Método Drastic
El DRASTIC es un modelo empírico desarrollado por Aller et al (1987) para la Environmental Protection Agency, EPA (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos). Es un método usado tanto para la cualificación como para la cartografía y se basa en la asignación de índices que van de 1 (mínima vulnerabilidad) a 10 (máxima vulnerabilidad), de acuerdo a las características y el comportamiento de las variables consideradas en el acrónimo DRASTIC:
- D: depth. Profundidad del agua subterránea.
- R: recharge. Recarga neta.
- A: aquifer. Litología del acuífero.
- S: soil. Tipo de suelo.
- T: topography. Topografía.
- I: impact. Naturaleza de la zona no saturada.
- C: hydraulic conductivity. Conductividad hidráulica del acuífero.
Además de la valoración de 1 a 10 que se da a cada parámetro se pondera su influencia dentro de la evaluación de la vulnerabilidad mediante la asignación de unos pesos de 1 a 5, que variarán si el contaminante en cuestión es un pesticida, al ser éste menos volátil y más persistente. Ambos índices se multiplican y se suman los siete resultados para obtener una valoración final, según se indica en la siguiente expresión:
DRASTIC = (Dr · Dw) + (Rr · Rw) + (Ar · Aw) + (Sr · Sw) + (Tr · Tw) + (Ir · Iw) + (Cr · Cw)
|
En donde:
- r: indica factor de clasificación o valoración.
- w: indica factor de ponderación.
Los valores que adoptan los factores de clasificación y de ponderación para cada parámetro se resumen en las siguientes tablas:
CLASIFICACIÓN VARIABLE "D"
| |
| Profundidad (m) | Valoración Dr |
| 0-1,5 | 10 |
| 1,5-4,6 | 9 |
| 4,6-9,1 | 7 |
| 9,1-15,2 | 5 |
| 15,2-22,9 | 3 |
| 22,9-30,5 | 2 |
| > 30,5 | 1 |
CLASIFICACIÓN VARIABLE "R"
| |
| Recarga (mm) | Valoración Rr |
| 0-50 | 1 |
| 50-103 | 3 |
| 103-178 | 6 |
| 178-254 | 8 |
| > 254 | 9 |
CLASIFICACIÓN VARIABLE "A"
| ||
| Litología del acuífero | Valoración Ar | Valor típico Ar |
| Lutita masiva | 1-3 | 2 |
| Metamórfica/Ígnea | 2-5 | 3 |
| Metamórfica/Ígnea meteorizada | 3-5 | 4 |
| Till glacial | 4-6 | 5 |
| Secuencias de arenisca, caliza y lutitas | 5-9 | 6 |
| Arenisca masiva | 4-9 | 6 |
| Caliza masiva | 4-9 | 6 |
| Arena o grava | 4-9 | 8 |
| Basaltos | 2-10 | 9 |
| Caliza kárstica | 9-10 | 10 |
CLASIFICACIÓN VARIABLE "S"
| |
| Tipo de suelo | Valoración Sr |
| Delgado o ausente | 10 |
| Grava | 10 |
| Arena | 9 |
| Agregado arcilloso o compactado | 7 |
| Arenisca margosa | 6 |
| Marga | 5 |
| Limo margoso | 4 |
| Arcilla margosa | 3 |
| Estiércol-cieno | 2 |
| Arcilla no compactada y no agregada | 1 |
CLASIFICACIÓN VARIABLE "T"
| |
| Pendiente (%) | Valoración Tr |
| 0-2 | 10 |
| 2-6 | 9 |
| 6-12 | 5 |
| 12-18 | 3 |
| > 18 | 1 |
CLASIFICACIÓN VARIABLE "I"
| ||
| Naturaleza de la zona no saturada | Valoración Ir | Valor típico Ir |
| Capa confinante | 1 | 1 |
| Cieno-arcilla | 2-6 | 3 |
| Lutita | 2-5 | 3 |
| Caliza | 2-7 | 6 |
| Arenisca | 4-8 | 6 |
| Secuencias de arenisca, caliza y lutita | 4-8 | 6 |
| Arena o grava con contenido de cieno y arcilla significativo | 4-8 | 6 |
| Metamórfica/Ígnea | 2-8 | 4 |
| Grava y arena | 6-9 | 8 |
| Basalto | 2-10 | 9 |
| Caliza kárstica | 8-10 | 10 |
CLASIFICACIÓN VARIABLE "C"
| ||
| Conductividad hidráulica | Valoración Cr | |
| m/día | cm/s | |
| 0,04-4,08 | 1 | |
| 4,08-12,22 | 4,7 · 10-3-1,4 · 10-2 | 2 |
| 12,22-28,55 | 1,4 · 10-2-3,4 · 10-2 | 3 |
| 28,55-40,75 | 3,4 · 10-5-4,7 · 10-2 | 6 |
| 40,75-81,49 | 4,7 · 10-2-9,5 · 10-2 | 8 |
| > 81,49 | > 9,5 · 10-2 | 10 |
| FACTOR DE PONDERACIÓN DEL MÉTODO DRASTIC | |||||||
| Tipo contaminante | Variable | ||||||
| Dw | Rw | Aw | Sw | Tw | Iw | Cw | |
| Pesticida | 5 | 4 | 3 | 5 | 3 | 4 | 2 |
| No pesticida | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 5 | 3 |
Finalmente se obtiene una valoración final de la vulnerabilidad del acuífero, que oscilará entre 23 (mínima) y 230 (máxima), aunque en la práctica el índice varía entre 50 y 200. Si se considera contaminación porpesticidas podrá tomar valores comprendidos entre 26 y 260. En la siguiente tabla se indica el grado de vulnerabilidad en función del valor obtenido por el método DRASTIC:
| VULNERABILIDAD GENERAL | VULNERABILIDAD A PESTICIDAS | |||
| Grado vulnerabilidad | Valor DRASTIC | Grado vulnerabilidad | Valor DRASTIC | |
| Muy bajo | 23-64 | Muy bajo | 26-73 | |
| Bajo | 65-105 | Bajo | 74-120 | |
| Moderado | 106-146 | Moderado | 121-167 | |
| Alto | 147-187 | Alto | 168-214 | |
| Muy alto | 188-230 | Muy alto | 215-260 | |
Aplicación del método Drastic mediante el SIG ArcGIS 10.1
Para la
aplicación de las metodologías DRAGSTIC en el sistema de información
geográfico fue necesario, en primer
lugar generar cada uno de los mapas que representaría cada factor en la
ecuación final, posteriormente realizar la Reclasificación de estos valores
según la tabla correspondiente, para así, finalmente ingresar todos los factores, con su
respectiva ponderación a la ecuación final generad en el Map algebra, del Arcgis 10.1
Mapa de
Profundidad de Agua Subterránea (D): Corresponde al mapa generado a partir de
la información del nivel estático de 5 de los pozos dentro del área de estudio.
Esta información 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 estático), esto mediante las herramientas 3D analyst à raster interpolations à IDW. Finalmente se realizó la
clasificación por colores degradados.
Para poder
ser incorporado a la ecuación de vulnerabilidad de acuífero, este mapa debe ser
reclasificado, esto se realizó con las herramientas Spatial analyst à Raclasifiation à Reclass. En donde se seleccionan los rangos
originales y sus nuevos valores según la tabla correspondiente.
Mapa de
recarga (R): para estimar la recarga neta, es necesario realizar un balance
hídrico previamente, la información usada corresponde a la recopilación de 4
estaciones meteorológicas y a los datos suministrados por Hidrogeo Consulta
S.R.L. los cuales contenían tantos datos de precipitación, evaporación y
escurrimiento. Al poseer datos de escurrimiento en la zona, no fue necesario
usar el mapa de caudales de escurrimiento máximos a nivel nacional.
Los datos
de las estaciones meteorológicas, se incluyeron en una tabla de Excel, para
luego ser importadas al programa arcgis 10.1 (Add Data à
XY Data àExport
to SHP). Y de esta manera, realizar la interpolación de cada uno de los mapas necesarios para el balance hídrico.
Esto dio
como resultado tres mapas, que representaban la precipitación, evaporación, y
escorrentía. Haciendo uso de la formula I = PP – E – ETR, se puede obtener el
valor de la infiltración; esta expresión puede ser incorporada al Arcgis 10.1,
mediante la herramienta Spatial Analist à Map Alegbraàraster calculator, en el cual
se toma cada mapa como un factor, se escribe la expresión algebraica antes
mencionada y se obtiene como resultado el mapa de infiltración, el cual fue
usado posteriormente como uno de los factores en el método Drasctic.
Mapa del
Material del Acuífero (A): el material del acuífero se considera constante, y
al analizar los perfiles litológicos, se considera que dicho material
corresponde a una secuencia de arenas, limos y arcillas, correspondiéndole un
valor de clase típico de 6
Mapa de
Suelos (S): La elaboración de este mapa se realizó a partir del Mapa
Generalizado de suelos, Elaborado por el Ministerio del Ambiente en el año
1981. Se digitalizo y se montaron en cuenta las unidades existentes y su
composición.
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 realizó la conversión a raster y la
reclasificación según estos rangos.
Topografía (T): la información de topografía se obtuvo a
través de los mapas de cartografía nacional antes mencionados, y del modelo
generado de a partir de estos datos se
generó un mapa de pendientes del terreno, expresado en porcentaje de pendiente.
Este mapa,
se reclasifico según los valores correspondientes.
Mapa de Impacto de zona
Vadosa (I): Para poder efectuar la elaboración del mapa de impacto de la zona
vadosa o no saturada, fue analizado en función de la litología presente en la
capa superior al material del acuífero, asumiendo de acuerdo al modelo
hidrogeológico como arenas con gravas, limos y arcillas, asignándole un valor de
6, de
acuerdo a la tabla mencionad anteriormente.
Conductividad
Hidraulica (C): este factor o mapa de conductividad hidráulica, se obtiene
del cociente entre la transmisividad y
el espesor saturado del acuífero; 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 generó el mapa de transmisividad a partir de una
interpolación similar a las mencionadas en apartados anteriores.
El mapa de espesor
saturado del el acuífero se obtiene a partir de la sumatoria de los espesores
que se encuentren por debajo del nivel piezométrico.
Igual que en los casos
anteriores, se realiza la reclasificación del mismo según la tabla
correspondiente
Finalmente, para la
elaboración del mapa de susceptibilidad del acuífero según el método Drastic,
se ejecuta el raster calculator, generando así el mapa de vulnerabilidad
De la misma manera que en los casos
anteriores, se realiza la reclasificación con fines de clasificación de la
vulnerabilidad.
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