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Nombre del Artículo: A modified-DRASTIC model (DRASTICA) for assessment of groundwater vulnerability to pollution in an urbanized environment in Lucknow, India

Autores: Anjali Singh • S. K. Srivastav • Sudhir Kumar • Govind J. Chakrapani

El área de estudio corresponde al distrito de Lucknow, la capital de Uttar Pradesh en India y se extiende sobre una superficie de unos 2.500 km². La población de Lucknow es de 4.589.838 habitantes.

En las zonas urbanas, las influencias antropogénicas juegan un papel importante en la contaminación de las aguas subterráneas. El  estudio propone un modelo DRASTIC modificado o DRASTICA (MDI), donde «A» se refiere a un nuevo parámetro llamado «impacto de la actividad humana».

Primeramente se calculó el índice DRASTIC original o convencional (DI), luego se realizó la modificación del mismo adicionando el «impacto de la actividad humana». La ecuación para calcular el índice DRASTICA es:

donde DI es el índice DRASTIC convencional, Ar y Aw representan la calificación y el peso del parámetro de impacto antropogénico.

El mapa del impacto antropogénico se preparó usando el uso del suelo o mapa de la cobertura terrestre y el índice de mapa de urbanización (a partir de los datos de luz nocturna desarrollado por  DMSP y Universidad Columbia) en el área de estudio. El mapa del impacto antropogénico fue calificada y ponderada para desarrollar el mapa DRASTICA, se utilizaron los supuestos de clases de uso de la tierra de la Tabla 1 (Secunda et al. 1998; Al-Adamat et al. 2003; Shirazi et al. 2013).

Tabla 1. Clases de uso de la tierra y sus calificaciones asignadas.

Se validaron los mapas DRASTIC y DRASTICA con 56 valores de concentraciones de Nitrato, en las zonas urbanas se encontraron altas concentraciones. Se obtuvo una mejor correlación entre las concentraciones más altas de Nitrato  con los valores más altos del índice DRASTICA. El coeficiente de correlación de Pearson fue de  -0,37 y 0,88 para los índices DRASTIC y DRASTICA respectivamente.

Seguido se realizaron dos pruebas de sensibilidad; el análisis de sensibilidad de eliminación de mapa  y el análisis de sensibilidad por parámetros individuales.

El mapa de riesgo DRASTIC convencional mostró tres categorías de vulnerabilidad (baja, media y alta), mientras que, el mapa de riesgo DRASTICA de la Figura 1, mostró cuatro categorías (baja, media, alta y muy alta vulnerabilidad). Se demostró que el método DRASTICA resultó más efectivo en la evaluación de la vulnerabilidad de las aguas subterráneas en zonas urbanas.

Figura 1. Mapa de riesgo DRASTICA.

La vulnerabilidad a la contaminación de las aguas subterráneas obtenido con el modelo DRASTICA, indicó que alrededor de 0,7% de área presentó una vulnerabilidad muy alta, el 24,5% del área con una vulnerabilidad alta, 66,6% del área con una vulnerabilidad moderada y el 8,2% del área con una vulnerabilidad baja.

Nombre del Artículo: The DRASTIC-Sg model: an extension to the DRASTIC approach for mapping groundwater vulnerability in aquifers subject to differential land subsidence, with application to Mexico City.

Autores: Antonio Hernández-Espriú • J. Antonio Reyna-Gutiérrez • Emilio Sánchez-León • Enrique Cabral-Cano • Jaime Carrera-Hernández • Pedro Martínez-Santos • Sergio Macías-Medrano • Giacomo Falorni • Davide Colombo

Se estudió el área Metropolitana de la Ciudad de México, ubicado en el sector sudoeste de la cuenca de México,con una cantidad aproximada de 21 millones de habitantes. Ciudad de México es una de las megalópolis más grandes del mundo y depende sobre todo de las aguas subterráneas como su principal fuente de abastecimiento interno.

Este informe presenta una extensión de la metodología DRASTIC, llamado DRASTIC-Sg (donde Sg significa gradiente de subsidencia), que se centra en la evaluación de la vulnerabilidad de las aguas subterráneas de los acuíferos urbanos afectados por el hundimiento diferencial del suelo.

La preocupación principal de este estudio fue atender la vulnerabilidad  y el riesgo de contaminación de los acuíferos debido a los potenciales derrames de petróleo combinados con las vías de infiltración inducidas de varias decenas de metros de profundidad; ya que muy pocos estudios han explorado la relación entre las vías de infiltración, controlada por el hundimiento diferencial y la vulnerabilidad del acuífero (Ver Fig. 1).

Figura 1. Las fotografías muestran los efectos de subsidencia en la Ciudad de México: (a) Subsidencia en la parte oriental del Distrito Federal (se utilizó un pozo de agua subterránea como punto de referencia). La superficie de la tierra disminuyó aproximadamente 8 m. entre 1936 y 2013. (b) Daños en infraestructura urbana debido a los procesos de subsidencia. (c) Las líneas sombreadas en negro indican el desarrollo de una fractura en la zona.

Por lo mencionado se agregó Sg como un parámetro más a los siete del método DRASTIC original:

donde el Índice DRASTIC-Sg incluye al parámetro de «gradiente de subsidencia» (Sg) con el peso y calificaciones propuestos por este estudió, además de los parámetros DRASTIC con sus pesos y calificaciones originales.

Para el mapa del nuevo parámetro, se utilizaron los datos de subsidencia del InSAR (Radar de Apertura Sintética) para medir el hundimiento del suelo en la Ciudad de México. El análisis de subsidencia fue basado en una cantidad de imágenes de radar obtenidas por el satélite ENVISAT entre 2003 y 2010, que se procesó con el algoritmo SqueeSAR para la detección del desplazamiento del suelo a partir de los datos del satélite. Además se utilizaron los datos topográficos de la Misión Topográfica Shuttle Radar (SRTM) para la corrección topográfica.

Se propone una nueva calificación para Sg, 1 al menor gradiente de hundimiento horizontal (0.001) y 10 a la más alta (0,05), los valores intermedios de Sgr se obtuvieron mediante el ajuste del valor inicial y final. El peso de ponderación Sg se determinó por su relevancia, frente a otros parámetros, como propone Aller et al. (1987). Se probaron los pesos de 3, 4 y 5, finalmente se le asignó un peso de 4.

En el resultado se presentaron dos mapas de vulnerabilidad DRASTIC-Sg (Fig. 2 a) y DRASTIC original (Fig. 2 b). Las cargas contaminantes pueden tener un impacto importante sobre el riesgo de contaminación, el inventario de las de las fuentes de contaminación en las Figuras 2, revela la presencia de estaciones de servicio en las regiones con vulnerabilidad alta y moderada.

DRASTIC-Sg (Fig. 2 a) indica las zonas donde la subsidencia puede causar daños estructurales a las infraestructuras urbanas, favoreciendo así el vertido de contaminantes y la propagación de las fracturas a lo largo del nuevo desarrollo. Se determinó que la nueva metodología ofrece una fuerte correlación entre los gradientes de subsidencia y la vulnerabilidad de las aguas subterráneas.

Figura 2. (a) Mapa DRASTIC-Sg (b) Mapa DRASTIC.

Nombre del Artículo: Total vulnerability estimation for the Tabriz aquifer (Iran) by combining a new model with DRASTIC

Autores: Abdorreza Vaezihir • Mehri Tabarmayeh

El acuífero Tabriz abarca un área aproximada de 733,24 km² y se encuentra en el noroeste de Irán, en la provincia de Azerbaiyán Oriental.

En este estudio se presenta el mapa de vulnerabilidad DRASTIC original y un nuevo método para evaluar la vulnerabilidad específica. Al nuevo método se le llamó DRAIA debido al acrónimo de cinco parámetros agregados: «densidad de población» (D), la «recarga de ríos» (R), la «agricultura» (A), la «industria» (I) y la «abstracción o extracción del agua subterránea» (A) a los que les asignaron el peso (1-5) y las calificaciones (1-10) adecuadas para cada parámetro, y luego obtener el índice de vulnerabilidad específico del acuífero.

Tabla 1. Parámetros DRAIA con sus respectivos pesos y calificaciones.

Se realizó también el análisis de sensibilidad para eliminar dudas sobre la exactitud del modelo DRASTIC original y también se aplicó al nuevo método DRAIA. Se realizaron dos pruebas: el análisis de sensibilidad de eliminación de mapa (Lodwick et al., 1990) y el análisis de sensibilidad por parámetro (Babiker et al., 2005).

Se presenta además el mapa de vulnerabilidad total del acuífero, mediante la superposición de los mapas de vulnerabilidad específicos e intrínsecos, de acuerdo a la siguiente ecuación (Farjad et al., 2012):

donde V_total es el índice de vulnerabilidad total; V_Intrínseco y V_específico representan a la vulnerabilidad intrínseca y específica de las aguas subterráneas, respectivamente.

El mapa de vulnerabilidad total de la Figura 1 fue verificado con 55 muestras de concentración de nitratos. Superponiendo sobre el mapa las muestras de nitratos, lo que indicó que, los resultados de la estimación de la vulnerabilidad utilizando los modelos DRASTIC+DRAIA son consistentes con los niveles de contaminación observados.

Figura 1. Superposición del mapa de vulnerabilidad total del agua rubterránea del acuífero Tabriz y la concentración de Nitratos.

Por último se estudió el modelo DRASTIC + DRAIA aplicándolo a otro sitio, en la llanura de Marand con un área de aproximadamente 514 km², ubicado al noroeste de la ciudad de Tabriz. La vulnerabilidad total del acuífero Marand se estimó mediante la superposición de los mapas específicos e intrínsecos de vulnerabilidad, utilizando los mismos pesos, calificaciones y parámetros del acuífero Tabriz. Las muestras de nitrato en el mapa de vulnerabilidad total confirmó (Figura 2) una vez más la exactitud del modelo en la evaluación de la vulnerabilidad del acuífero en la llanura de Marand.

Figura 2. Superposición del mapa de vulnerabilidad total del agua subterránea del acuífero Marand y la concentración de Nitratos.