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Mapas de vulnerabilidad y riesgo de las aguas subterráneas utilizando GIS, modelado y lógica difusa

Nombre del Artículo: Groundwater vulnerability and risk mapping using GIS, modeling and a fuzzy logic tool

Autores: R.C.M. Nobre • O.C. Rotunno Filho • W.J. Mansur • M.M.M. Nobre • C.A.N. Cosenza

El estudio se aplicó en un acuífero costero urbano en la ciudad de Maceió, ubicada en el noreste de Brasil, con una población de 900.000 habitantes con un área de estudio de e 292 km2.

La metodología consistió primeramente en calcular el Índice de vulnerabilidad intrínseca (IVI),  se utilizaron seis parámetros: Profundidad del agua subterránea, recarga, tipo de acuífero, combinación de mapas tipo de suelo/LULC, topografía y conductividad hidráulica. Se suprimió el parámetro impacto de la zona vadosa, ya que era parte de los tipos de acuífero en el caso de dicho área de estudio.

El mapa de tipo de suelo/LULC fue la combinación de los mapas de tipo de suelo, uso de la tierra y cobertura vegetal (LULC).

Pare el mapa de recarga, se adicionaron los parámetros como recarga artificial, uso de la tierra y cobertura vegetal (LULC).

Se ​​llevó a cabo un modelo de jerarquía difusa para evaluar el Índice de fuente contaminante (SI). Se utilizaron atributos como las tasas de degradación de contaminantes, se incluyeron también en el análisis: la movilidad y la toxicidad  para capturar el peligro potencial causado por diferentes cargas contaminantes.

El índice de Pozo (WI) se evaluó a partir de la modelación numérica para la delimitación de zonas de captura.

La integración de IVI, SI y WI proporcionaron la evaluación del Índice de riesgos (RI)  del área de estudio. Se utilizó la siguiente ecuación para la integración:

Ecuación RI

La multiplicación de los dos primeros términos (IVI x SI) da como resultado el índice de vulnerabilidad específica (SVI).

Flow-chart for calculation of vulnerability and risk mapping

El Índice de riesgos (RI) se evaluó con el Índice de calidad del agua subterránea (GWQI). Se implementó un índice de calidad basado en nitrato y cloruro, según lo propuesto por Melloul y Colin (1998).

El cloruro (Cl) es un indicador de intrusión de agua salada, así como el flujo de retorno del agua de riego y también de la contaminación procedente de los vertederos de basura. El nitrato se asocia con la urbanización donde se utilizan las fosas sépticas y como un indicador de las prácticas agricolar, por el uso de fertilizantes.

El índice de calidad del agua subterránea (GWQI) y se comparó con los resultados de la vulnerabilidad de las aguas subterráneas específica (SVI) para el período 1996-2003. Los resultados indicaron la existencia de una relación lineal, con un valor Pearson alto, igual a 0.658. Lo que llevó a la conclusión de que el SVI fue un mejor predictor de la aparición de contaminación del agua subterránea en comparación con las puntuaciones simples de DRASTIC.

Correlación entre GWQI y SVI