Relationship between chloride concentration and electrical conductivity in groundwater and its estimation from vertical electrical soundings (VESs) in Guasave, Sinaloa, Mexico.
Abstract
Soils in arid or semi-arid areas often have salinity problems, so the quality of irrigation water plays an important role in agricultural production. Groundwater quality analysis includes the determination of chloride ions, which are toxic to plants in high concentrations. A total of 1358 groundwater samples were collected and analyzed in the period 1980-2008. Water electrical conductivity [EC] and chloride ion concentration values were related by the linear equation [Cl-] = 4.928 EC (R> 0.94), to estimate the concentration of chloride ions as a function of the electrical conductivity of water in the study area. A geophysical survey was conducted through 34 Vertical Electrical Soundings (VESs) to calculate the water electrical conductivity from the interpretation of the apparent resistivity data. Twenty-nine VESs were used to relate the resistivity of the saturated formation (Ro) with that for the groundwater (Rw) by the linear equation Rw = 0.427 Ro + 1.987. Then, EC was estimated as the inverse of Rw. Finally, the chloride ion concentration was determined by the equation mentioned above. Following the same procedure for the five remaining VESs, which were acquired in places where there are no wells, the chloride ion concentration and the electrical resistivity of the saturated formation (Ro) and groundwater (Rw and its inverse EC) were obtained without requiring a destructive technique.
Los suelos de zonas de clima árido o semiárido a menudo tienen problemas de salinidad, por lo que la calidad del agua para riego juega un papel importante en la producción agrícola. Los análisis en agua subterránea incluyen la determinación del ión cloruro, el cual en grandes concentraciones es tóxico para las plantas. Se analizaron en laboratorio 1358 muestras de agua subterránea tomadas en el periodo de 1980 – 2008 con lo que se determinó la conductividad eléctrica y la concentración del ión cloruro. Estos resultados sirvieron para obtener la ecuación de correlación lineal [Cl-] = 4.928 EC (R>0.94), con el propósito de estimar la concentración del ión cloruro en función de la conductividad eléctrica del agua en el área de estudio. Se realizó la prospección geofísica a través de 34 Sondeos Eléctricos Verticales (SEV), para calcular la conductividad eléctrica del agua a partir de la interpretación de los datos de resistividad aparente. Con 29 SEV se relacionó la resistividad del medio saturado con la resistividad del agua subterránea mediante la ecuación lineal: Rw = 0.427 Ro + 1.987 Posteriormente, se calculó la conductividad eléctrica del agua, como inversa de su resistividad, por último, la concentración del ión cloruro mediante la ecuación expuesta anteriormente para el área de estudio. Siguiendo el mismo procedimiento, en los cinco SEV restantes efectuados en lugares donde no hay perforaciones, se pudo estimar la resistividad eléctrica de la capa saturada (Ro), la resistividad eléctrica del agua del acuífero (Rw, y su inverso EC) y la concentración del ión cloruro, sin requerir el uso de una técnica destructiva.