Redes neuronales artificiales para predecir la conductividad eléctrica del agua subterránea para la gestión de riego: caso del Campo de Cartagena (Murcia, España)
Autores: Mateo, Luis F.; Más-López, M. Isabel; García-del-Toro, Eva M.; García-Salgado, Sara; Quijano, M. Ángeles
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Redes neuronales artificiales para predecir la conductividad eléctrica del agua subterránea para la gestión de riego: caso del Campo de Cartagena (Murcia, España)
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Agua subterránea
Salinidad
Riego
Modelos de predicción
Red neuronal artificial
Regresión lineal múltiple
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Las aguas subterráneas son un recurso hídrico crucial, especialmente en regiones con agricultura intensiva y clima semiárido, como el Campo de Cartagena (Murcia, España). La salinidad del agua subterránea en la zona puede atribuirse a características hidrogeológicas, aguas de retorno de riego, e incluso intrusión marina y comunicación entre acuíferos. La gestión de estas aguas es esencial para mantener una agricultura sostenible en la zona. Por lo tanto, se desarrollaron dos modelos de predicción de salinidad del agua subterránea, un modelo de red neuronal artificial de retropropagación (ANN) y un modelo de regresión lineal múltiple (MLR), basados en datos de CE (conductividad eléctrica) obtenidos de fuentes de información oficiales. Los datos utilizados fueron las concentraciones de bicarbonato, calcio, cloruro, magnesio, nitrato, potasio, sodio y sulfato, así como CE, pH y temperatura, de 495 muestras de agua de 38 estaciones de muestreo entre 2000 y 2023. Las variables con menos influencia en el modelo fueron descartadas en un análisis estadístico previo. Basándose en siete métricas de evaluación (RMSE, MAE, R, MPE, MBE, SSE y AARD), el modelo ANN mostró una precisión ligeramente mejor en la predicción de CE en comparación con el modelo MLR. Como resultado, el modelo ANN, junto con la tolerancia del cultivo a la CE, puede ser una herramienta efectiva para la gestión del riego de aguas subterráneas en estas áreas.
Descripción
Las aguas subterráneas son un recurso hídrico crucial, especialmente en regiones con agricultura intensiva y clima semiárido, como el Campo de Cartagena (Murcia, España). La salinidad del agua subterránea en la zona puede atribuirse a características hidrogeológicas, aguas de retorno de riego, e incluso intrusión marina y comunicación entre acuíferos. La gestión de estas aguas es esencial para mantener una agricultura sostenible en la zona. Por lo tanto, se desarrollaron dos modelos de predicción de salinidad del agua subterránea, un modelo de red neuronal artificial de retropropagación (ANN) y un modelo de regresión lineal múltiple (MLR), basados en datos de CE (conductividad eléctrica) obtenidos de fuentes de información oficiales. Los datos utilizados fueron las concentraciones de bicarbonato, calcio, cloruro, magnesio, nitrato, potasio, sodio y sulfato, así como CE, pH y temperatura, de 495 muestras de agua de 38 estaciones de muestreo entre 2000 y 2023. Las variables con menos influencia en el modelo fueron descartadas en un análisis estadístico previo. Basándose en siete métricas de evaluación (RMSE, MAE, R, MPE, MBE, SSE y AARD), el modelo ANN mostró una precisión ligeramente mejor en la predicción de CE en comparación con el modelo MLR. Como resultado, el modelo ANN, junto con la tolerancia del cultivo a la CE, puede ser una herramienta efectiva para la gestión del riego de aguas subterráneas en estas áreas.