Análisis espacial de la vulnerabilidad a la contaminación de las aguas subterráneas en la cuenca hidrográfica Cauto, Cuba, empleando K-medias e imágenes satelitales

Spatial analysis groundwater contamination of vulnerability in the Cauto watershed, Cuba, using K-means and satellite imagery

Resumo

RESUMO - A bacia hidrográfica do Cauto, no leste de Cuba, é de interesse nacional devido à sua grande extensão e suas significativas contribuições para os recursos hídricos. É uma das bacias mais poluídas, e múltiplos projetos estão sendo desenvolvidos ali para promover o uso responsável de seus recursos. Esta pesquisa teve dois objetivos: mapear a variação espacial da vulnerabilidade intrínseca à contaminação dos recursos hídricos subterrâneos, e analisar a ameaça representada pela variação espaço-temporal da cobertura vegetal e da salinização do solo à qualidade das águas subterrâneas. Uma análise de agrupamento k-means das informações geológicas, geomorfológicas, pedológicas e hidrogeológicas da bacia mostrou que 9% e 14% das áreas foram classificadas como vulnerabilidade muito alta e alta, respectivamente, enquanto 66% foram classificadas como vulnerabilidade moderada e apenas 11% como vulnerabilidade baixa. O processamento e a interpretação das imagens de satélite Landsat mostraram que, entre 2000 e 2023, a cobertura vegetal diminuiu e a salinidade do solo aumentou, representando um impacto ambiental negativo ainda maior em áreas de alta e muito alta vulnerabilidade à contaminação das águas subterrâneas.

Palavras-chave: Classificação não supervisionada. Carste coberto. Índices espectrais. Salinidade do solo.

Resumen - La cuenca hidrográfica Cauto, en la región oriental de Cuba, es de interés nacional por su gran extensión e importantes aportes de recursos hídricos. Es una de las más contaminadas y en ella se desarrollan múltiples proyectos para favorecer un uso responsable de sus recursos. Esta investigación se planteó dos objetivos: cartografiar la variación espacial de la vulnerabilidad intrínseca a la contaminación de los recursos hídricos subterráneos; y analizar la amenaza que representa la variación espacio temporal de la cobertura vegetal y la salinización de los suelos sobre la calidad de las aguas subterráneas. El análisis de agrupamiento k-medias sobre la información geológica, geomorfológica, edafólogica e hidrogeológica de la cuenca, arrojó que las áreas clasificadas de muy alta y alta vulnerabilidad alcanzan el 9% y 14% respectivamente, mientras que el 66% clasifica de moderada y solo el 11% presenta baja vulnerabilidad. El procesamiento e interpretación de imágenes satelitales Landsat evidenció que entre los años 2000 al 2023 la cobertura vegetal disminuyó y la salinidad de los suelos se incrementó, lo que representa un impacto ambiental negativo aun mayor en áreas de alta y muy alta vulnerabilidad a la contaminación de las aguas subterráneas.

Palabras claves: Clasificación no supervisada. Carso cubierto. Indices espectrales. Salinidad de suelos.

ABSTRACT - Cauto watershed, in eastern Cuba, is of national interest due to its large area and significant water resource contributions. It is one of the most polluted basins, and multiple projects are being developed there to promote responsible use of its resources. This research had two objectives: obtain a spatial variation map of intrinsic vulnerability to groundwater contamination; analyze the threat that represents the spatiotemporal variation of vegetal cover and soils salinization on groundwater quality. A k-means clustering analysis of the basin's geological, geomorphological, edaphological and hydrogeological information showed that 9% and 14% of the areas were classified as very high and high vulnerability, respectively, while 66% were classified as moderate and only 11% as low vulnerability. The processing and interpretation of Landsat satellite images showed that between 2000 to 2023, vegetation cover decreased and soil salinity increased, representing an even greater negative environmental impact in areas of high and very high vulnerability to groundwater contamination.

Keywords: Non-supervised classification. Covered karst. Spectral indices. Soil salinity.