Detection of Potential Groundwater Zones through Synthetic Aperture Radar Imagery Processing in Sucre (Bolivia)

Authors

DOI:

https://doi.org/10.21142/SS-0702-2026-e161

Keywords:

Groundwater, Synthetic Aperture Radar, Sentinel-1, Google Earth Engine, Vertical Electrical Sounding, Sucre

Abstract

The scarcity of drinking water in urban areas of semi-arid regions requires fast, cost-effective, and replicable groundwater prospecting methods. This study integrated Sentinel-1 Synthetic Aperture Radar (SAR) imagery processed in Google Earth Engine (GEE) with vertical electrical sounding (VES) to identify areas with hydrogeological potential in District 3 of Sucre, Bolivia. A GEE script was developed to calculate the change index (VH-VV) over a time series of images, generating a threshold mask to detect surface moisture anomalies. Validation consisted of a spatial correlation analysis using Pearson correlation coefficients and root mean square error (RMSE), based on 54 wells registered by the Local Drinking Water and Sewerage Company of Sucre (ELAPAS) and 25 VES points, obtaining Pearson coefficients ≥ 0.997 and RMSE values of 30.52 m and 77.59 m, respectively. A total of 25 areas with potential groundwater occurrence were identified, of which 8 were found to be viable for well design. The results demonstrate that the SAR-VES-GEE synergy constitutes a preliminary screening tool for the identification of areas with groundwater potential, aimed at supporting groundwater resource planning in municipalities with limited technical resources.

Author Biographies

  • Ivan X. Peñaranda, USFX

    Ingeniero Civil por la Universidad San Francisco Xavier de Chuquisaca. Docente de pregrado en la Facultad Técnica de la Universidad San Francisco Xavier en las carreras de Geodesia, Topografía y Construcción Civil. Fue vicepresidente de la Sociedad de Ingenieros de Bolivia Departamental Chuquisaca, dirigió la Unidad de Infraestructura del Programa Procapas financiado por la Cooperación Técnica Belga y fue Director de Supervisión de Obras del Gobierno Municipal de Sucre. En investigación, ha participado en el equipo de evaluación de riesgo a la salud por la contaminación ambiental del Río Pilcomayo encarado por instituciones locales.

  • Wilber A. Jesús , USFX

    Licenciado en Geodesia y Topografía, realizó sus estudios en la Universidad Tomas Frías de Potosí Bolivia, especialista en Teledetección y Sistemas de información  Geográfica, Docente universitario en la Universidad de San Francisco  Xavier de Chuquisaca, en asignaturas de  Cartografía, Fotogrametría y Teledetección,  Docente de Postgrado en la Universidad Andina Simón Bolívar, del programa de Maestría en Sistemas de Riego y manejo Integrado de Cuencas, expositor en diferentes cursos de fotogrametría avanzada y herramientas de teledetección, Director del Centro de investigación, interacción social y desarrollo Facultativo de la Facultad Técnica. 

  • Juan P. Diaz, USFX

    Ingeniero Civil por la Universidad San Francisco Xavier de Chuquisaca y Magíster en Ingeniería Hidráulica e Hidrología. Especialista en Sistemas de Riego y Sistemas de Información Geográfica, actualmente cursa un doctorado en Energías Renovables. Con 20 años de experiencia profesional, se ha destacado en la gestión y planificación de proyectos hidráulicos a nivel nacional. Es docente de pregrado en Topografía y Geodesia y de posgrado en distintos programas. Ha participado en proyectos de desarrollo, con enfoque en geomática aplicada a los recursos hídricos y en el uso de inteligencia artificial para la investigación y publicación científica.

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Published

2026-08-31