Water area and volume calculation of two reservoirs in Central Cuba using Remote Sensing Methods. A new perspective

Abstract

[EN] The availability, quality and management of water constitute essential activities of national, regional and local governments and authorities. Historic annual rain (between 1961 and 2020) in Chambas River Basin (Central Cuba) was evaluated. Two remote sensing methods (Normalized Difference Water Index and RADAR images) were used to calculate the variation of water area and volumes of two reservoirs (Chambas II and Cañada Blanca) of Ciego de Ávila Province at end of wet and dry seasons from 2014-2021. The results showed that mean annual rain was 1330.9 ± 287.4 mm and it did not showed any significant tendency at evaluated period. For both reservoirs, mean water areas measured with two methods were 19 % and 8 % smaller than the mean water area reported by authorities for the same period. The static water storage capacity (water volume) of both reservoirs varied (as area) between seasons with the greatest volume in both reservoirs recorded in October of 2017 (30.5 million of m3 in Chambas II and 45.1 million of m3 in Cañada Blanca reservoir). Large deviations of water area and volumes occurred during the dry season (lower values) and the wet season of 2017 (influenced by rain associated to of Hurricane Irma) and wet season of 2020 (influenced by rain associated to tropical storm Laura). Calculated area volume models with significant statistical correlation are another useful tool that could be used to improve water management in terms of accuracy and to increase reliable results in cases where gauge measurements are scarce or not available.

[ES] La disponibilidad, calidad y manejo del agua constituye actividades esenciales de los gobiernos y autoridades regionales y locales. Fue evaluada La lluvia anual histórica (entre 1961 y 2020) de la Cuenca del Río Chambas. Para el cálculo de la variación de las áreas y volúmenes del agua en dos reservorios de la Provincia de Ciego de Ávila al término de las temporadas lluviosa y poco lluviosa entre 2014 y 2021 fueron usados dos métodos de sensores remotos (Índice Normalizado de Diferencia de Agua e imágenes del RADAR). Los resultados mostraron que la lluvia media anual fue 1330.9±287.4 mm y no mostró tendencia significativa en el período evaluado. Para ambos reservorios, las áreas promedio de agua medidas con los dos métodos fueron 19 % y 8 % menores que el área de agua reportadas por las autoridades para el mismo período. La capacidad estática de almacenamiento de agua (volumen de agua) de los dos reservorios varió (como el área) entre temporadas, con el mayor volumen determinado en ambos reservorios en octubre de 2017 (30.5 millones de m3 en Chambas II y 45.1 millones de m3 en Cañada Blanca). Grandes desviaciones de las áreas y volúmenes del agua ocurrieron durante la temporada poco lluviosa (menores valores) y la temporada lluviosa de 2017 (influenciada por las lluvias asociadas el huracán Irma) y la temporada lluviosa de 2020 (influenciada por la lluvia asociada a la tormenta Laura). Los modelos calculados para la relación área volumen con una significación estadística son otra herramienta útil que podría ser usada para mejorar el manejo del agua en términos de precisión y el incremento de resultados confiables en casos donde la medición de los niveles de agua son escasos o no están disponibles.