Introducción
El agua es uno de los recursos más importantes para la vida en el planeta, los seres humanos dependen de la disponibilidad del agua para su consumo doméstico, pero también es de suma importancia en las actividades agrícolas e industriales. La demanda del agua a crecido significativamente en las últimas décadas con diversos fines como por ejemplo el agua potable para las poblaciones que cada vez son más grandes. Se estima que en el mundo hay alrededor de 1400 millones de kilómetros cúbicos de agua en el planeta, de los cuales solamente el 2.5% es agua dulce, Este pequeño porcentaje se localiza principalmente en ríos, lagos, glaciares y acuíferos alrededor del mundo. Se les llama acuíferos a las formaciones geológicas que contienen agua subterránea, estos se comportan como si fueran un embalse, en donde hay que considerar una entrada, una salida y un almacenamiento. La entrada de agua se da por la infiltración de agua procedente a precipitaciones, aguas superficiales o aguas residuales. La descarga o salida de agua se produce por afloramiento superficial mediante descargas subterráneas hacia ríos, otros acuíferos o el mar. El uso de los acuíferos o aguas subterráneas en México se manifiesta que el 64% del volumen se utiliza para el abastecimiento público, el 33% para uso agropecuario y el 24% para las industrias. En México se encuentran 653 acuíferos que están divididos por todo el país. Se calcula que aproximadamente se extrae 77% de aguas subterráneas que son destinadas para riego.
La salinización de los acuíferos puede definirse como el proceso por el cual se incrementa la concentración de sales y minerales de las aguas subterráneas deteriorando sus parámetros de calidad. Este proceso se considera un tipo de contaminación de los suelos y las aguas que afecta en mayor medida a los acuíferos costeros. En condiciones normales, en estas formaciones geológicas las reservas de agua dulce permanecen en contacto con el agua salada de mar, guardando ambas masas hídricas cierta relación de equilibrio. Sin embargo, son numerosas las causas, de origen natural o antrópico, que pueden desencadenar o acelerar los procesos de salinización. Una mezcla de aguas que contenga una fracción pequeña de agua salada, del orden del 3 a 4%, añade entre 600 y 800 ppm de cloruros al agua dulce, lo que en general supone que el agua resultante tenga una salinidad muy alta e inadecuada para la mayoría de los usos potenciales.
♥
Antecedentes
Objetivo
¿Existe relación entre la cercanía de los pozos al mar y su salinidad?
Teoria
Metodologia
Estadistica descriptiva
Regresion lineal multiple
Pearson
Libreria
Estadistica descriptiva
Para empezar a medir la relación de salinidad en pozos con su cercanía al mar podemos primero visualizar los datos, utilizado las variables de profundidad del nivel friático (NF), conducción eléctrica (CE) y las partes por millón de la salinidad del agua (PPM).
## Rows: 293 Columns: 4## -- Column specification --------------------------------------------------------
## Delimiter: ","
## chr (1): No pozo
## dbl (3): NF, CE, PPM##
## i Use `spec()` to retrieve the full column specification for this data.
## i Specify the column types or set `show_col_types = FALSE` to quiet this message.Mapa de pozos de Huetabampo
Mapa de pozos
## Reading layer `pozos2018' from data source
## `C:\Users\eddyc\OneDrive\Documents\Aplicada\pozos2018.shp'
## using driver `ESRI Shapefile'
## Simple feature collection with 293 features and 8 fields
## Geometry type: POINT
## Dimension: XY
## Bounding box: xmin: 620553 ymin: 2956532 xmax: 642471 ymax: 2975407
## Projected CRS: WGS 84 / UTM zone 12NAquí podemos observar la cantidad de pozos y su salinidad en ellos marcados con su grado de salinidad de blanco a azul, en ella se muestra que si bien la cantidad de pozos salados están mayor mente en las cercanías al mar, también existen pozos de agua “limpia” y pozos salados a otro extremo del mapa.
Histogramas
Histograma de profundidad de nivel friatico
Con ayuda del histograma de frecuencia podemos observar que hay una mayor cantidad de pozos considerados profundos profundos en Huatabampo, tambien se puede ver que debido a su agrupación los datos se consideran normales
Histograma de conductividad electrica
Aquí podemos ver la frecuencia en conductividad eléctrica del agua de los pozos de Huatabampo, en ella se refiere a las impurezas del agua o minerales disueltas en ella, podemos ver que, si bien en márgenes de frecuencia hay más agua con menor conductividad eléctrica, el resto aumenta en consideración a sus impurezas en el agua con lo cual se intuye que su salinidad es más alta.
Histograma de PPM
Siguiendo con una medida estimada podemos saber que se considera Agua Dulce a menos de 1 000 ppm, Agua levemente salada desde 1 000 ppm hasta 3 000 ppm. Agua moderadamente salada- Desde 3 000 ppm a 10 000 ppm. Con ello podemos observar que la mayor parte de los pozos no pueden usarse para riego debido a su salinidad.
Desviación estandar
NF
## [1] 0.7447322Con el valor de 0.744 se puede saber que los datos muestran cierto agrupamiento en cuestion al rango de las variables, esto se pude traducir en que la mayoria de los pozos tienen una profundidad cercana entre ellos.
PPM
## [1] 1881.861con un valor de 1881.861 podemos ver que los datos de agrupamiento se disparan mucho debido a que la salinidad del agua varia mucho entre pozos.
Coeficiente de variación
NF
## [1] 0.4628511Aqui podemos ver que los niveles de profundidad varian en rangos de 0.462 entre pozos, lo cual puede sugerir que la disparidad entre niveles es notable
PPM
## [1] 0.7014351Con el valor ligeramente mayor de 0.7 podemos observar que la disparidad entre la salinidad del agua es muy variable entre pozos.
Resumen estadistico
NF
## Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max.
## 0.150 1.040 1.510 1.609 2.050 3.000En el resumen de NF podemos ver que los valores mínimos y máximos en los datos fueron del rango de 0.15 al 3 ### PPM
## Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max.
## 428.8 1004.8 2092.8 2682.9 4409.6 6604.8En el resumen de PPM podemos ver que los valores mínimos y máximos en los datos fueron del rango de 428.8 al 6604.8
Metodo de Pearson
## [1] -0.182336##
## Pearson's product-moment correlation
##
## data: PPM and NF
## t = -3.1635, df = 291, p-value = 0.001724
## alternative hypothesis: true correlation is not equal to 0
## 95 percent confidence interval:
## -0.29084680 -0.06919422
## sample estimates:
## cor
## -0.182336Diagrama de caja y bigotes de Nivel friatico e PPM
. Se puede observar de mejor manera la tendencia de los datos en el nivel friático de los pozos de Huatabampo donde el nivel de profundidad a todos los pozos suele ser alrededor de 1.5 del nivel friático. En cuanto a la salinidad del agua de pozos por ppm de acuerdo al diagrama de caja y bigote suele ser laredos de 2000 ppm, debajo de ella están los pozos que se consideran de agua dulce utilizable, y arriba están los pozos considerados salados por la intrusión salina.
Caja y bigote NF vs PPM
Regresión lineal multiple
Mapa de dispersión entre NF y PPM
Aquí podemos apreciar que es más probable encontrar agua dulce si esta este un nivel cercano a la superficie, debido principalmente a que el agua dulce suele condensarse los lugares más altos que el nivel del mar, lugares profundos suelen entrar en contacto con corrientes subterráneas con conexiones provenientes del mar.
## Mapa de correlación entre NF Y PPM
Tabla de coorrelación 1
Si bien es bien pensado que un pozo cercano al mar es salado, el mapa de correlación en este caso muestra que hay mucha correlación entre los casos de intrusión salina en Huatabampo, esto pude ser a que los pozos, si bien pueden recibir agua de fuentes en común estos no necesariamente están conectados directamente al mar y por ende a agua salada.
Tabla de coorrelación 2
## `stat_bin()` using `bins = 30`. Pick better value with `binwidth`.
## `stat_bin()` using `bins = 30`. Pick better value with `binwidth`.
## `stat_bin()` using `bins = 30`. Pick better value with `binwidth`.
Aquí podemos observar con una correlación lineal en tres los datos según su Nivel friático, Conductividad eléctrica y la salinidad en PPM, en ella podemos leer que obviamente esta exactamente relacionado la conductiva con la salinidad, sin embargo, en relación al nivel de profundidad y la salinidad no hay mucha correlación entre ellos.
Mapa de pozos
Ahora bien, utilizando el mapa y el diagrama podemos ver que incluso en lugares cercanos al suelo y existen pozos con salinidad mayor al 1000 ppm, con esto podemos ver que el caso de Huatabampo no es seguro establecer con seguridad si un pozo es salado o dulce según su cercanía al mar a simple vista, nuestra hipótesis es si existen corrientes marinas que están conectadas directamente al mar que entran a tierra, de ello que exista una mayor tendencia de intrusión salina en posos más profundos, además si observamos detenidamente el mapa de pozos podemos apreciar ciertas “corrientes” donde la intensidad de azul se degrada desde las entradas del sur de Huatabampo que pueden llegar a extremo norte de la entidad.