-årsregn och 20-årsregn samt utbredningen av en 100-årsöversvämning. Den i fält uppmätta infiltrationskapaciteten användes som indata i SCS-CN-metoden för att beräkna ytavrinning och den i fält uppmätta markfuktigheten för att verifiera resultat från GISanalysen av det topografiska fuktighetsindexet.' Översvämningsriskområden visualiserades i studien med satellitbilder och det modifierade normaliserade differens vattenindexet. Även det topografiska fuktighetsindexet visualiserar de mer översvämningsbenägna områdena och markerar vattnets väg där markfuktigheten också uppmättes vara högre, dock inte signifikant blötare än ovan liggande punkter. Analys av de tillgängliga satellitbilderna i studien visar att översvämningar är vanligare vintertid och att stora översvämningshändelser inte kan förutses enbart med de senaste dagarnas regnmängd och eventregnet med SCS-CN-metoden. Alla satellitbilder i studien med större vattentäckning kunde dock kopplas till stora regnmängder. Ingen tydlig korrelation mellan vattenutbredningen och uppskattad ytavrinning med SCS-CN-metoden kunde ses. De erhållna avrinningskoefficienterna från SCS-CN-metoden kan dock användas för att uppskatta risken för ytavrinning vid framtida regn där större regnmängder och låg infiltration ökar ytavrinningen. Fältens infiltrationskapacitet är cirka 16 mm/timme och därmed inte ensamt en drivande faktor till översvämningarna eftersom infiltrationskapaciteten är högre än exempelvis ett 20-årsregn (125 mm/dygn). Dock kan 20-årsregn täcka 9 % av området runt Don Joaquin och El Amanecer med vatten. Inga nederbördstrender kan ses i Punta Indio under de senaste 40 åren genom analys av nederbördsdata från fjärranalyser. I Pampa deprimida översvämmar jordbruksfälten nästan årligen i sänkorna på grund av den platta topografin och den höga intensiva nederbörden (den årliga maximala dagliga nederbörden är nästan alltid högre än 60 mm/dag). För att minska översvämningsriskerna bör lantbrukare säkerställa en hög vegetativ täckning som ökar infiltrationen, skyddar marken och balanserar de hydrologiska reaktionerna. / El propósito de la tesis es analizar los posibles eventos de inundación en un sector de la Pampa Deprimida en Argentina, dada la importancia productiva de la región. Se trabajó en los campos de la Universidad Nacional de La Plata con la dirección del curso de Edafología, de la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales. Se caracterizó la región en general y los campos en particular, utilizando información de acceso gratuito en la web, tales como imágenes satelitales, mapas de elevación digital e información meterologíca. Se utilizaron técnicas geomáticas para definir la evolución de agua en superficie mediante un análisis de la precipitación y coberturas de agua en imágenes satelitales obtenidas entre el 2000 y 2022 con la finalidad de calcular el Indice de Humedad Topográfico (TWI). Se establecen relaciones entre la precipitación, el manejo de los campos, la escorrentía superficial y las cuberturas de aguas. Se analizó la occurrencias de eventos de excesos hídricos. Se efectuaron ensayos de infiltración y el método Soil Conservation Service-Curve Number (SCS-CN) a fin de estimar la escorrentía superficial y las medidas de la humedad del suelo para verificar los resultados del mapa con el TWI. Las imágenes satélitales y el Modified Normalized Differential Water Index (MNDWI) calculado, permiten estimar las áreas más expuestas a inundaciones. El TWI permitió distinguir los sectores más altos y bajos mediante la medición de la humedad del suelo. Con los datos disponibles en este estudio, los resultados indican que las inundaciones son más frecuentes en invierno, y que los grandes eventos de inundación no se pueden predecir solo con registros de precipitación y el uso del método SCS-CN. No se pudo observar una correlación entre las extensiones de agua de las imágenes satelitales calculadas por Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA Clima y Agua, Castelar), y la escorrentía superficial estimada por el método SCS-CN. Sin embargo es possible encontrar una correspondencia entre las precipitaciones muy elevadas y la cobertura de agua. La occurencia de altas precipitaciones luego de un periodo lluvioso en un suelo con baja infiltración debido a una baja cobertura vegetal, aumenta la escorrentía superficial. La capacidad de infiltración del campo estudiado es de aproximadamente 16 mm/hora y un evento de lluvia extrema que se produce cada 20 años puede ser de 125 mm/día. Consecuentemente, no sería la baja infiltración la principal causa de la inundacion. No obstante, se aprecia que effectivamente un evento de 125 mm/día cubre 9 % del área en Don Joaquín y del El Amanecer. Con precipitaciones normales la cobertura es de aproximadamente 2 %. Cabe indicar que las precipitaciones registradas en la estación de Punta Indio durante los últimos 40 años, no manifiestan un comportamiento diferente en su occurencia y cantidad. En Pampa deprimida los campos se inundan frecuente, no solo debido a las precipitaciones locales y el amabiente de muy bajas pendientes. Los flujos de agua subterranea, aunque no se las pudo analizar en este estudio, también afuectuan las coberturas de agua. A fin de disminuirlos riesgos de inundación, el manejo debe garantizar una alta cobertura vegetal que aumente la infiltración y proteja al suelo y, de este modo, contribuir a controlar la natural dinámica hidrológica de la región en estudio. / Estudio del suelo, agua subterránea y vegetación, como base para definir ambientes de manejo en el partido de Magdalena
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-507426 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Svärd, Linnea |
| Publisher | Uppsala universitet, Luft-, vatten- och landskapslära |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | UPTEC W, 1401-5765 ; 23002 |
Page generated in 0.0038 seconds