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22 abril 2011

Vulnerabilidad a la intrusión marina de acuíferos costeros con ArcGis

Para calcular la vulnerabilidad a la intrusión marina de acuíferos costeros usando ArcGIS, debemos, en primer lugar citar algunos aparte del artículo LA EXPLORACIÓN DE ACUÍFEROS COSTEROS COMO BASE DE SU GESTIÓN SUSTENTABLE por Emilia María Bocanegra. En este artículo la autora afirma que “la intrusión marina es un fenómeno de migración lateral y los métodos comúnmente utilizados para evaluar la vulnerabilidad de acuíferos sólo toman en cuenta la migración vertical de contaminantes (GOD y DRASTIC), por lo cual propone 2 nuevos indicadores, el SEA-GIndex y el SEA-Dindex, que están orientados a evaluar la intrusión salina lateral y no tienen en cuenta el movimiento vertical de contaminantes desde la superficie del terreno, por tanto, no incluyen las variables de suelo y zona no saturada. En la figura siguiente se puede observar este fenómeno.
Intrusion marina
Para la obtención del método SEA-GIndex se adaptó el método GOD incluyéndose dos nuevos parámetros, que juegan un papel importante en la posición de la interfaz agua dulce – agua salada:
  • La distancia a la costa (en lugar de la distancia vertical al agua subterránea); la parte del acuífero más alejada de la costa es menos vulnerable a la contaminación por intrusión salina.
  • La altura piezométrica (en lugar del grado de confinamiento hidráulico); Este factor es importante porque se convierte en una barrera natural contra el avance de la intrusión marina.
  • El último factor y que se conserva del método GOD es la Litología; dependiendo de ella, el agua salada o salobre va a tener menor o mayor resistencia a contaminar el acuífero de agua dulce.
Con este método se pueden obtener vulnerabilidades en un rango de “insignificante” a “extrema”, tal como se muestra la siguiente figura.
F1 SEA GIndez
Dado que en el proceso de reclasificación con Spatial Analyst solo se pueden introducir números enteros, debemos multiplicar cada una de las ponderaciones por 10, con lo cual el cuadro anterior quedaría de la siguiente manera.
F1.1 Sea GIndex modificado
En este trabajo de Emilia Bocanegra también se habla del método SEA-DIndex (que es una adaptación del método DRASTIC), para la evaluación de la vulnerabilidad de acuíferos costeros a la intrusión salina pero por ahora nos ocuparemos el método SEA-GIndex.
Para calcular la vulnerabilidad a la intrusión marina con ArcGIS, utilizando el método SEA-GIndex, debemos tener tres mapas: La distancia a la costa, La altura piezométrica y la Litología
Para realizar esta labor los insumos con los que contamos con el shape de línea de costa, la litología y nivel piezométrico, tal como se muestra en la siguiente figura.
F3 Datos Intrusión
Paso 1. Personalizamos los cálculos en Spatial Analyst en Añadiendo la mascara (Mask_I). La adición de la mascara se hace con el fin que solo sea tenida en cuenta nuestra área de interés en el análisis. para ello, de Spatial Analyst seleccionamos Options y en la pestaña General asignamos la carpeta “Vulnerabilidad” como directorio de trabajo y en Analysis mask colocamos Mask_I.
F2 Mascara
Damos clic en aceptar para aplicar los cambios.
Paso 2. La distancia a la costa. Se obtiene a partir de un shape de la línea de costa al que se le aplica la función Straight Line de la herramienta Spatial Analyst.
Para ello, de Spatial Analyst seleccionamos distancia seguido de Striaght Line, aparece una ventana donde rellenamos la siguiente información.
  • Distance to: Colocamos el shape “lineaCosta”.
  • Output cell size: colocamos el valor de 30.
  • Output raster: Le damos el nombre de “Distancia” al archivo de salida.
f4 Straight Line
Pulsamos Ok y obtenemos el siguiente resultado.
  F5 Distancia
Paso 2.1. Reclasificación del raster de “distancia”. De acuerdo al cuadro de ponderaciones visto anteriormente, se tienen los siguientes rangos para reclasificar la distancia a la costa.
Distancia (km) Distancia (m) Peso
<1.5 <1500 10
1.5 a 3 1500 a 3000 9
3 a 6 3000 a 6000 7
6 a 10 6000 a 10000 4
>10 >10000 2
De Spatial Analyst seleccionamos Reclassify. En la ventana que aparece, en el campo Reclass field seleccionamos <Value> y damos clic en el botón Classify…
clip_image002
En la ventana siguiente hacemos lo siguiente.
  • En Classes seleccionamos 5 (que será el número de rangos)
  • En Break Values colocamos los valores 1500, 3000, 6000, 10000. El último valor que aparece no lo tocamos.
F5.2 reclasificacion distancia
Damos clic en Ok y volvemos a la ventana inicial. En el campo New values colocamos los pesos correspondientes a cada uno de los rangos y en Output raster introducimos el nombre con el que se guardará el archivo de salida. En este caso “Distancia_R”
F5.3 reclasificacion distancia
Al pulsar Ok …
F5.4 Distancia reclasificada
Paso 3. La altura piezométrica. Se obtiene a partir de datos puntuales de monitoreo de niveles, interpolando los datos ya sea aplicando IDW, Spline o Kriging de la herramienta Spatial Analyst o aplicando un modelo geoestadístico a través de la herramienta Geostatistical Analyst.
En este caso de la herramienta Spatial Analyst seleccionamos Kriging
F6 Kriging1
Aparece una ventana donde rellenamos la siguiente información.
  • Input points: Seleccionamos el shape Niveles.
  • Z Value field: introducimos el campo por medio del cual queremos hacer la interpolación. En este caso “NP” (nivel piezométrico).
  • Output cell size: colocamos el valor 30.
  • Output raster: Guardamos el archivo de salina con el nombre “Piezometria”.
En los demás campos dejamos los valores que aparecen por defecto.
F6 Krigin2
Al presionar Ok obtenemos el siguiente resultado.
F7 Piezometría
Vemos que no se le aplicó la máscara. No hay problema, la aplicaremos de la siguiente manera.
De ArcToolbox seleccionamos Spatial Analyst Tools seguido de Extract by Mask
F8 Extract by Mask
En la ventana que aparece rellenamos la siguiente información.
  • Input raster: seleccionamos el raster “piezometria” recién creado
  • Input raster or feature mask data: seleccionamos el shape “Mask_I”.
  • Output raster: como nombre del archivo de salida escribimos “E_Piezometria”.
F9 aplicacion de mascara
Al pulsar Ok y modificar la simbología obtenemos lo siguiente
F10 piezometria con mascara
Paso 3.1. Reclasificación del raster de “piezometría” . De acuerdo al cuadro de ponderaciones visto anteriormente, se tienen los siguientes rangos para reclasificar la piezometría.
Nivel piezométrico (msnm) Peso
>1 10
1 a 2.5 9
2.5 a 5 8
5 a 10 6
>10 3
De Spatial Analyst seleccionamos Reclassify, en la ventana que aparece, en el campo Reclass field seleccionamos <Value> y damos clic en el botón Classify…
F11 reclasificacion piezometria
En la ventana que aparece rellenamos la siguiente información.
  • En Classes seleccionamos 5 (que será el numero de rangos)
  • En Break Values colocamos los valores 1, 2.5, 5, 10. El ultimo valor que aparece no lo tocamos.
F12 Classification
Damos clic en Ok y volvemos a la ventana inicial. En el campo New values colocamos los pesos correspondientes a cada uno de los rangos y en Output raster introducimos el nombre con el que se guardará el archivo de salida. En este caso “Piezometria_R”.
F13 Classification
Al pulsar Ok …
F14 Piezometria reclasificada
Paso 4.Litología. A partir del shape de litología, vamos a Spatial Analyst, seleccionamos Convert seguido de Feature to raster. En la ventana que aparece rellenamos la siguiente información.
  • Input features: Seleccionamos “Litología_I”.
  • Field: seleccionamos el campo “Geol”.
  • Output cell size: Introducimos el valor de 30.
  • Output raster: Como nombre de salida colocamos “Litología”
F15 litologia
Clic en Ok y obtenemos el raster de “litología” con la respectiva mascara aplicada…
F16 litologia raster
Paso 4.1. Reclasificación del raster de Litología. De acuerdo al cuadro de ponderaciones visto anteriormente, se tienen los siguientes rangos para reclasificar la Litología.
Litología Peso
Gravas, arenas, calizas y kars 10
Arenas eólicas, areniscas y rocas volcánicas 8 - 9
Loes 6
Rocas de baja permeabilidad 3 - 6
De Spatial Analyst seleccionamos Reclassfy, en la ventana que aparece indicamos lo siguiente:
  • En el campo Reclass fiel seleccionamos <Value>, dado que solo existe un valor el cual corresponde a la “Arenisca” que conforma el acuífero podemos reclasificar de una vez.
  • En el campo New values colocamos los pesos correspondientes a cada uno de los rangos y en Output raster guardamos el archivo de salida como “Litologia_R”.
F17 litologia reclasificada
Al pulsar Ok…
F18 litologia reclasificada
Paso 5. Algebra de mapas. A través de Raster Calculator multiplicamos los tres mapas hallados para determinar la vulnerabilidad a la intrusión marina por el método SEA-GIndex.
SEA-Gindex = [Distancia_R] * [Piezometria_R] * [Litología_R].
De Spatial Analyst seleccionamos Raster Calculator, en la ventana siguiente escribimos la ecuación correspondiente:
F19 Raster calculator
Clic en Evaluate y…
F20 vulnerabilidad intrusion
Cambiamos la simbología de acuerdo a los rangos que se muestran en la siguiente tabla
Rango Calificación
V < 300
insignificante
300 < V < 500
baja
500 < V < 700
moderada
700 < V < 900
alta
900 < V < 1000
extrema
Obtenemos el siguiente map de indice de vulnerabilidad…
F21 vulnerabilidad intrusion
Este mapa de vulnerabilidad se construyó teniendo en cuenta niveles estáticos, en mi opinión las condiciones de explotación modifican la dinámica del flujo y el nivel piezométrico con lo cual se deberá calcular un nuevo mapa de vulnerabilidad teniendo en cuenta los niveles medios de explotación del acuífero.

REFERENCIAS.
  • DETERMINACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD A LA CONTAMINACION SALINA EN EL ACUIFERO DEL EJE BANANERO DE URABA CON TECNICAS HIDROGEOQUIMICAS E ISOTOPICAS. Vanessa Paredes. Universidad de Costa Rica, 2010.
  • LA EXPLORACIÓN DE ACUÍFEROS COSTEROS COMO BASE DE SU GESTIÓN SUSTENTABLE. Emilia María Bocanegra. Mar del Plata.

19 comentarios :

  1. Muy bueno, pero podría enviarme el segundo articulo de la referencias (A EXPLORACIÓN DE ACUÍFEROS COSTEROS COMO BASE DE SU GESTIÓN SUSTENTABLE. Emilia María Bocanegra. Mar del Plata.)
    Gracias

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  2. Hola Yenny, gracias por tu interés. Pero no veo el artículo publicado en la web. Sin embargo, regalame tu correo y te lo enviaré.

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    1. HOLA MUY BUENO ME PODRIAS ENVIAR EL ARTICULO "LA EXPLORACIÓN DE ACUÍFEROS COSTEROS COMO BASE DE SU GESTIÓN SUSTENTABLE" A MI CORREO mariano.agus@libero.it GRACIAS

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  3. HOLA MUY BUENO ME PODRIAS ENVIAR EL ARTICULO A MI CORREO JESUSPULCHA@GMAIL.COM GRACIAS

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  4. hola!!M eparece muy interesante podrías enviarme el segundo arriculo a mi tambien. Gracias por tu tiempo.

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    1. Hola Saran, regalarme tu correo para enviarte el artículo

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    2. HOLA MUY BUENO ME PODRIAS ENVIAR EL ARTICULO "LA EXPLORACIÓN DE ACUÍFEROS COSTEROS COMO BASE DE SU GESTIÓN SUSTENTABLE" A MI CORREO mariano.agus@libero.it GRACIAS

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  5. me podrias enviar los articulos williams sergio almanza quispe

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  6. hola me podrías enviar el artículo ..... montygk@gmail.com

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  7. Buenas
    Agradezco me envíen los artículos relacionados al correo cridese@gmail.com

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  8. HOLA MUY BUENO ME PODRIAS ENVIAR EL ARTICULO "LA EXPLORACIÓN DE ACUÍFEROS COSTEROS COMO BASE DE SU GESTIÓN SUSTENTABLE" A MI CORREO mariano.agus@libero.it GRACIAS

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  9. Muy bueno podrías enviarme el artículo "La exploración de acuíferos costeros como base de su gestión sustentable" a mi correo lfacarvallo@gmail.com
    Gracias

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  10. Muy buena publicación, agradecería puedas enviarme el articulo a mi correo por favor, jason_hm4@hotmail.com. Gracias

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  11. Muy bueno podrías enviarme el artículo "La exploración de acuíferos costeros como base de su gestión sustentable" a mi correo ingronnyabreu@gmail.com
    Muchas Gracias

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  12. Excelente aporte, agradecere mucho que a mi también me puedas enviar el articulo "La exploración de acuíferos costeros como base de su gestión sustentable" a mi correo por favor. jos.geo@hotmail.com. Gracias

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  13. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

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  14. Hola, muy bien explicado ,podrías enviarme los artículos que utilizaste,muchas gracias.
    Te dejo mi correo karito9521d@gmail.com

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  15. Gracias por tu aporte.podrías enviarme los artículos que utilizaste,muchas gracias. mi correo es tavargasm@gmail.com

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  16. Muchas gracias por este articulo. Seria tan amable de enviarme el segundo articulo del que habla a mi email fp@topiberian.com. Gracias de antemano.

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