Calibración de Sensores de Humedad del Suelo y Determinación de Firmas Hidrológicas : Calibración Sensor de Humedad de Suelo y Firmas Hidrológicas “C02”.

La humedad del suelo influye en procesos del ciclo del agua entre las interacciones de la superficie terrestre y la atmósfera. En Quito la Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento de Quito (EPMAPS) garantiza la disponibilidad y emite alertas de precipitaciones intensas mediante su red hidrometeorológica, dentro de esta red se incluye la estación Rumihurco (C02). En la estación C02 se determina el contenido volumétrico de agua (θv) con el método reflectometría de dominico del tiempo TDR donde los datos de permitividad (Ka) utilizan la ecuación de Topp para obtener los datos de humedad del suelo, sin embargo, la ecuación predeterminada llega a subestimar los datos en algunos suelos como lo específica el manual Campbell del sensor CS650 aplicado en la estación de Rumihurco. Por tanto, se debe obtener una ecuación de calibración específica para la estación C02. Los datos calibrados de θv nos permite determinar una serie temporal que presente la relación de precipitación y humedad del suelo en un determinado tiempo, además con los datos calibrados se obtiene una firma hidrológica mediante un una función de densidad de probabilidad (PDF) que permite la presentar detallada y cualitativamente la variabilidad del θv en el suelo. La curva de calibración se obtiene de una muestra inalterada dentro de un cilindro de PVC de diámetro 40 cm y alto 30 cm, mientras en laboratorio se obtiene muestras que sirven para obtener la curva de calibración y también se hace la caracterización del suelo mediante la determinación de pH, conductividad eléctrica, materia orgánica, contenido de carbono, porosidad y densidad aparente. Los análisis en laboratorio determinan que el suelo en la estación Rumihurco es arena limoso, con 6.37 pH, conductividad eléctrica 6.37 µS/cm. 5.91% de materia orgánica, 3.42 % de carbono orgánico, porosidad 66% y densidad aparente de 1.01 g/cm3. Finalizado la elaboración de la curva de calibración se determinó que la ecuación de Topp subestima los valores de θv, porque los valores obtenido con la ecuación de calibración específica presentan valores un poco más altos de humedad del suelo y tienen relación con la serie temporal que presentan a mayores precipitaciones incrementa el contenido volumétrico de agua en el suelo. Por otro lado, el PDF obtenido demuestra que existen tres picos predominantes respecto a la probabilidad de obtener el θv, mediante una distribución multimodal.

Soil moisture influences water cycle processes in the interactions between the land surface and the atmosphere. In Quito, the Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento de Quito (EPMAPS) ensures water availability and issues alerts for heavy rainfall through its hydrometeorological network. This network includes the Rumihurco station (C02). At station C02, the volumetric water content (θv) is determined using the time domain reflectometry (TDR) method, where permittivity (Ka) data are used with Topp's equation to obtain soil moisture data. However, the predetermined equation tends to underestimate the data in some soils, as specified in the Campbell manual for the CS650 sensor used at the Rumihurco station. Therefore, a specific calibration equation must be obtained for station C02. Calibrated θv data allows for the determination of a time series that presents the relationship between precipitation and soil moisture over a given time period. Additionally, calibrated data provides a hydrological signature through a probability density function (PDF) that allows for a detailed and qualitative presentation of the variability of θv in the soil. The calibration curve is obtained from an undisturbed sample within a PVC cylinder with a diameter of 40 cm and a height of 30 cm. In the laboratory, samples are taken to obtain the calibration curve and also to characterize the soil by determining pH, electrical conductivity, organic matter content, carbon content, porosity, and bulk density. Laboratory analyses determined that the soil at the Rumihurco station is silty sand, with 6.37 pH, electrical conductivity of 6.37 µS/cm, 5.91% organic matter, 3.42% organic carbon, 66% porosity, and a bulk density of 1.008 g/cm³. Upon completing the calibration curve, it was determined that Topp's equation underestimates the (θv) values, because the values obtained with the specific calibration equation show slightly higher soil moisture values and correlate with the time series, indicating that higher precipitation increases the volumetric water content in the soil. Furthermore, the obtained PDF demonstrates that there are three predominant peaks regarding the probability of obtaining θv, through a multimodal distribution.