Nombre del Artículo: Estimating groundwater vulnerability to pollution using a modified DRASTIC model in the Kerman agricultural area, Iran.
Autores: Aminreza Neshat • Biswajeet Pradhan • Saied Pirasteh • Helmi Zulhaidi Mohd Shafri
El artículo trata sobre la estimación de la vulnerabilidad de contaminación de las aguas subterráneas aplicando la metodología en la que se modifica el modelo DRASTIC en el área agrícola de Kerman, en la región sureste de Irán y abarca aproximadamente 978 km2.
Primeramente se calculó el Índice DRASTIC (Aller et. al, 1987) y luego se calibró la metodología. Se calcularon los nuevos pesos (1-5) y calificaciones (1-10) de los parámetros DRASTIC mediante un análisis de sensibilidad que consistió en la identificación de las relaciones entre los parámetros DRASTIC con respecto a la concentración de Nitrato en el agua subterránea.
La principal contribución de esta investigación en comparación con la literatura publicada previamente por Javadi et al. (2011a, b) fue el uso de dos muestras de Nitratos en el mismo mes (mayo de 2010 y mayo de 2011), por lo que indicaron que, por dichas muestras la correlación fue más precisa.
Los valores de concentración de Nitratos fueron obtenido en 27 pozos. La primera muestra de Nitrato obtenidas en mayo de 2010 fue para calibrar el modelo DRASTIC original y crear el modelo DRASTIC modificado. La segunda muestra de mayo de 2011 (en los mismos 27 pozos) se utilizaron para determinar el coeficiente de correlación entre la concentración de Nitrato y la vulnerabilidad de las aguas subterráneas.
En la correlación entre los valores DRASTIC originales y la concentración de Nitrato en los 27 pozos tomados en mayo de 2010 se obtuvo un coeficiente de correlación de Pearson de 44%. Este valor es relativamente bajo, lo que indica que el índice de vulnerabilidad DRASTIC original debe ser cambiado para obtener una evaluación realista de la contaminación potencial en el área de estudio.
DRASTIC Modificado
Las calificaciones se modificaron inicialmente utilizando la prueba estadística no paramétrica de Wilcoxon (el test estadístico no paramétrico de suma de rangos). Posteriormente se aplicó el DRASTIC modificado para el análisis de sensibilidad y optimizar los pesos (1-5).
En el método calibrado, las calificaciones de los parámetros DRASTIC se modificaron en función de la media de concentración de Nitrato. La calificación más alta se asignó a la media más alta de la concentración de nitrato, la calificación más baja fue a la media más baja de la concentración, y las calificaciones restantes fueron modificadas de forma lineal. Este enfoque se aplicó a todos los parámetros, como se muestra en la Tabla 1, y para el nuevo peso del modelo DRASTIC modificado con análisis de sensibilidad.
Tabla 1. Calificaciones originales y modificadas de los parametos DRASTIC basado en la concentración de Nitratos.
El análisis de sensibilidad consistió en comparar la distribución de Nitrato con los pesos teóricos de cada parámetro. El peso efectivo de cada polígono (parámetro) se define según la siguiente ecuación:
donde W es el peso efectivo de cada parámetro y V es el índice general de vulnerabilidad. Pr y Pw son el valor de calificación y el peso de cada parámetro, respectivamente.
El peso efectivo por parámetro, obtenido mediante el análisis de sensibilidad se muestra en la Tabla 2. La profundidad del agua subterránea (D) muestra los pesos efectivos más bajos (la media del peso efectivo es 4,12%) en comparación con los pesos teóricos (21,74%). La recarga neta (R), tipo de acuífero (A), y la conductividad hidráulica (C) presentaron un peso efectivo mayor que los pesos teóricos asignados por DRASTIC.
Tabla 2. Peso efectivo derivado del análisis de sensibilidad por cada parámetro.
Los resultados de la calibración indicaron que el modelo DRASTIC modificado afecta de manera significativa el área de estudio.
El coeficiente de correlación entre las concentraciones de Nitrato y el índice de vulnerabilidad original fue evaluado en un 44%, mientras que el coeficiente de correlación entre las concentraciones de Nitrato y el modelo DRASTIC modificado se calculó en un 82%. En la Figura 1 se muestran las correlaciones mencionadas.
Figura 1. Relación del índice DRASTIC original y DRASTIC modificado con la concentración de Nitratos.
Las nuevas calificaciones y los pesos del mapa DRASTIC modificado indicaron que el 41,34% de la zona pertenecía a la una vulnerabilidad alta a muy alta (Figura 2). El porcentaje de esta clase era 50.09% antes de la modificación. Los porcentajes para la clase moderada antes y después de la modificación fueron 30,81 y 39,85%, respectivamente. Las clases de vulnerabilidades baja y muy baja fueron 19.09 y 18.81%, antes y después de la aplicación de las nuevas califiaciones, respectivamente.
Además, los mapas se compararon para mostrar la distribución espacial del índice de antes y después de la modificación, como se muestra en la Figura 3. El resultado indicó que 45,72% de los resultados tenía una clase similar, pero 54,28% pertenecía a una clase diferente, verificando así la eficacia del método propuesto.
Figura 2. Mapa DRASTIC modificado para Kerman.
Figura 3. Porcentajes entre el modelo DRASTIC original y modificado.
