Desarrollo de metodología y software para el diseño de redes de monitoreo de la calidad del agua subterránea basada en Geoestadística y SIG

Groundwater management is an issue that must be addressed daily for its distribution and use. The sustained increasing depth of pumping wells is a potential problem, since significant changes in water quality can be induced, which requires a dynamic management over time to consider its implications. In this situation, there are significant areas that depend strongly on groundwater for their supply, so it is necessary to find strategies to mitigate negative effects. As part of the actions to carry out groundwater management, it is necessary to establish groundwater quality networks, whose main objective should be to obtain as much information as possible with the least amount of sampling points, establishing the physicochemical parameters to be analyzed. For the design of a groundwater quality network, it is crucial considering geographical location as part of the attributes obtained from the sites where the analysis of groundwater samples is done, since it allows studying, relate and evaluate spatial information through geostatistics and generate representations that permit a better understanding of the analyzed data. The analysis of existing methodologies for the design of groundwater monitoring networks, allows the identification of one that could potentially be applied to the corresponding case study. In this paper, a methodology is proposed and implemented through the development of friendly software that additionally considers the total estimate error variance obtained with the information of the monitoring sites that comprise it, furthermore, it incorporates a supplementary function that priories peripheral sampling points. This development will allow decision makers to have a tool that is easily accessible and simple to use in groundwater management, a strategic and complex to manage resource. Another aspect in favor of the presented development is that the designed or evaluated monitoring networks will allow considering the dynamics of groundwater quality, through quick information handling, simplifying the constant evaluation of alternative groundwater quality networks in order to make a better decision by having comparison references.La gestión del agua subterránea para su distribución y uso es un aspecto que debe ser atendido día con día. La extracción del agua mediante pozos cada vez más profundos representa un potencial problema, ya que puede existir un cambio en su calidad, lo cual requiere de un manejo dinámico para atender sus implicaciones. En esta situación se encuentran una importante cantidad de zonas que dependen en gran medida del agua subterránea para su abastecimiento por lo que se hace necesaria la búsqueda de estrategias para atenuar efectos negativos. Como parte de las acciones necesarias para llevar a cabo la gestión del agua subterránea, se hace necesario establecer redes de calidad del agua subterránea, cuyo principal objetivo deberá ser la obtención de la mayor cantidad de información posible con la menor cantidad de puntos de muestreo, estableciendo cuáles serán los parámetros fisicoquímicos que se desean analizar. Para el diseño de una red de calidad del agua subterránea, el considerar a la ubicación geográfica como parte de los atributos de los datos que se obtienen de los sitios donde se realiza el análisis de muestras de agua subterránea es primordial, ya que permite estudiar, relacionar y evaluar la información espacial por medio de la geoestadística y lograr representaciones que permitan un mejor entendimiento de lo analizado. El análisis de las metodologías existentes para el diseño de redes de monitoreo de agua subterránea, permite la identificación de alguna que potencialmente podría aplicarse al caso de estudio correspondiente. En el presente trabajo se propone e implementa una metodología mediante el desarrollo de un software amigable que además de considerar la varianza del error en la estimación total obtenida con la información de los sitios que la conforman, incorpora una función suplementaria que prioriza las posiciones perimetrales de puntos de muestreo. Este desarrollo permitirá a las personas encargadas de la toma de decisiones contar con una herramienta de fácil acceso y uso sencillo en la gestión del agua subterránea, recurso estratégico y complejo de manejar. Otro punto a favor del desarrollo presentado es que las redes de monitoreo diseñadas o evaluadas permitirán considerar la dinámica de la calidad del agua subterránea, mediante un manejo ágil de la información facilitando la constante evaluación de alternativas de redes de calidad de agua subterránea que permitan tomar una mejor decisión teniendo referencias para un comparativo

Natural controls validation for handling elevated fluoride concentrations in extraction activated Tóthian groundwater flow systems: San Luis Potosí, Mexico

Fluoride concentration in groundwater supply above the guideline value of 1.5 mg/L is a health hazard for the population living in two thirds of the Mexican territory. Enhanced groundwater extraction in the city of San Luis Potosí (SLP), Mexico, led to a substantial territorial increase in water with high fluoride (F−) which originates from thermal water–rock interaction with regional rhyolites. Previous knowledge of the Tóthian groundwater flow systems around SLP City and their F− concentrations from 1987 data provided an insight into natural F− controls for the construction and operation of boreholes. During the period 1987–2007, the number of new boreholes increased as well as the relocation of boreholes whose production diminished. Overall estimated extraction augmented from 2.6 to 4.1 m3/s. Results obtained for 2007 suggest that F− controls defined for 1987 data (e.g., variable portions of F−-rich deep thermal water in borehole yields) are also valid in newly constructed boreholes. Water authority actions related to groundwater extraction lack consideration of proposed F− controls, so constructed boreholes progressively tapping the high F− groundwater flow system resulted in a 85% increase in the F− affected territory (> 2 mg/L) between 1987 and 2007. Reduction in F− extraction following the proposed natural control mechanisms (e.g., fluorite precipitation) was also confirmed. Applying geochemical and mineralogical analysis, rhyolites surrounding the SLP graben basin and contributing to its volcano-clastic sedimentary filling were identified as the primary F− source for elevated concentrations in groundwater of the area under investigation

La extensión de los suelos yesosos en San Luis Potosí, México.

12 Pags., 4 Tabls., 3 Figs.[EN] The gypseous soils of San Luis Potosí State, México, are not well map-delimited, despite their broad extent and the specificagricultural and environmental management they require. The present article highlights the location and extent of the gypseous lands in the Altiplano and Zona Media of San Luis Potosí State. For this purpose, soil, geology and vegetation maps as well as studies related to gypsum-rich soils, aerial photographs, and satellite maps (termed ‘espaciomapas’ in Spanish, these refer to Landsat-5 Thematic Mapper images of Red-Green-Blue:432 composition printed at 1:250,000 scale) were reviewed. Additionally, fieldand laboratory work were carried out. The maps provided by the Commission for Studies of the National Territory (CETENAL) proved very useful during the mapping process, especially as an initial reference to the presence of this soil type. The gypseous surface extent (397,258 ha) delineated in this study is double that (193,907 ha) reported in the CETENAL cartography at 1:50,000 scale. Moreover, areas with shallow gypsum, i.e., a gypseous horizon occurring at a depth of less than 50 cm, were discriminated from areas with deep gypsum (termed shallow and deep gypsum phases, respectively). This distinction between shallow and deep gypsum phases is very useful for resource management planning. The maps produced serve as a reference for specificstudies aimed at evaluating the suitability of land for production or environmental purposes at large scales, in which case more detailed mapping will be required.[ES] Los suelos yesosos del Estado de San Luis Potosí no están bien delimitados pese a ocupar extensiones considerables y requerir un manejo agrícola y ambiental específico.En este trabajo se indaga la localización y extensión de la superficieyesosa en el Altiplano y Zona Media del Estado de San Luis Potosí, México. Para ello se consultó información cartográfic de suelos, de geología y de vegetación, así como estudios relacionados con suelos ricos en yeso; además, se usaron fotografías aéreas, espaciomapas (imágenes Landsat-5 Thematic Mapper en composición Rojo-Verde-Azul: 432 impresas a escala 1:250000), y se llevó a cabo trabajo de campo y de laboratorio. Los mapas de la Comisión de Estudios del Territorio Nacional fueron de gran ayuda en el proceso de cartografía, sobre todo como referencia inicial de la presencia de materiales yesosos. La superficieyesosa delimitada en el presente estudio (397.258 ha) duplica la reportada (193.907 ha) en la cartografía de la Comisión de Estudios del Territorio Nacional a escala 1:50.000. Además se discriminaron áreas con yeso somero, es decir, con horizonte yesoso a menos de 50 cm de profundidad, y áreas con yeso profundo. Esta discriminación entre fase somera y fase profunda es muy útil para planear el manejo de estos suelos. Los mapas generados sirven como referencia para estudios específicos,encaminados a evaluar la aptitud de la tierra con finesproductivos o de protección ambiental a escalas grandes, en cuyo caso debería levantarse cartografía más detallada.Peer reviewe

Approximation of the surface of gypseous soils in San Luis Potosí, Mexico

The gypseous soils of San Luis Potosí State, México, are not well map-delimited, despite their broad extent and the specific agricultural and environmental management they require. The present article highlights the location and extent of the gypseous lands in the Altiplano and Zona Media of San Luis Potosí State. For this purpose, soil, geology and vegetation maps as well as studies related to gypsum-rich soils, aerial photographs, and satellite maps (termed 'espaciomapas' in Spanish, these refer to Landsat-5 Thematic Mapper images of Red-Green-Blue:432 composition printed at 1:250,000 scale) were reviewed. Additionally, field and laboratory work were carried out. The maps provided by the Commission for Studies of the National Territory (CETENAL) proved very useful during the mapping process, especially as an initial reference to the presence of this soil type. The gypseous surface extent (397,258 ha) delineated in this study is double that (193,907 ha) reported in the CETENAL cartography at 1:50,000 scale. Moreover, areas with shallow gypsum, i.e., a gypseous horizon occurring at a depth of less than 50 cm, were discriminated from areas with deep gypsum (termed shallow and deep gypsum phases, respectively). This distinction between shallow and deep gypsum phases is very useful for resource management planning. The maps produced serve as a reference for specific studies aimed at evaluating the suitability of land for production or environmental purposes at large scales, in which case more detailed mapping will be required.Los suelos yesosos del Estado de San Luis Potosí no están bien delimitados pese a ocupar extensiones considerables y requerir un manejo agrícola y ambiental específico. En este trabajo se indaga la localización y extensión de la superficie yesosa en el Altiplano y Zona Media del Estado de San Luis Potosí, México. Para ello se consultó información cartográfica de suelos, de geología y de vegetación, así como estudios relacionados con suelos ricos en yeso; además, se usaron fotografías aéreas, espaciomapas (imágenes Landsat-5 Thematic Mapper en composición Rojo-Verde-Azul: 432 impresas a escala 1:250000), y se llevó a cabo trabajo de campo y de laboratorio. Los mapas de la Comisión de Estudios del Territorio Nacional fueron de gran ayuda en el proceso de cartografía, sobre todo como referencia inicial de la presencia de materiales yesosos. La superficie yesosa delimitada en el presente estudio (397.258 ha) duplica la reportada (193.907 ha) en la cartografía de la Comisión de Estudios del Territorio Nacional a escala 1:50.000. Además se discriminaron áreas con yeso somero, es decir, con horizonte yesoso a menos de 50 cm de profundidad, y áreas con yeso profundo. Esta discriminación entre fase somera y fase profunda es muy útil para planear el manejo de estos suelos. Los mapas generados sirven como referencia para estudios específicos, encaminados a evaluar la aptitud de la tierra con fines productivos o de protección ambiental a escalas grandes, en cuyo caso debería levantarse cartografía más detallada