La relación de subsidencia del terreno InSAR-GPS y el abatimiento del nivel estático en pozos de la zona Metropolitana de la Ciudad de México



Título del documento: La relación de subsidencia del terreno InSAR-GPS y el abatimiento del nivel estático en pozos de la zona Metropolitana de la Ciudad de México
Revista: Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000388671
ISSN: 1405-3322
Autores: 1
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5
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Instituciones: 1University of Miami, Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science, Miami, Florida. Estados Unidos de América
2Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Geofísica, México, Distrito Federal. México
3Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ingeniería, México, Distrito Federal. México
4University of Wisconsin, Department of Geoscience, Madison, Wisconsin. Estados Unidos de América
5TRE Canada Inc., Vancouver, Columbia Británica. Canadá
Año:
Volumen: 67
Número: 2
Paginación: 273-283
País: México
Idioma: Español
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico, descriptivo
Resumen en español El proceso de subsidencia en la zona metropolitana de la Ciudad de México ha sido reconocido desde principios del siglo pasado y sus efectos tienen graves consecuencias para la operación y mantenimiento de la infraestructura de la ciudad. En este trabajo se presentan las velocidades de subsidencia del terreno obtenidas de Dispersores Persistentes (Persistent Scatterers, PSs) derivados del análisis interferométrico SqueeSAR de datos ENVISAT-ASAR de Radar de Apertura Sintética adquiridos entre los años 2003 – 2010 y de nueve estaciones GPS de operación continua. A partir de estos datos se investigó la relación existente entre las velocidades de subsidencia observadas con el abatimiento del nivel estático obtenidos de hidrógrafos de 180 pozos de abastecimiento distribuidos en la zona metropolitana de la Ciudad de México. Los resultados geodésicos muestran diversos comportamientos del proceso de subsidencia en las inmediaciones de las estaciones GPS que van desde lo estable (zonas no subsidentes), zonas de baja velocidad de subsidencia, hasta zonas de muy alta velocidad de subsidencia. Las zonas de mayor velocidad de subsidencia se encuentran en regiones de gradiente horizontal de subsidencia muy bajo, dentro de la zona lacustre, con velocidades verticales de GPS tan altas como -273 mm/año. Áreas con gradientes horizontales de subsidencia locales muy altos inducen a su vez el potencial de desarrollo de grietas y fallas de tensión en la superficie. El análisis de los datos de hidrógrafos de los últimos 20 años indica que el nivel del agua subterránea ha descendido hasta 30 m en los casos más severos; sólo en algunos cuantos casos se registra la recuperación del nivel estático y es únicamente en aquellos pozos ubicados en áreas de baja velocidad de subsidencia. La caída de los niveles del agua subterránea se aprecia en todo el rango de velocidades de subsidencia, sugiriendo que el sistema
Resumen en inglés The process of land subsidence in the Mexico City Metropolitan Area has been recognized since the beginning of the last century and poses severe challenges for the operation and maintenance of the city’s infrastructure. In this work we present land subsidence velocity results from Persistent Scatterers (PSs) through a SqueeSAR interferometric analysis of ENVISAT-ASAR Synthetic Aperture Radar data acquired during the 2003 – 2010 period from nine continuous GPS stations. We then investigated the relationship between the observed subsidence rates and the groundwater level decrease obtained from 180 water well hydrographs distributed throughout the Mexico City Metropolitan Area. Geodetic results indicate differences in land subsidence in the vicinity of the GPS stations, ranging from stable (zero subsidence zones), to slow and rapid subsidence zones. The highest subsidence rates occur in sites with very low local subsidence gradients within the lacustrine sector of the city and vertical GPS velocities of up to -273 mm/yr. Areas with very high local subsidence gradients induce the greatest hazard as they increase the potential for shallow tensile cracks and faulting. The analysis of well hydrographs over the last 20 years indicates groundwater drawdowns of up to 30 m in the most severe cases; groundwater level recovery occurs in very few cases, and only where well locations are within areas of very low subsidence rates. Declining groundwater levels are found throughout the entire range of subsidence values, suggesting that the aquifer-aquitard system is under severe stress due to the extreme groundwater extraction that far exceeds the magnitude of natural recharge. The low correlation between the subsidence rates and the decrease in groundwater levels further suggests that additional variables play an important role in the subsidence process, such as the lithology, the aquitard thickness, water content
Disciplinas: Geociencias,
Ingeniería
Palabras clave: Geología,
Subsidencia,
Aguas subterráneas,
Sistema de Posicionamiento Global (GPS),
Pozos,
Abatimiento,
Ciudad de México,
México
Keyword: Earth sciences,
Engineering,
Geology,
Subsidence,
Groundwater,
Global Positioning System (GPS),
Wells,
Withdrawal,
Mexico City,
Mexico
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