Aplicacin del lgebra de mapas en la Elaboracin de un Mapa de Susceptibilidad de Acuferos por el mtodo Drastic, Usando Arcgis 10

Aplicacin del lgebra de mapas en la Elaboracin de un Mapa de Susceptibilidad de Acuferos por el mtodo Drastic, Usando Arcgis 10.1

Existen diferentes metodologas utilizadas en la valoracin de la vulnerabilidad de un acufero a la contaminacin. En esencia, la mayora coinciden en determinar la vulnerabilidad en funcin de las caractersticas intrnsecas del medio. Se habla entonces de vulnerabilidad intrnseca, que Foster & Hirita (1991) definen como la sensibilidad del acufero para ser adversamente afectado por una carga contaminante impuesta.

MtodoDrasticEl DRASTIC es un modelo emprico desarrollado por Aller et al (1987) para la Environmental Protection Agency, EPA (Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos). Es un mtodo usado tanto para la cualificacin como para la cartografa y se basa en la asignacin de ndices que van de 1 (mnima vulnerabilidad) a 10 (mxima vulnerabilidad), de acuerdo a las caractersticas y el comportamiento de las variables consideradas en el acrnimo DRASTIC:

D: depth. Profundidad del agua subterrnea.

R: recharge. Recarga neta.

A: aquifer. Litologa del acufero.

S: soil. Tipo de suelo.

T: topography. Topografa.

I: impact. Naturaleza de la zona no saturada.

C: hydraulic conductivity. Conductividad hidrulica del acufero.

Adems de la valoracin de 1 a 10 que se da a cada parmetro se pondera su influencia dentro de la evaluacin de la vulnerabilidad mediante la asignacin de unos pesos de 1 a 5, que variarn si el contaminante en cuestin es unpesticida, al ser ste menos voltil y ms persistente. Ambos ndices se multiplican y se suman los siete resultados para obtener una valoracin final, segn se indica en la siguiente expresin:

DRASTIC = (Dr Dw) + (Rr Rw) + (Ar Aw) + (Sr Sw) + (Tr Tw) + (Ir Iw) + (Cr Cw)

En donde:

r: indica factor de clasificacin o valoracin.

w: indica factor de ponderacin.

Los valores que adoptan los factores de clasificacin y de ponderacin para cada parmetro se resumen en las siguientes tablas:

CLASIFICACIN VARIABLE "D"

Profundidad (m)Valoracin Dr

0-1,510

1,5-4,69

4,6-9,17

9,1-15,25

15,2-22,93

22,9-30,52

> 30,51

CLASIFICACIN VARIABLE "R"

Recarga (mm)Valoracin Rr

0-501

50-1033

103-1786

178-2548

> 2549

CLASIFICACIN VARIABLE "A"

Litologa del acuferoValoracin ArValor tpico Ar

Lutita masiva1-32

Metamrfica/gnea2-53

Metamrfica/gnea meteorizada3-54

Till glacial4-65

Secuencias de arenisca, caliza y lutitas5-96

Arenisca masiva4-96

Caliza masiva4-96

Arena o grava4-98

Basaltos2-109

Caliza krstica9-1010

CLASIFICACIN VARIABLE "S"

Tipo de sueloValoracin Sr

Delgado o ausente10

Grava10

Arena9

Agregado arcilloso o compactado7

Arenisca margosa6

Marga5

Limo margoso4

Arcilla margosa3

Estircol-cieno2

Arcilla no compactada y no agregada1

CLASIFICACIN VARIABLE "T"

Pendiente (%)Valoracin Tr

0-210

2-69

6-125

12-183

> 181

CLASIFICACIN VARIABLE "I"

Naturaleza de la zona no saturadaValoracin IrValor tpico Ir

Capa confinante11

Cieno-arcilla2-63

Lutita2-53

Caliza2-76

Arenisca4-86

Secuencias de arenisca, caliza y lutita4-86

Arena o grava con contenido de cieno y arcilla significativo4-86

Metamrfica/gnea2-84

Grava y arena6-98

Basalto2-109

Caliza krstica8-1010

CLASIFICACIN VARIABLE "C"

Conductividad hidrulicaValoracin Cr

m/dacm/s

0,04-4,084,6 10-5-4,7 10-31

4,08-12,224,7 10-3-1,4 10-22

12,22-28,551,4 10-2-3,4 10-23

28,55-40,753,4 10-5-4,7 10-26

40,75-81,494,7 10-2-9,5 10-28

> 81,49> 9,5 10-210

FACTOR DE PONDERACIN DEL MTODO DRASTIC

Tipo contaminanteVariable

DwRwAwSwTwIwCw

Pesticida5435342

No pesticida5432153

Finalmente se obtiene una valoracin final de la vulnerabilidad del acufero, que oscilar entre 23 (mnima) y 230 (mxima), aunque en la prctica el ndice vara entre 50 y 200. Si se considera contaminacin porpesticidaspodr tomar valores comprendidos entre 26 y 260. En la siguiente tabla se indica el grado de vulnerabilidad en funcin del valor obtenido por el mtodo DRASTIC:

VULNERABILIDAD GENERALVULNERABILIDAD A PESTICIDAS

Grado vulnerabilidadValor DRASTICGrado vulnerabilidadValor DRASTIC

Muy bajo23-64Muy bajo26-73

Bajo65-105Bajo74-120

Moderado106-146Moderado121-167

Alto147-187Alto168-214

Muy alto188-230Muy alto215-260

Aplicacin del mtodo Drastic mediante el SIG ArcGIS 10.1Para la aplicacin de las metodologas DRAGSTIC en el sistema de informacin geogrfico fue necesario, en primer lugar generar cada uno de los mapas que representara cada factor en la ecuacin final, posteriormente realizar la Reclasificacin de estos valores segn la tabla correspondiente, para as, finalmente ingresar todos los factores, con su respectiva ponderacin a la ecuacin final generad en el Map algebra, del Arcgis 10.1

Mapa de Profundidad de Agua Subterrnea (D): Corresponde al mapa generado a partir de la informacin del nivel esttico de 5 de los pozos dentro del rea de estudio. Esta informacin se encuentra dentro de un archivo tipo shapefile de puntos, con lo cual fue posible realizar una superficie interpolando la variable Z (en este caso, nivel esttico), esto mediante las herramientas 3D analyst ( raster interpolations ( IDW. Finalmente se realiz la clasificacin por colores degradados.

Para poder ser incorporado a la ecuacin de vulnerabilidad de acufero, este mapa debe ser reclasificado, esto se realiz con las herramientas Spatial analyst ( Raclasifiation ( Reclass. En donde se seleccionan los rangos originales y sus nuevos valores segn la tabla correspondiente.

Mapa de recarga (R): para estimar la recarga neta, es necesario realizar un balance hdrico previamente, la informacin usada corresponde a la recopilacin de 4 estaciones meteorolgicas y a los datos suministrados por Hidrogeo Consulta S.R.L. los cuales contenan tantos datos de precipitacin, evaporacin y escurrimiento. Al poseer datos de escurrimiento en la zona, no fue necesario usar el mapa de caudales de escurrimiento mximos a nivel nacional.

Los datos de las estaciones meteorolgicas, se incluyeron en una tabla de Excel, para luego ser importadas al programa arcgis 10.1 (Add Data ( XY Data (Export to SHP). Y de esta manera, realizar la interpolacin de cada uno de los mapas necesarios para el balance hdrico.

Esto dio como resultado tres mapas, que representaban la precipitacin, evaporacin, y escorrenta. Haciendo uso de la formula I = PP E ETR, se puede obtener el valor de la infiltracin; esta expresin puede ser incorporada al Arcgis 10.1, mediante la herramienta Spatial Analist ( Map Alegbra(raster calculator, en el cual se toma cada mapa como un factor, se escribe la expresin algebraica antes mencionada y se obtiene como resultado el mapa de infiltracin, el cual fue usado posteriormente como uno de los factores en el mtodo Drasctic.

Mapa del Material del Acufero (A): el material del acufero se considera constante, y al analizar los perfiles litolgicos, se considera que dicho material corresponde a una secuencia de arenas, limos y arcillas, correspondindole un valor de clase tpico de 6

Mapa de Suelos (S): La elaboracin de este mapa se realiz a partir del Mapa Generalizado de suelos, Elaborado por el Ministerio del Ambiente en el ao 1981. Se digitalizo y se montaron en cuenta las unidades existentes y su composicin.

Las unidades presentes en el mapa de suelos son:

A7: Suelos areno limosos, fuertemente gravoso, Con rango de clase 10

A22: Franco arenoso aunque poco drenado, con rango de clase 9

E2: Suelos arcillosos, con rango de datos de clase 1

M3: Suelos arcillas con arena y grava, rango de clases 6

M4: Arcilloso muy compacto. Rango de Clase 1

U1: Limo Arcilllosos con grava. Rango de clase 3

U10: Franco Arenosos, con rango de clase 10

U2: Limosos, con gravas, rango de clases 5

U4: Suelos arcillo limosos muy ondulados, rango de clases 5

U9: Suelos arcillosos, rango de clases 10

Finalmente se realiz la conversin a raster y la reclasificacin segn estos rangos.

Topografa (T): la informacin de topografa se obtuvo a travs de los mapas de cartografa nacional antes mencionados, y del modelo generado de a partir de estos datos se gener un mapa de pendientes del terreno, expresado en porcentaje de pendiente.

Este mapa, se reclasifico segn los valores correspondientes.

Mapa de Impacto de zona Vadosa (I): Para poder efectuar la elaboracin del mapa de impacto de la zona vadosa o no saturada, fue analizado en funcin de la litologa presente en la capa superior al material del acufero, asumiendo de acuerdo al modelo hidrogeolgico como arenas con gravas, limos y arcillas, asignndole un valor de 6, de acuerdo a la tabla mencionad anteriormente.

Conductividad Hidraulica (C): este factor o mapa de conductividad hidrulica, se obtiene del cociente entre la transmisividad y el espesor saturado del acufero; en el primer caso; la transmisividad se obtuvo de los pozos con pruebas de bombeo efectivas, se integraron en una tabla de excel, se importaron como archivos shapefiles en arcgis 10.1 y se gener el mapa de transmisividad a partir de una interpolacin similar a las mencionadas en apartados anteriores.

El mapa de espesor saturado del el acufero se obtiene a partir de la sumatoria de los espesores que se encuentren por debajo del nivel piezomtrico.

Igual que en los casos anteriores, se realiza la reclasificacin del mismo segn la tabla correspondiente

Finalmente, para la elaboracin del mapa de susceptibilidad del acufero segn el mtodo Drastic, se ejecuta el raster calculator, generandoasel mapa de vulnerabilidad

HYPERLINK "http://1.bp.blogspot.com/-fuG-Dynofys/UWCaowbVTpI/AAAAAAAAAls/AxgWY8G6m4s/s1600/Diapositiva11.JPG"

De la misma manera que en los casos anteriores, se realiza la reclasificacin con fines de clasificacin de la vulnerabilidad.

Publicado por Luis R. Fonseca Etiquetas: algebra, Arcgis, calculadora de mapas, cartografia, drastic, god, map, mapas