Identificación de zonas potenciales de recarga y descarga de agua subterránea en la subcuenca del Río Chambo mediante los sistemas de información geográfica y el análisis multicriterio

Norma Ximena Lara-Vásconez, Diego Francisco Cushquicullma-Colcha, Jonny Israel Guaiña-Yungán, Víctor Manuel Espinoza, Guicela Margoth Ati-Cutiupala

Resumen


La recarga hídrica es un factor fundamental para el ciclo hidrológico de una Subcuenca, la presente investigación identifica espacialmente las zonas con potencial de recarga y descarga hídrica en la Subcuenca del río Chambo cuya superficie de 3.580 Km2. La identificación de un primer modelo se realizó mediante los Sistemas de Información Geográfica (SIG) y el Análisis Multicriterio (AMC) integrando los criterios: litología (35%), topoforma (8%), pendiente (21%), textura de suelo (32%), cobertura vegetal y uso del suelo (4%) en formato raster con una resolución de 20 m x 20 m con sus pesos respectivos, para el segundo modelo se aplicó la herramienta de superposición ponderada añadiendo la capa de precipitación anual con un peso de 50%. Para determinar las zonas de descarga se calculó el índice topográfico de humedad (ITH).


El criterio permeabilidad de la capa de litología identifica rocas con  porosidad (26,8%), fisuración(57, 1%) e impermeabilidad (17,3), respecto a las topoformas se presentan relieves escarpados y montañosos(49,2%) y planicies(14%),  en la subcuenca el 50,7% presenta pendientes escarpadas (>30%); los suelos franco limosos se ubican en el margen occidental  del área de estudio(44,83%) seguido de suelos  arenosos (37,54%); el 49,8% del suelo es utilizado para actividades agropecuarias y asentamientos humanos, los páramos y bosques (41,78%), finalmente la precipitación mínima  y máxima es de  515 y 1372 milímetros de lluvia anual respectivamente. Se evaluaron dos modelos con y sin precipitación obteniendo áreas de 13031,1 y 74030,2 hectáreas con muy alto potencial de recarga hídrica, localizadas en el margen oriental de la Subcuenca del río Chambo. Las zonas de mayor potencial (muy alto y alto) presentan rocas con permeabilidad de porosidad y fisuración, con pendientes de 2%-5%, con relieve escarpado y montañoso, vertientes irregulares, piedemonte y laderas coluviales, corresponde a zonas de paramo y bosque, con suelos franco y limoso. El ÍTH indica que las zonas con muy alto potencial de descarga poseen 15 a 23,54 unidades ubicadas en la zona media de la Subcuenca localizándolas en áreas húmedas y lagunas.


Palabras clave


Recarga hídrica; descarga; análisis multicriterio; sistemas; agua subterránea.

Texto completo:

PDF HTML XML

Referencias


Abdalla, F., Moubark, K., Abdelkareem, M., 2020. Groundwater potential mapping using GIS, linear weighted combination techniques and geochemical processes identification, west of the Qena area, Upper Egypt. J. Taibah Univ. Sci. 14, 1350–1362. https://doi.org/10.1080/16583655.2020.1822646

Akter, A., Uddin, A.M.H., Wahid, K. Ben, Ahmed, S., 2020. Predicting groundwater recharge potential zones using geospatial technique. Sustain. Water Resour. Manag. 6. https://doi.org/10.1007/s40899-020-00384-w

Anbarasu, S., Brindha, K., Elango, L., 2020. Multi-influencing factor method for delineation of groundwater potential zones using remote sensing and GIS techniques in the western part of Perambalur district, southern India. Earth Sci. Informatics 13, 317–332. https://doi.org/10.1007/s12145-019-00426-8

Andrade Valdospinoa, A.F., 2019. RECARGA POTENCIAL DEL ACUÍFERO DE LA SUB-CUENCA DEL RÍO CHAMBO BAJO UNA PERSPECTIVA DE LA HIDROLOGÍA FÍSICA. ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL.

Arteaga Delgado, J.C., Veliz Saldarriaga, L.F., Giler-Ormaza, A.M., Félix Mera, J.E., 2020. Determinación del Índice de Humedad Topográfica para la microcuenca “La Mina” de la costa ecuatoriana. Rev. Dilemas Contemp. Educ. Política y Valores 2507, 1–9.

Bardales Espinoza, W., 2007. Metodología para la identificación de zonas de recarga hídrica naturales en las cuencas de Guatemala 1–10.

Berhe Zenebe, G., Hussien, A., Girmay, A., Hailu, G., 2020. Spatial analysis of groundwater vulnerability to contamination and human activity impact using a modified DRASTIC model in Elalla-Aynalem Catchment, Northern Ethiopia. Sustain. Water Resour. Manag. 6, 1–16. https://doi.org/10.1007/s40899-020-00406-7

Bueso Campos, M., 2010. IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE LAS ZONAS DE RECARGA HÍDRICA MEDIANTE HERRAMIENTAS SIG DE LOS ACUÍFEROS LA CARBONERÍA, GUARACZAPAS, YUYUCOCHA Y SANTA CLARA PARA LA PROTECCIÓN DE LAS FUENTES DE APROVISIONAMIENTO DE AGUA EN LA ZONA URBANA DE IBARRA.

Bustamante, D.P., 2017. Escenario De Cambio Climático a Nivel De Subcuencas Hidrográficas Para El Año 2050 De La Provincia De Chimborazo- Ecuador. La Granja 26, 15. https://doi.org/10.17163/lgr.n26.2017.02

Castro, R., Romero, M., Loarte, G., Galeas, R., 2013. Modelo de unidades geomorfologicas. Minist. del Ambient.

Chamorro, K., 2016. Identificación y caracterización de las zonas de recarga hídrica mediante herramientas SIG de los acuíferos La Carbonería, Guaraczapas, Yuyucocha y Santa Clara para la protección de las fuentes de aprovisionamiento de agua en la zona urbana de Ibarra 149.

Chidichimo, F., Mendoza, B.T., De Biase, M., Catelan, P., Straface, S., Di Gregorio, S., 2018a. Hydrogeological modeling of the groundwater recharge feeding the Chambo aquifer, Ecuador. AIP Conf. Proc. 2022. https://doi.org/10.1063/1.5060683

Chidichimo, F., Mendoza, B.T., De Biase, M., Catelan, P., Straface, S., Di Gregorio, S., 2018b. Hydrogeological modeling of the groundwater recharge feeding the Chambo aquifer, Ecuador. AIP Conf. Proc. 2022. https://doi.org/10.1063/1.5060683

Díaz-Alcaide, S., Martínez-Santos, P., 2019. Review: Advances in groundwater potential mapping. Hydrogeol. J. 27, 2307–2324. https://doi.org/10.1007/s10040-019-02001-3

Elmahdy, S., Mohamed, M., Ali, T., 2020. Land use/land cover changes impact on groundwater level and quality in the northern part of the United Arab Emirates. Remote Sens. 12. https://doi.org/10.3390/rs12111715

Food and Agriculture Organization [FAO], 2009. Guía para la descripción de suelos. Organ. las Nac. Unidas para la Agric. y la Aliment. 100.

Freeze, A., Cherry, J., 1979. Groundwater.

Hamdi, M., Goïta, K., Jerbi, H., Zagrarni, M.F., 2020. Modeling of the natural groundwater recharge under climate change: Sisseb El Alem Nadhour Saouaf basin (Central Tunisia) case study. Environ. Earth Sci. 79. https://doi.org/10.1007/s12665-020-09010-6

Hatch Kuri, G., 2017. Agua subterránea y soberanía interdependiente: El caso de los Sistemas Acuíferos Transfronterizos en la región binacional de Paso del Norte. Norteamerica 12, 113–145. https://doi.org/10.20999//nam.2017.b005

Hernández-juárez, R.A., Manuel, L., Rivera, M., Peñuela-arévalo, L.A., 2020. Identificación de zonas potenciales de recarga y descarga de agua subterránea en la cuenca del río Ayuquila-Armería mediante el uso de SIG y el análisis multicriterio Identification of Potential Groundwater Recharge and Discharge Areas in the Ayuquila-Arm. Investig. Geográficas 1–19. https://doi.org/dx.doi.org/10.14350/rig.59892

Hernández, R., Martínez, L., Pañuela, L., Rivera, S., 2020. Identificación de zonas potenciales de recarga y descarga de agua subterránea en la cuenca del río Ayuquila-Armería mediante el uso de SIG y el análisis multicriterio. Investig. Geográficas 1–19.

Herrera, L., 2017. EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL Y CARACTERIZACIÓN DE LAS ZONAS DE RECARGA HIDRICA DEL MUNICIPIO DE SAN JOSÉ DE MIRANDA, DEPARTAMENTO DE SANTANDER -COLOMBIA. Universidad Industrial de Santander.

INAMHI, 2015. Determinación de ecuaciones para el cálculo de intensidades máximas de precipitación. Inst. Nac. Meteorol. e Hidrol. 282.

IPCC( Panel Intergubernamental de Cambio Climático), 2019. La Tierra y el Cambio Climático 1–2.

IUSS Working Group WRB, 2015. Base referencial mundial del recurso suelo 2014. Sistema internacional de clasificación de suelos y la creación de leyendas de mapas de suelos., Informes sobre Recursos Mundiales de Suelos.

Kadam, A.K., Umrikar, B.N., Sankhua, R.N., 2020. Assessment of recharge potential zones for groundwater development and management using geospatial and MCDA technologies in semiarid region of Western India. SN Appl. Sci. 2. https://doi.org/10.1007/s42452-020-2079-7

Lee, Sunmin, Hyun, Y., Lee, Saro, Lee, M.J., 2020. Groundwater potential mapping using remote sensing and GIS-based machine learning techniques. Remote Sens. 12. https://doi.org/10.3390/rs12071200

MAE, 2013. Sistema de Clasificación de los Ecosistemas del Ecuador Continental. Subsecretaría de Patrimonio Natural. Quito. https://doi.org/10.1007/s13398-014-0173-7.2

MAE, MAGAP, 2013. Protocolo metodológico para la elaboración del mapa de cobertura y uso de la tierra del Ecuador Continental, Ministerio del Ambiente del Ecuador y Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca.

Matomela, N., Li, T., Ikhumhen, H.O., 2020. Siting of Rainwater Harvesting Potential Sites in Arid or Semi-arid Watersheds Using GIS-based Techniques. Environ. Process. 7, 631–652. https://doi.org/10.1007/s40710-020-00434-7

Naranjo Gaibor, L.F., 2013. CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA DE LA SUBCUENCA DEL RÍO CHAMBO.

Ortiz, J.N., Nikolskii, G., Palacios Vélez, O., Rafael, A.H., 1999. Irrigation Water Losses by Deep Percolation During Infiltration Process. Terra Latinoam. 17, 115–124.

Peñuela, A.L., Carrillo, R.J.J., 2013. Definición de zonas de recarga y descarga de agua subterránea a partir de indicadores superficiales: Centro-sur de la Mesa Central, México. Investig. Geogr. 81, 18–32.

Podvezko, V., 2009. Application of AHP technique. J. Bus. Econ. Manag. 10, 181–189. https://doi.org/10.3846/1611-1699.2009.10.181-189

Rodriguez, D.M., Pérez, P., 2014. DETERMINACIÓN DE LA RECARGA HÍDRICA POTENCIAL EN LA CUENCA HIDROGRÁFICA GUARA, DE CUBA. Aqua-LAC Rev. del Programa Hidrológico Int. para América Lat. y el Caribe 6, 58–70.

Roy, S., Hazra, S., Chanda, A., Das, S., 2020. Assessment of groundwater potential zones using multi-criteria decision-making technique: a micro-level case study from red and lateritic zone (RLZ) of West Bengal, India. Sustain. Water Resour. Manag. 6, 1–14. https://doi.org/10.1007/s40899-020-00373-z

Saaty, T.L., 1987. Risk—Its Priority and Probability: The Analytic Hierarchy Process. Risk Anal. 7, 159–172. https://doi.org/10.1111/j.1539-6924.1987.tb00980.x

Secretaria Nacional del Agua, 2010. CREACION DEMARCACIONES. Acuerdo 2010-66. Ecuador.

Sener, E., Davraz, A., Ozcelik, M., 2005. An integration of GIS and remote sensing in groundwater investigations: A case study in Burdur, Turkey. Hydrogeol. J. 13, 826–834. https://doi.org/10.1007/s10040-004-0378-5

Singh, J., Abraham, T., Kumar, M., Choudhary, A., 2018. Influence of different cultural method and potassium levels for improvement of growth & yield of wheat under Eastern U.P. Green farming 9, 8.

Tiwari, R.N., Kushwaha, V.K., 2020. An Integrated Study to Delineate the Groundwater Potential Zones Using Geospatial Approach of Sidhi Area, Madhya Pradesh. J. Geol. Soc. India 95, 520–526. https://doi.org/10.1007/s12594-020-1471-7

UNESCO, 2021. Informe mundial de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos 2021, UNESCO. https://doi.org/10.17163/lgr.n5.2006.05

Varela, S., Terribilie, L., OLivieira, G., 2015. ecoClimate vs. Worldclim: variables climáticas SIG para trabajar en biogeografía. Ecosistemas 24, 88–92. https://doi.org/10.7818/re.2014.24-3.00

Yifru, B.A., Mitiku, D.B., Tolera, M.B., Chang, S.W., Chung, I.M., 2020. Groundwater Potential Mapping Using SWAT and GIS-Based Multi-Criteria Decision Analysis. KSCE J. Civ. Eng. 24, 2546–2559. https://doi.org/10.1007/s12205-020-0168-1

Zhu, Q., Abdelkareem, M., 2021. Mapping groundwater potential zones using a knowledge-driven approach and GIS analysis. Water (Switzerland) 13, 1–24. https://doi.org/10.3390/w13050579




DOI: https://doi.org/10.23857/pc.v6i6.2745

Enlaces de Referencia

  • Por el momento, no existen enlaces de referencia
';





Polo del Conocimiento              

Revista Científico-Académica Multidisciplinaria

ISSN: 2550-682X

Casa Editora del Polo                                                 

Manta - Ecuador       

Dirección: Ciudadela El Palmar, II Etapa,  Manta - Manabí - Ecuador.

Código Postal: 130801

Teléfonos: 056051775/0991871420

Email: polodelconocimientorevista@gmail.com / director@polodelconocimiento.com

URL: https://www.polodelconocimiento.com/