Palabras clave
discriminant analysis (DA)
irrigation systems,
principal components analysis (PCA)
wastewaters
Análisis de componentes principales (ACP)
análisis de conglomerados (AC)
análisis de discriminante (AD)
aguas de vertido
sistemas de irrigación
Cómo citar
Resumen
El Distrito de Riego Arenal-Tempisque (DRAT) es la dependencia gubernamental que regula la distribución del agua de riego en las fincas agrícolas de la provincia de Guanacaste. El DRAT monitorea semestralmente la calidad del agua de vertido utilizada en irrigación, a través de reportes operacionales. Sin embargo, no es una práctica común en distritos de riego realizar estudios donde se analice el comportamiento de los parámetros medidos en el tiempo.
Este estudio desarrolló una evaluación multivariada y geoestadística a partir de la caracterización de dos variables microbiológicas y veinte parámetros físico-químicos de la calidad del agua con respecto a componentes espaciales como: localización, área y distancia. Además, se realizó un análisis de estadística descriptiva para doce puntos de muestreo evaluados en un período de diez años (2008-2018). Se aplicó un análisis de componentes principales (ACP), donde los autovectores no mostraron diferencias apreciables para visualizar el peso de las variables de forma independiente. No obstante, el análisis permitió agrupar los parámetros que explican el comportamiento dentro del sistema estudiado como: la concentración de sales (CP1); las sustancias activas al azul de metileno y el contenido de nitratos totales (CP2); y la dinámica biológica (CP3); que se pueden relacionar con prácticas agrícolas.
Adicionalmente, se llevó a cabo un análisis de conglomerados jerárquicos para los lugares en estudio y una regresión de mínimos cuadrados parciales (PLS2) con respecto a las variables geoestadísticas, obteniéndose que para ambas pruebas los resultados fueron concordantes con el ACP.
Citas
FAO, “Buenas perspectivas para los sistemas de riego con energía solar.” http://www.fao.org/news/story/es/item/1116521/icode/ (accessed Sep. 28, 2020).
I. García-Garizábal and J. Causapé, “Influence of irrigation water management on the quantity and quality of irrigation return flows,” J. Hydrol., vol. 385, no. 1–4, pp. 36–43, May 2010, doi: 10.1016/j.jhydrol.2010.02.002.
Á. García, “Criterios modernos para evaluación de la calidad del agua para riego,” 2012. Accessed: Jan. 12, 2021. [Online]. Available: http://ipni.net/publication/ia-lahp.nsf/0/6E4999FFE5F6B8F005257A920059B3B6/$FILE/Art 5.pdf.
P. S. Minhas, T. B. Ramos, A. Ben-Gal, and L. S. Pereira, “Coping with salinity in irrigated agriculture: Crop evapotranspiration and water management issues,” Agricultural Water Management, vol. 227. Elsevier B.V., p. 105832, Jan. 20, 2020, doi: 10.1016/j.agwat.2019.105832.
O. Heredia, “El agua de Riego: Criterios de Interpretación. Efectos sobre el suelo y la producción,” in Agua subterránea. Exploración y utilización agropecuaria, Argentina: EFA-Editorial Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires, 2006, pp. 75–99.
D. L. Suarez, J. D. Wood, and S. M. Lesch, “Effect of SAR on water infiltration under a sequential rain-irrigation management system,” Agric. Water Manag., vol. 86, no. 1–2, pp. 150–164, Nov. 2006, doi: 10.1016/j.agwat.2006.07.010.
M. A. Neira Gutiérrez, “Dureza en aguas de consumo humano y uso industrial, impactos y medidas de mitigación. Estudio de caso: Chile,” Tesis de Pregrado de Ingeniería Civil, Universidad de Chile, Chile, 2006.
J. Causapé, D. Quílez, and R. Aragüés, “Assessment of irrigation and environmental quality at the hydrological basin level: II. Salt and nitrate loads in irrigation return flows,” Agric. Water Manag., vol. 70, no. 3, pp. 211–228, Dec. 2004, doi: 10.1016/j.agwat.2004.06.006.
Y. Pachepsky, D. R. Shelton, J. E. T. McLain, J. Patel, and R. E. Mandrell, “Irrigation Waters as a Source of Pathogenic Microorganisms in Produce: A Review,” in Advances in Agronomy, vol. 113, Academic Press, 2011, pp. 75–141.
G. Kisluk and S. Yaron, “Presence and persistence of salmonella enterica serotype typhimurium in the phyllosphere and rhizosphere of spray-irrigated parsley,” Appl. Environ. Microbiol., vol. 78, no. 11, pp. 4030–4036, Jun. 2012, doi: 10.1128/AEM.00087-12.
O. O. Alegbeleye, I. Singleton, and A. S. Sant’Ana, “Sources and contamination routes of microbial pathogens to fresh produce during field cultivation: A review,” Food Microbiology, vol. 73. Academic Press, pp. 177–208, Aug. 01, 2018, doi: 10.1016/j.fm.2018.01.003.
M. Uyttendaele et al., “Microbial Hazards in Irrigation Water: Standards, Norms, and Testing to Manage Use of Water in Fresh Produce Primary Production,” Compr. Rev. Food Sci. Food Saf., vol. 14, no. 4, pp. 336–356, Jul. 2015, doi: 10.1111/1541-4337.12133.
C. Leifert, K. Ball, N. Volakakis, and J. M. Cooper, “Control of enteric pathogens in ready-to-eat vegetable crops in organic and ‘low input’ production systems: a HACCP-based approach,” J. Appl. Microbiol., vol. 105, no. 4, pp. 931–950, Oct. 2008, doi: 10.1111/j.1365-2672.2008.03794.x.
K. A. Hamilton, W. Ahmed, E. Rauh, C. Rock, J. McLain, and R. L. Muenich, “Comparing microbial risks from multiple sustainable waste streams applied for agricultural use: Biosolids, manure, and diverted urine,” Current Opinion in Environmental Science and Health, vol. 14. Elsevier B.V., pp. 37–50, Apr. 01, 2020, doi: 10.1016/j.coesh.2020.01.003.
P. K. Jjemba, L. A. Weinrich, W. Cheng, E. Giraldo, and M. W. LeChevallier, “Regrowth of potential opportunistic pathogens and algae in reclaimed-water distribution systems,” Appl. Environ. Microbiol., vol. 76, no. 13, pp. 4169–4178, Jul. 2010, doi: 10.1128/AEM.03147-09.
S. Liu et al., “Characterisation of spatial variability in water quality in the Great Barrier Reef catchments using multivariate statistical analysis,” Mar. Pollut. Bull., vol. 137, pp. 137–151, Dec. 2018, doi: 10.1016/j.marpolbul.2018.10.019.
H. S. Jahin, A. S. Abuzaid, and A. D. Abdellatif, “Using multivariate analysis to develop irrigation water quality index for surface water in Kafr El-Sheikh Governorate, Egypt,” Environ. Technol. Innov., vol. 17, p. 100532, Feb. 2020, doi: 10.1016/j.eti.2019.100532.
N. Magyar, I. G. Hatvani, I. K. Székely, A. Herzig, M. Dinka, and J. Kovács, “Application of multivariate statistical methods in determining spatial changes in water quality in the Austrian part of Neusiedler See,” Ecol. Eng., vol. 55, pp. 82–92, Jun. 2013, doi: 10.1016/j.ecoleng.2013.02.005.
B. Shah et al., “Reckoning of water quality for irrigation and drinking purposes in the konkan geothermal provinces, Maharashtra, India,” Groundw. Sustain. Dev., vol. 9, p. 100247, Oct. 2019, doi: 10.1016/j.gsd.2019.100247.
M. Hajigholizadeh and A. M. Melesse, “Assortment and spatiotemporal analysis of surface water quality using cluster and discriminant analyses,” Catena, vol. 151, pp. 247–258, Apr. 2017, doi: 10.1016/j.catena.2016.12.018.
M. S. Samsudin, A. Azid, S. I. Khalit, M. S. A. Sani, and F. Lananan, “Comparison of prediction model using spatial discriminant analysis for marine water quality index in mangrove estuarine zones,” Mar. Pollut. Bull., vol. 141, pp. 472–481, Apr. 2019, doi: 10.1016/j.marpolbul.2019.02.045.
U. C. R. Escuela de Ingeniería de Biosistemas, “Sistema de Apoyo para la Gestión Inteligente del Recurso Hídrico (SAGIRH).” https://www.sagirh.ucr.ac.cr/drat/ (accessed Sep. 28, 2020).
IMN, “Estaciones Meteorológicas Automáticas de Costa Rica.” https://www.imn.ac.cr/estaciones-automaticas (accessed Feb. 16, 2021).
E. J. Acuña, “Modelo de operación del sistema de canales del Distrito de Riego Arenal-Tempisque,” Tesis de Licenciatura de Escuela de Ingeniería Civil, Universidad de Costa Rica, Costa Rica, 2016.
SENARA, “Dirección de Riego Arenal Tempisque.” http://www.senara.or.cr/drat/index.aspx (accessed Jan. 06, 2021).
Ministerio de Ambiente y Energía, “Reglamento de vertido y reúso de aguas residuales,” San José, Costa Rica, 2007. Accessed: Oct. 03, 2020. [Online]. Available: http://www.digeca.go.cr/sites/default/files/reglamento_vertido_reuso_aguas_residuales_0.pdf.
APHA, AWWA, and WEF, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 22 th Edition. Washington, 2012.
S. de la Fuente Fernández, “Análisis componentes principales (ACP),” Facultad de Ciencias Económicas y Empresariales de la Universidad Autónoma de Madrid, España, 2011.
J. A. Di Rienzo, F. Casanoves, M. G. Balzarini, L. González, E. Tablada, and C. W. Robledo, “Infostat - Software estadístico.” Universidad Nacional de Córdoba, Argentina, 2008, Accessed: Jan. 13, 2021. [Online]. Available: https://www.infostat.com.ar/.
S. Lê, J. Josse, and F. Husson, “FactoMineR: An R package for multivariate analysis,” J. Stat. Softw., vol. 25, no. 1, pp. 1–18, Mar. 2008, doi: 10.18637/jss.v025.i01.
S. Dray and A.-B. Dufour, “The ade4 Package: Implementing the duality diagram for e cologists,” J. Stat. Softw., vol. 22, no. 4, pp. 1–20, 2007, doi: 10.18637/jss.v022.i04.
W. N. Venables and B. Ripley, “Modern Applied Statistics with S, 4th ed,” 2002. http://www.stats.ox.ac.uk/pub/MASS4/ (accessed Jan. 12, 2021).
World Health Organization, “Hardness in drinking,” Suiza, 2011. Accessed: Oct. 03, 2020. [Online]. Available: https://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/chemicals/hardness.pdf.
A. Kulkarni, “Water quality retrieval from landsat TM imagery,” in Procedia Computer Science, Jan. 2011, vol. 6, pp. 475–480, doi: 10.1016/j.procs.2011.08.088.
J. J. Alvarado and J. F. Aguilar, “Batimetría, salinidad, temperatura y oxígeno disuelto en aguas del Parque Nacional Marino Ballena, Pacífico, Costa Rica,” Rev. Biol. Trop., vol. 57 (1), pp. 19–29, 2009, Accessed: Oct. 03, 2020. [Online]. Available: http://repositoriosiidca.csuca.org/Record/RepoKERWA25756.
US EPA, “Indicators: Dissolved Oxygen,” Aug. 16, 2016. https://www.epa.gov/national-aquatic-resource-surveys/indicators-dissolved-oxygen (accessed Jan. 13, 2021).
A. C. Rencher, “Frontmatter,” in Methods of Multivariate Analysis, New York, NY, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2003, pp. i–xxii.
Convenio Ramsar, “Sitio Ramsar: Parque Nacional Palo Verde, Costa Rica,” San José, 1998. Accessed: Oct. 03, 2020. [Online]. Available: https://www.ramsar.org/sites/default/files/documents/library/ram39s_palo_verde_cont._informe_combined.pdf.
Comentarios
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Derechos de autor 2021 Anayansi Wong Monge, Alejandra María Rojas González