Balance Hídrico Río San Fernando: Tesis Ingeniería Civil

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS
FACULTAD DE INGENIERÍA “ARTURO NARRO SILLER”
Tesis
Estimación del balance hídrico en la cuenca del río San
Fernando
Que para obtener el título de
Ingeniero Civil
Presenta
Oscar Eduardo García Martínez
Director
Dr José Guzmán Castillo
Co-Director
M.C. Antonio Muñiz Cervantes
Asesor
M.I. Juan Villarreal Moctezuma
Tampico, Tamaulipas
enero de 2019
[Espacio para oficios]
Dedicatorias
A Dios, por bendecirme con…
A mi madre, por impulsarme a…
A mi padre, por apoyarme en….
A mi hermano, porque siempre está...
i
Agradecimientos
Al M. I. Eduardo Muñoz e Ing. Jesús Leyva, por
enseñarme que….
A mi familia, mis abuelos, tíos, primos y sobrinos, porque fueron mi…
A mis amigos, porque su compañía…
Finalmente, un agradecimiento especial por… al Cuerpo Académico
de…, por el apoyo recibido de sus miembros en asesoría.
ii
Resumen
La cuenca del… forma parte de la región hidrológica 25 esta se encuentra
entre los estados de…, con una superficie de...
La modelación del agua a nivel cuenca representa… del recurso. En esta
investigación se estimó el balance hídrico en la cuenca… También se aplicó el
método de… para los 12 meses del año.
En la construcción del modelo se incluyeron... En cuanto a la estimación de
la oferta superficial se utilizaron…
El balance… fue estimado con el software… para la estimación mensual del
balance…
Los resultados determinaron que...
A final se concluyó que…
iii
Índice
Dedicatorias ................................................ i
Agradecimientos ............................................ ii
Resumen
. ............................................. .iii
Índice
. ............................................... iv
Lista de Tablas ............................................ vi
Lista de Gráficas ......................................... vii
Lista de Figuras ......................................... viii
Capítulo 1.
Introducción ................................. 1
1.1 Antecedentes ................................. 1
1.2 Definición del problema. ..................... 4
1.3 Objetivos. ................................... 5
1.3.1 Objetivo general. ...................... 5
1.3.2 Objetivos específicos. ................. 5
1.4 Preguntas de la investigación. ............... 6
1.5 Justificación ................................ 7
1.6 Delimitación. ................................ 8
Capítulo 2.
Análisis de fundamentos. .................... 10
2.1 Hidrología y cuenca hidrológica. ............ 10
2.1.1 Definición
y
elementos
del
ciclo
hidrológico ............................. 10
2.1.2 Cuenca y sus componentes. ............. 17
2.2 Balance Hídrico ............................. 19
2.2.1 Conceptos de balance hídrico. ......... 21
2.2.2 Métodos para el cálculo de balance
hídrico. ................................ 22
2.3 Infraestructura Hidráulica. ................. 22
2.4 Herramientas para estimar el balance hídrico.
23
2.5 La cuenca del río San Fernando RH25D. ....... 24
Capítulo 3.
Método de la investigación. ................. 26
3.1 Enfoque de la investigación. ................ 26
3.2 Tipo de investigación. ...................... 28
3.3 Método de la investigación. ................. 28
3.4 Categorías, variables e indicadores. ........ 31
3.5 Población y muestra. ........................ 32
3.5.1 Población. ............................ 32
3.5.2 Muestra. .............................. 32
3.6 Técnicas de recolección de datos. ........... 32
3.7 Diseño de instrumentos de recolección de datos.
33
3.8 Análisis de datos. .......................... 36
Capítulo 4.
Resultados. ................................. 38
4.1 Demanda hídrica superficial en la cuenca del río
San Fernando. ............................... 38
iv
4.2 Oferta hídrica subterránea en la cuenca del río
San Fernando. ............................... 42
4.3 Oferta hídrica superficial en la cuenca del río
San Fernando. ............................... 44
4.4 Balance … ................................... 46
4.4.1 Cobertura del agua. ................... 47
4.4.2 Demanda de agua sin incluir pérdidas,
reusó y manejo. ......................... 48
4.4.3 Demanda de agua no cubierta. .......... 49
Capítulo 5.
Conclusiones y Recomendaciones .............. 50
5.1 Delimitación de la cuenca, subcuencas y cauces
principales del río San Fernando. (se responde
el objetivo específico 1) ................... 51
5.2 Variables del modelo de balance hídrico que
definen el comportamiento de la Cuenca del río
San
Fernando.
(se
responde
el
objetivo
específico 2) ............................... 51
5.3 Estimación del balance hídrico en la cuenca del
río San Fernando. (se reponde el obj general con
los obj específ 3, 4 y 5) ................... 52
5.3.1 Cobertura de agua por subcuenca y por mes.
(se reponde el obj específ 3) ........... 52
5.3.2 Determinar la demanda de agua (sin
incluir pérdidas, reusó y manejo) por
subcuenca y por mes. (se reponde el obj
específ 4) .............................. 53
5.3.3 Determinar la demanda de agua no cubierta
por subcuenca y por mes. (se reponde el obj
específ 5) .............................. 54
5.4 Aceptación de la hipótesis de investigación. 55
5.5
Limitaciones
que
obstaculizaron
la
investigación ............................... 56
5.6. Recomendaciones para la propia investigación.
57
5.7
Recomendaciones
para
futuras
investigaciones. ............................ 58
Bibliografía ............................................... 59
Glosario de Términos ....................................... 63
Anexos
64
Anexo 1. Usuarios del REPDA que se ... ......... 64
Anexo 2.
Método para determinar la extracción
máxima,
almacenamiento
inicial
y
recarga
mensual. .................................... 65
v
Lista de Tablas
Tabla 3.1
Variables que interviene en la estimación del balance hídrico en la cuenca
del río San Fernando……………………………………………………………..……….31
Tabla 3.2
Formato para el registro de volúmenes de demanda hídrica para uso
doméstico, población rural……………………………………………………………… 34
Tabla 3.3
Formato para el registro de volúmenes de demanda hídrica para uso
doméstico, población urbana…………………………………………………………..34
Tabla 3.4
Formato para recolección del volumen de extracción superficial mediante
títulos inscritos actualmente en el REPDA………………………………….………35
Tabla 3.5
Formato para la recolección del volumen anual correspondiente a las
reservas, el caudal ecológico y las zonas reglamentarias……………….…..35
Tabla 3.6
Formato para el registro de volúmenes de oferta hídrica subterránea
(acuíferos)………………………………………………………………………….…………36
Tabla 4.1
Registro de volúmenes de demanda hídrica para uso doméstico, ….…..41
Tabla 4.2
Registro de volúmenes de demanda hídrica para uso doméstico.…..…. 41
Tabla 4.3
Volumen de extracción superficial mediante títulos inscritos en ............41
Tabla 4.4
Volumen anual correspondiente a las reservas, el caudal ecológico y las
…………………………………………………………………………………….………….….42
Tabla 4.5
Volumen mensual correspondiente al caudal ecológico………….…….……42
Tabla 4.6
Volumen mensual correspondiente al caudal ……………………….…….……42
Tabla 4.7
Volumen mensual correspondiente a extracción máxima y almacenamiento
inicial en Mm3…………………………………………………………………………..……43
Tabla 4.8
Registro
de
volúmenes
de
oferta
hídrica
(acuíferos)….…….Ошибка! Закладка не определена.
Tabla 4.9
Volumen mensual correspondiente a la recarga natural, extracción máxima
y
almacenamiento
inicial
en
Mm3.
………………………..…………………….…..Ошибка!
Закладка
не
определена.
Tabla 4.10
Volumen de plantas de tratamiento de aguas residuales. …………….……44
Tabla 4.11
Presas con información completa en la cuenca del río San Fernando…..45
Tabla 4.12
Estaciones hidrometricas en la cuenca del río San Fernando. …………….45
Tabla 4.14
Variación mensual para el uso agrícola. ………………………..…………………46
Tabla 5.1
Disponibilidad en la cuenca del río San Fernando
…………………Ошибка! Закладка не определена.
subterránea
RH25D.
vi
Lista de Gráficas
Gráfica 4.1
Cobertura de Demanda
Gráfica 4.2
.
.
.
.
.
.
47
Cobertura de Demanda de agua según uso .
.
.
.
48
Gráfica 4.3
Demanda de agua según uso en .
.
.
.
.
48
Gráfica 4.4
Demanda de agua según uso en .
.
.
.
.
49
vii
Lista de Figuras
Figura 2.1
Ciclo hidrológico.
.
.
.
.
.
.
11
Figura 2.2
Cuenca Exorreica
.
.
.
.
.
.
19
Figura 2.3
Cuenca Endorreica. .
.
.
.
.
.
19
Figura 2.4
Esquema de balance hídrico analizado
.
.
.
20
Figura 2.5
Estados de la Cuenca del Río San Fernando.
.
25
Figura 4.1
Distribución espacial de los usuarios del REPDA, 2014.
.
39
Figura 4.2
Modelo WEAP de la cuenca del río San Fernando RH25D .
47
viii
Capítulo 1.
1.1
Introducción
Antecedentes
De acuerdo con Del Toro-Guerrero & Kretzchmar (2014, pág. 69):
“El principal suministro directo de agua hacia los
continentes es la precipitación. Sin embargo, ésta no
se distribuye de manera homogénea en el planeta y su
disponibilidad varía de región en región, dependiendo
de su clima y ubicación geográfica”.
La disponibilidad en cantidad y calidad del agua es prioritaria
en el desarrollo sustentable de un país. Lo que produce la
búsqueda de soluciones para llevar a cabo una correcta gestión
hídrica (Del Toro-Guerrero & Kretzschmar, 2014).
Por esta razón “la Ley de Aguas Nacionales de México exige
estimar
la
superficiales
disponibilidad
para
efectos
media
de
anual
concesión
de
o
las
aguas
asignación
del
recurso” (Aparicio J. , 2006, pág. 6).
Debido a que la gestión del recurso hídrico es un tema relevante
hoy en día “los balances hídricos son la clave para conocer la
disponibilidad
de
agua
en
Latinoamérica”
(Aparicio,
2006,
pág.6).
Tomando como fundamento la siguiente definición:
“El cálculo del balance hídrico consiste en cuantificar
y sumar los flujos de entrada y salida de la cuenca,
1
así como aquellos de consumo y retorno que ocurren en
su interior, para obtener la variación del volumen de
agua durante el intervalo en el que se cuantifican los
flujos”. (INEGI, 2013, pág. 6).
El balance hídrico ofrece hacer una evaluación cuantitativa de
los recursos hídricos, de las modificaciones generadas por la
influencia
del
hombre
y
una
predicción
de
los
cambios
artificiales en el régimen de los cuerpos de agua.
De acuerdo con la UNESCO, los componentes principales del
balance
hídrico
son:
la
precipitación,
el
caudal,
la
evaporación y el almacenamiento de agua en diversas formas. El
balance hídrico se realiza para: lagos, cuencas superficiales
y cuencas subterráneas (UNESCO, 1981, pág. 14).
En México se tienen algunos estudios de balance hídrico tales
como…
Otro estudio, es el “Balance Hídrico en la Cuenca de México”,
realizado por el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, el
cual se realizó debido al fuerte desequilibrio entre su recarga
y
su
explotación
subterránea
(IMTA,
2003)
utilizando
el
software Excel el cual permitía su ajuste agilizado al obtener
los resultados de la variación del volumen anual.
2
En lo que respecta a la cuenca del río San Fernando-Soto La
Marina (RH25) integrada por las subregiones Laguna de San
Andrés-Laguna Morales (RH25A), río Soto La Marina (RH25B),
Laguna Madre (RH25C) y río San Fernando (RH25D), se encontraron
los siguientes estudios.
Martínez
(2015),
realizó
la
“Caracterización
de
la
precipitación pluvial en la cuenca Laguna San Andrés-Laguna
Morales en el Estado de Tamaulipas”. El objetivo de este
estudio fue caracterizar la precipitación en la cuenca Laguna
de San Andrés-Laguna Morales (RH25A), estimando los periodos
de retorno de la precipitación máxima diaria para 2, 5, 10,
20, 25, 50, 100 y 200 años.
Ruiz (2014), realizó el “análisis de disponibilidad de agua en
la cuenca baja del río soto la marina ante escenarios de cambio
climático”, utilizando el software WEAP para desarrollar un
modelo
de
disponibilidad
del
agua,
con
el
objetivo
de
determinar la demanda de agua no satisfecha, la cobertura del
recurso hídrico, la eficiencia y confiabilidad del sistema de
concesión de derechos de agua.
Otro estudio en la cuenca, ...
3
Los estudios anteriormente mencionados sólo se han realizado
en ….
Lo que nos permite el estudio de esta cuenca debido a que
“Las soluciones en los balances hídricos deben ser
específicos ya que la solución que se utiliza en un
sitio para otro lugar será diferente debido a sus
diferentes grados de desarrollo socioeconómica, sin
importar que tan atractivo puede ser el concepto”
(Aparicio J. , 2006, pág. 5)
1.2
Definición del problema.
La disponibilidad del agua se refiere a grosso modo a un balance
hídrico en la cuenca, esto se obtiene al comparar la cantidad
de agua que genera la cuenca (volúmenes de oferta hídrica),
contra la necesidad de la población y demás usuarios en la
cuenca (Volúmenes de demanda hídrica).
Asimismo, es importante contar con parámetros que permitan
tomar decisiones con respecto al uso y derecho del agua, lo
que
se
obtiene
mediante
balances
hídricos,
ya
que
estos
permiten generar una visión sobre la oferta con la que cuenta
ya que esta se encargará de cubrir la demanda que requieren
los usuarios.
4
Por
esta
razón,
la
siguiente
investigación
presenta
la
“Estimación del balance hídrico en la cuenca del río San
Fernando RH25D”.
1.3
Objetivos.
1.3.1 Objetivo general.

Estimar el balance hídrico en la cuenca del río San
Fernando
1.3.2 Objetivos específicos.

Delimitar la cuenca, subcuencas y cauces principales
del río San Fernando.

Definir las variables del modelo de balance hídrico
para definir el comportamiento de la Cuenca del río
San Fernando.

Determinar la cobertura de agua por subcuenca y por
mes.

Determinar la demanda de agua (sin incluir pérdidas,
reusó y manejo) por subcuenca y por mes.

Determinar
la
demanda
de
agua
no
cubierta
por
subcuenca y por mes.
5
1.4
Preguntas de la investigación.
De acuerdo con los objetivos las preguntas de investigación
son las siguientes:
1. ¿Cuáles
son
las
Subcuencas
y
cauces
principales
que
integran la cuenca del río San Fernando?
2. ¿Qué variables intervienen en la estimación del balance
hídrico?
3. ¿Cuál es la cobertura del agua en la cuenca en del río
San Fernando?
4. ¿Cómo se comporta la demanda de agua en la cuenca del río
San Fernando?
5. ¿Cuál es la demanda de agua de no cubierta en la cuenca
del río San Fernando?
6. ¿Cuál es el balance hídrico en la cuenca del río San
Fernando?
6
1.5
La
Justificación
finalidad
de
esta
investigación
es
determinar
el
comportamiento del recurso hídrico en la cuenca del río San
Fernando, identificando parámetros como demanda y oferta del
recurso que permitan tomar decisiones con respecto al uso y
derecho del agua, y conocer si la disponibilidad de agua que
se tiene en la cuenca es suficiente para satisfacer la demanda
de
agua
de
los
usuarios,
tales
como
la
población,
la
agricultura, el uso pecuario y rural. La estimación del balance
hídrico en la cuenca del río San Fernando, nos permitirá
identificar estos parámetros para la toma de decisiones.
El conocimiento de los flujos de entrada y salida en la cuenca
y
propiamente
la
estimación
del
balance
hídrico
traerá
beneficios a autoridades encargadas de la administración del
recurso hídrico y a los usuarios en general, ya que les
permitirá un mayor entendimiento para una correcta gestión
hídrica. Conocer con certeza si se cuenta con agua suficiente
para desarrollar sus actividades productivas y de la vida
cotidiana. Y prever eventos como avenidas o estiaje, que les
afecten directamente a los consumidores del recurso hídrico.
Conocer la disponibilidad de agua de la cuenca del río San
Fernando, les permite, a los organismos responsables del agua
7
saber
si
se
cuenta
con
agua
suficiente
para
desarrollar
diversas actividades productivas en la región y localizar dónde
la demanda de agua no se logra satisfacer adecuadamente, con
el fin de tomar las medidas necesarias.
Los constructores de obras civiles también se beneficiarán, ya
que el entendimiento en la gestión hídrica y de la ocurrencia
de eventos como avenidas o estiaje en la cuenca, es de absoluta
relevancia para la elaboración de diferentes proyectos que
conllevan conocimientos de Ingeniería Civil.
1.6
Delimitación.
La cuenca del río San Fernando se encuentra dentro de la Región
Hidrológica 25 (RH25), administrada por la CONAGUA a través de
la Región Hidrológica-Administrativa IX “Golfo Norte”.
La información que se utilizará en la estimación será la
proporcionada por instituciones gubernamentales encargadas del
manejo
de
datos
estadísticos,
geográficos,
hidrológicos
y
administrativos como la INEGI, CONAGUA, SIALT, SINA, SISP
y
DOF.
La
estimación
del
balance
hídrico
se
realizará
en
las
subcuencas hidrológicas publicadas por el DOF 27-05-2016: río
8
Potosí 1, río Potosí 2, río Camacho, río Pablillo 1, río
Pablillo 2, arroyo los Anegados o Conchos 2, río Conchos, río
San Lorenzo, río Burgos, río San Fernando 1, arroyo Chorreras
o las Norias y río San Fernando 2, los cuales forman parte de
la subregión hidrológica RH25D San Fernando.
9
Capítulo 2.
Análisis de fundamentos.
Para iniciar este capítulo, primeramente, se precisarán una
serie de conceptos,
los cuales
son necesarios
para tener
entendimiento y comprensión en lo que respecta a la estimación
del balance hídrico en una cuenca.
2.1
Hidrología y cuenca hidrológica.
2.1.1
Definición y elementos del ciclo hidrológico
De acuerdo con Chow (1994, pág, 2) “el ciclo hidrológico es el
foco central de la Hidrología. El ciclo no tiene principio ni
fin y sus diversos procesos ocurren en forma continua”
Las
principales
hidrológico
son:
fases
por
las
Evaporación,
que
se
compone
condensación,
el
ciclo
precipitación,
infiltración, escorrentía, circulación subterránea, fusión y
solidificación.
El vapor de agua … ver figura 2.1.
La
mayor
parte
del
agua
interceptada
y
de
escorrentía
superficial regresa a la atmósfera mediante la evaporación. El
agua infiltrada puede percolar profundamente para recargar el
agua subterránea de donde emerge en manantiales o se desliza
10
hacia ríos para formar la escorrentía superficial, y finalmente
fluye hacia el mar o se evapora en la atmósfera a medida que
el ciclo hidrológico continúa.
Figura 0.1
Ciclo hidrológico
Fuente: Fattorelli, 2011, Diseño hidrológico.
A.
Precipitación.
Tomando como base la siguiente definición tenemos que:
“La precipitación incluye la lluvia, la nieve y otros
procesos mediante los cuales el agua cae a la
superficie terrestre, tales como granizo y nevisca. La
formación de precipitación requiere la elevación de una
masa de agua en la atmósfera de tal manera que se enfrié
y parte de su humedad se condense” (Chow V. , 1964,
pág. 65)
Formación de precipitaciones.
Fattorelli
(2011)
menciona
que
para
que
se
produzca
la
precipitación se necesitan primero 3 condiciones: 1) Tener un
estado de saturación, 2) un cambio de solido o líquido a gaseoso
11
y
3)
el
crecimiento
de
partículas
que
permitan
caer.
El
resultado de las 2 primeras condiciones produce que se generen
nubes, pero al generarse estas no se da necesariamente la
precipitación, ya que para que precipite se necesitan que se
formen partículas o gotas de suficiente tamaño y peso, deben
existir núcleos de condensación.
Maderey (2005, pág.15) menciona que “las nubes se forman por
el enfriamiento del aire por debajo de su punto de saturación”.
Este enfriamiento permite otros procesos que llevan al ascenso
adiabático
con
temperatura,
el
los
descenso
consecutivo
cuales
forman
de
presión
diferentes
y
de
tipos
de
precipitaciones.
Por lo tanto, para condensarse, el vapor necesita …
Finalmente, si la temperatura de la nube es muy baja su forma
de precipitación será en granizo, pero si su temperatura es
muy fría su forma de precipitación será en nieve.
Tipos de precipitaciones.
Los tipos de precipitación se clasifican en tres tipos, según
Maderey y Fattorelli, precipitación convectiva, orográfica y
ciclónica.
12
a) Precipitación convectiva.
Maderey
(2005,
pág.15)
dice
que
“esta
se
origina
en
la
inestabilidad …”.
Para Fattorelli (2011, pág. 28) la precipitación convectiva
“es causada por los elementos que …”.
b) Precipitación orográfica.
“Es aquella que tiene su origen en el ascenso de una masa de
aire forzado por una barrera montañosa” (Maderey, 2005, pág.
18).
“Resulta del avance de aire húmedo que es obligado a ascender
por efecto de una cadena montañosa” (Fattorelli, 2011, pág.
28).
c) Precipitación ciclónica.
Fattorelli
(2011,
pág.
27)
describe
a
la
precipitación
ciclónica como “el resultado …”.
Para Maderey (2005, pág. 15) la precipitación “ es una fenómeno
que ……”
Asimismo, Fattorelli (2011) se refiere a la no …….
13
Precipitación media y sus métodos de estimación.
Para la estimación de parámetros hidrológicos, la determinación
de la precipitación media, en ...
La precipitación media, “es el cociente de dividir el volumen
total de agua generado por una tormenta entre el área de la
cuenca…” (CONAGUA, 2007, pág. 75).
a) Métodos de estimación de la precipitación media.
Para el cálculo de la precipitación media en una cuenca se
tienen 3 métodos que son los más utilizados; método aritmético,
isoyetas y polígonos de Thiessen.
b) Método aritmético.
Consiste en obtener el promedio aritmético de las alturas de
precipitación registradas en cada estación usada en el análisis
y su ecuación es la siguiente.
1
h̅p = ∑ni=1 hpi
n
Ecuación 2.1
Donde:
hp: Es la altura de precipitación media
hpi: Es la altura de precipitación registrada en la estación i
n: Es el número de estaciones bajo análisis
c) Método de las isoyetas.
De acuerdo con
CONAGUA (2007, pág. 77):
14
“Consiste en trazar sobre un plano de la cuenca donde
se ubiquen las estaciones y los valores de lluvia
registrados en cada estación, las líneas que unen
puntos de igual altura de precipitación se les llama
isoyetas y se dibujan de forma semejante a como se hace
las curvas de nivel en topografía”.
d) Método de los Polígonos de Thiessen.
Este método consiste en ….

Importar las estaciones climatológicas más próximas a la
cuenca y unirlas mediante líneas.

Trazar mediatrices de las líneas, formando una serie de
polígonos. ...

Finalmente se calcula el promedio ponderado de la ...
De acuerdo con la CONAGUA (2007) la ecuación 2.2 se utiliza
para obtener la precipitación media por polígonos de Thiessen
es la siguiente.
1
𝑃̅ = 𝐴 ∑𝑛𝑖=1 𝐴𝑖 𝑃𝑖
Ecuación 2.2
𝑇
Donde
P = altura de precipitación media (mm).
Ai = Área de influencia de la estación i (km 2).
AT = Área total de la cuenca (km2), igual a ∑𝑛
𝑖=1 𝐴𝑖
Pi = Altura de precipitación registrada en la estación i (mm).
B.
Evaporación y evapotranspiración.
Maderey (2005, pág. 43) define la evaporación como un “aspecto
físico y puro, es el paso del estado líquido al gaseoso del
agua”.
15
El Servicio Nacional de Estudios Territoriales (SNET, 2005)
menciona
que
en
una
cuenca,
la
mayor
pérdida
de
agua
definición:
“el
presentada, es …
El término evapotranspiración implica ….
C.
Escurrimiento.
Tomando
como
fundamento
la
siguiente
escurrimiento se define como … lagos y en la mayoría de las
ocasiones hasta el mar” (CONAGUA, 2007, pág. 132).
a) Escurrimiento superficial.
Este inicia por el flujo en forma de lámina sobre la superficie
del suelo. Si la cuenca que recibe …
En caso de que la cuenca carezca de ….
b) Escurrimiento subsuperficial.
De acuerdo con Fattorelli (2011, pág. 62), “es aquella porción
de la precipitación que se infiltra …”.
c) Escurrimiento subterráneo.
“Aquella parte del flujo que se forma principalmente por
…” (Fattorelli, 2011: 65).
16
El flujo subterráneo descarga finalmente en los cauces, con
mayor o menor retardo de acuerdo a su conductividad …
Coeficiente de escurrimiento (Ce).
CONAGUA (2007, pág. 5) lo define como “la relación entre el
volumen de agua llovido y el volumen de agua escurrido, …”.
De igual manera CONAGUA (2007, pág. 140) dice que es una
variable para estimar la distribución de pérdidas en donde:
“supone que las pérdidas son proporcionales a la intensidad de la
precipitación, de tal modo que …” (CONAGUA, 2007, pág. 140).
Por lo tanto, el coeficiente de escurrimiento se determina con
la Ecuación 2.3:
𝐶𝑒 =
𝑉𝑒𝑑
𝑉𝐼𝐼
Ecuación 2.3
Donde:
𝑉𝑒𝑑 : Volumen de escurrimiento (m3).
𝑉𝐼𝐼 : Volumen llovido (m3) igual al producto del área de la cuenca por la altura de lluvia.
𝐶𝑒 : Coeficiente de escurrimiento.
2.1.2
Cuenca y sus componentes.
De acuerdo con Breña (2006, pág. 23) dice que “la cuenca es
aquella Superficie en la que el agua precipitada se … colector
que descarga a otras cuencas aledañas, o al océano”.
17
Para De la Lanza (1999, pág. 45) una cuenca “es una superficie
cuyos límites superiores …”.
A.
Parteaguas.
Para el INECC (2016, pág. 34) el parteaguas es “la frontera
topográfica o línea divisoria entre dos cuencas o subcuencas”.
Es la línea … vecinas (Aparicio F. J., 1992).
Cuenca superficial o cuenca hidrográfica.
Aparicio (2006, pag. 19) describe una cuenca como “una zona de
la superficie terrestre en donde …”.
Breña (2006) menciona que desde el punto de vista ...
a) Cuenca exorreica.
Son aquellas en las que los ríos de mayor orden desembocan al
mar, tal como se observa en la
18
Figura 0.2.
Figura 0.2
Cuenca Exorreica
Fuente: Hidráulica de Cuencas, 2005.
b) Cuenca endorreica.
Sus aguas no llegan al mar sino …… como se observa
.
2.2
Balance Hídrico
Para Durand-Dastes (2014) el balance hídrico se establece para
un … para ese tiempo.
19
En términos generales un balance hídrico relaciona una serie
de variables que … las cuales se muestran a continuación en la
Figura 0.4.
Figura 0.3
Cuenca Endorreica.
Fuente: Hidráulica de Cuencas, 2005.
20
Figura 0.4
Esquema de balance hídrico analizado
Fuente: Balance hídrico integrado y dinámico en el salvador, 2005.
2.2.1
A.
De
Conceptos de balance hídrico.
Oferta hídrica.
acuerdo
con
el
Sistema
de
Información
y
monitoreo
de
Recursos Hídricos dice que “La oferta hídrica está … de modelos
hidrológicos calibrados”. (SIRH-CG, 2011, pág. 28)
B.
Disponibilidad de agua.
El Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI, 2016)
menciona que … entre el número de personas de una población.
C.
Distrito de riego.
21
Para la Comisión Nacional del agua son “áreas geográficas donde
… canales y caminos, entre otros” (CONAGUA, 2014, pág. 26).
El Sistema Nacional de Información del Agua indica que “los
distritos de riego son … pozos, canales y caminos, entre
otros”. (SINA, 2012, pág. 25)
D.
Red de distribución de agua.
Para la Comisión Nacional del Agua “una red de distribución es
el conjunto de … extraordinarias como el extinguir incendios”
(CONAGUA, 2007, pág. 3).
E.
Derechos del agua.
De acuerdo con el Artículo 6 del Código de Aguas (1981), el
derecho de aprovechamiento…
2.2.2
Métodos para el cálculo de balance hídrico.
La UNESCO (1981) dice que, para hacer un cálculo de … los
cuales se publican en memoria anuales, tanto hidrológicas como
meteorológicas, boletines etc.
Para este cálculo es necesario tener datos sobre ….
22
De
acuerdo
con
la
NOM-011-CNA-2015
establece
las
especificaciones y el método para ...
2.3
Infraestructura Hidráulica.
A.
Estación hidrométrica.
Tomando como base la siguiente definición “estación en la cual
se obtienen datos de … químicas y bacteriológicas del agua”
(CONAGUA, 2012, pág. 38).
B.
Presa o embalse.
Para Pérez (2008, pág. 116) una presa “es un muro de contención
constituido …”.
Díez-Cascón (2001, pág. 33) describe a una presa como:
“Es
una
estructura
artificial
que
…xxxxx.xxxxxx.xxxxxx.xxxxx.xxxxxxx.xxxxxxx.xxxxxxxx.x
xxxxx.xxxxxx… estas normalmente son colocadas en los
ríos”.
NAMO.
De acuerdo con la CONAGUA (2012) el NAMO es el Nivel de Aguas
Máximas Ordinarias, este es el ...
a)
NAME.
CONAGUA
(2012) señala que el NAME es el Nivel de Aguas ...
23
2.4
Herramientas para estimar el balance hídrico.
Para hacer un balance hídrico se tienen algunas herramientas
las cuales sirven para optimizar el proceso de los datos.
A.
Hidroesta 2.
De acuerdo con Villón B. (S/F), el Hidroesta 2 es un software
diseñado para ...
El programa calcula la precipitación promedio por los métodos
promedio aritmético, polígonos de Thiessen e Isoyetas. Así como
los cálculos de … y el cálculo de balance hídrico.
B.
WEAP
WEAP es una herramienta computacional para la planificación
integrada de recursos … está considerando WEAP como una adición
útil a su caja de herramientas de modelos, bases de datos,
hojas de cálculo y otros programas (WEAP, 2016).
2.5
La cuenca del río San Fernando RH25D.
De acuerdo con el Atlas de agua en México (2015) el país se
encuentra dividido en …en lo que respecta a la cuenca … se
tiene lo siguiente:
24
A.
Localización.
La cuenca … se localiza entre las coordenadas 24°50' Latitud
Norte, y … tiene un área de 17,795.76 km2.
La cuenca … se encuentra dentro de la región hidrológica
…mostrados en el Figura 0.5, asimismo, muestra los municipios.
B.
Hidrografía.
Su hidrografía se compone de …hasta desembocar finalmente a la
laguna madre (GOB, 2016).
C.
Clima.
El clima predominante es de tipo …a de 600 milímetros (GOB,
2016).
25
Figura 0.5 Estados de la Cuenca del Río San Fernando.
Fuente: Balance hídrico integrado y dinámico en el salvador, 2005.
D.
Orografía.
El relieve que presenta la cuenca es de … en la parte sur con
relieve semiplano (GOB, 2016).
26
Capítulo 3.
3.1
Método de la investigación.
Enfoque de la investigación.
El enfoque de esta investigación es científico, se encuentra
basado en la investigación científica.
La investigación científica asume que el entorno es objetivo…
describen el comportamiento hídrico de la cuenca ...
Las características esenciales de este enfoque (Bunge, 1977)
son:

El
conocimiento
científico
es
verificable.
A
fin
de
explicar un ...

La investigación científica es metódica … conocer el
comportamiento de la cuenca del río San Fernando.

El conocimiento científico es predictivo. … es aplicable
al balance … tienen una serie de años de recolección.
La investigación científica asume un conjunto de reglas que
señalan … conocimientos obtenidos en los resultados de la
investigación.
En forma general, de acuerdo con Muñoz (2011), el método
científico se compone de las siguientes fases:
27
Etapa 1. Planteamiento del problema.
En esta etapa inicial se plantea como problema de investigación
la estimación del ….
Etapa 2. Formulación de hipótesis.
Para esta estimación no se plantea una hipótesis, debido a que
…
Etapa 3. Levantamiento de la información.
En esta etapa, se delimitaron las superficies que conforman la
… buscando agrupar la información lo más eficiente posible para
su proceso.
Esta información se recopiló con las dependencias …
Etapa 4. Análisis e interpretación de datos.
Una vez terminada la recopilación de información, se procedió
a analizar la serie de datos, determinando la cantidad de …
para obtener el balance …
Etapa 5. Difusión de resultados.
En esta etapa final, se elaboró un informe de la estimación d…
como resultado de la investigación.
28
3.2
Tipo de investigación.
Es una investigación aplicada, porque aplica los conocimientos
sobre … para determinar el comportamiento de … (Bunge, 1977)
Es una investigación de campo, porque se apoya en técnicas de
… como hojas de cálculo.
De igual manera es una investigación descriptiva porque se
representan el balance … la demanda no cubierta y la cobertura
del sistema …
De
acuerdo
con
la
clasificación
de
Muñoz
(2011)
ésta
investigación es de tipo cuantitativo ya que los datos … y se
pueden generalizar los resultados.
3.3
Método de la investigación.
En esta investigación se empleó el método analítico-inductivo,
ya que es un método … para después agrupar los elementos y
estudiarlos en su totalidad (Muñoz, 2011); para este caso se
analizaron … capacidad de presas y caudales, todo esto para
cada ...
29
Este método se basa en tres pasos:
Observar.
Consiste en … con variables referentes al ….
Analizar.
En este paso, se analizó la información obtenida de … para su
posterior conclusión. En la
30
Figura 0.1 se muestra el procedimiento completo de la información.
Concluir.
Implica
presentar
los
resultados
de
la
estimación
por
…
mediante la utilización del programa WEAP el cual se basa en
el método de … un sistema, basado en la formula siguiente:
𝑚𝑣 = 𝑚𝑒 − 𝑚𝑠 + 𝑚𝑔 − 𝑚𝑐
Donde:
𝑚𝑣: Variación de materia en el sistema.
𝑚𝑒: Entrada de materia a través de las fronteras del sistema.
𝑚𝑠: Salida de materia a través de las fronteras del sistema.
𝑚𝑔: Generación de materia dentro del sistema.
𝑚𝑐: Consumo de materia dentro del sistema.
En la que se evalúan los indicadores sobre … citados en la
Tabla 0.1.
31
Figura 0.1
Diagrama de flujo que muestra la metodología de la investigación.
32
3.4
Categorías, variables e indicadores.
La oferta y demanda del recurso hídrico son las dos variables
que se trabajaron en esta investigación. Ambos conceptos se
describieron en el capítulo 2. Sin embargo, se debe tener el
concepto operacional de las variables para conocer a que se
refiere cuando se habla de un valor sobre oferta y demanda
hídrica.
Se consideró como oferta hídrica al volumen de agua generado
en … de acuerdo con el número de habitantes y tipos de uso del
agua.
En la Tabla 0.1, se presentan las categorías variables e
indicadores utilizadas en la estimación del balance …
Tabla 0.1
Categoría
Variables que interviene en la estimación del balance hídrico en la cuenca
del río San Fernando.
Variable
Volumen de
demanda
hídrica
Indicador
Subterránea
Volumen de agua para uso doméstico rural
Superficial
Volumen de agua para uso doméstico urbano
Volumen anual de extracción de agua superficial mediante
títulos inscritos actualmente en el REPDA
Volumen anual correspondiente a las reservas, el caudal
ecológico y las zonas reglamentadas
Recarga media anual
Balance
hídrico
Descarga natural comprometida
Subterránea
Volumen concesionado de agua subterránea
Volumen de extracción de agua subterránea consignado en
estudios técnicos
Volumen de agua tratamiento de aguas residuales (agua de
retorno)
Volumen de
oferta hídrica
Superficial
Volumen de agua almacenada en presas
Volumen de escurrimiento aforado (estaciones
hidrométricas)
33
3.5
Población y muestra.
3.5.1
Población.
La población se representa como los valores de …
3.5.2
Muestra.
La muestra está compuesta por las series de datos tanto de
volúmenes de … de 10 años en adelante.
De acuerdo con la OMM, para que los valores base de una serie
tenga significación climática, se establece de forma general,
una longitud recomendable de …
(Vide, 2003). Por lo que se
implementará una depuración de la información para generar una
muestra aceptable.
3.6
Técnicas de recolección de datos.
La técnica empleada para la recolección de los datos fue la
observación indirecta, ya que se realizó a través de … las
bases de datos de dependencias … se pueden mencionar: INEGI,
CONAGUA, SIALT, SINA, SISP, DOF.
Los
registros
diarios
de
consisten
…con
una
en
serie
reportes
anuales,
indicadores
de
mensuales
los
cuales
y
se
34
utilizaron
natural
los
siguientes:
comprometida,
subterránea,
volumen
recarga
volumen
de
media
anual,
concesionado
extracción
de
agua
descarga
de
agua
subterránea
consignado en estudios técnicos, … y volúmenes de agua para
riego.
3.7
Diseño de instrumentos de recolección de datos.
Para la recolección de la información, se creó una serie de
formatos, que apoyaron en la administración de los datos. A
continuación, se describe cada uno de ellos de acuerdo a la
Tabla 0.1.
La Tabla 0.2 y Tabla 0.3, muestran los formatos para la
recolección de información de los volúmenes de … Se denominó
población rural a las localidades que tuvieran menos de …
posteriormente, se realizó la sumatoria de la población en cada
una de las … una dotación por persona (per cápita).
35
Tabla 0.2
Subcuencas
Volúmenes de demanda hídrica para uso doméstico, población rural.
Población Rural por Municipio, Subcuenca y Acuífero
Id Acuíferos
Tabla 0.3
Subcuencas
Entidad Federativa
Clave Municipal
Municipios
Pob. Total
Dotación
(Mm3/hab/año)
Vol. Total
(Mm3/año)
Volúmenes de demanda hídrica para uso doméstico, población urbana.
Población urbana por Municipio
Pob.
Total
Dotación (Mm3/hab/año)
Vol. Total
(Mm3/año)
-
-
-
36
En la Tabla 0.4 se muestra el formato utilizado para la
recolección del volumen anual de … la cantidad de volumen por
cada tipo de uso.
Tabla 0.4
Subcuencas
Volumen de extracción superficial mediante títulos inscritos actualmente
en el REPDA.
Vol. 1 (Mm3/año) Vol. 2 (Mm3/año) Uso 1
Uso 2
En la Tabla 0.5 se muestra el formato utilizado para la
recolección del Volumen anual … y las zonas reglamentadas
Tabla 0.5
Subcuencas
Volumen anual correspondiente a las reservas, el caudal ecológico y las
zonas reglamentarias.
Volumen anual correspondiente a las reservas, el caudal
ecológico y las zonas reglamentadas (Mm3/año)
En la Tabla 0.6 se muestra la información correspondiente a
los volúmenes de oferta ...
37
Tabla 0.6
Id Acuíferos
3.8
Volúmenes de oferta hídrica subterránea (acuíferos).
R
Acuífero
DNCOM
VCAS
VEXTET
DÉFICIT
cifras en millones de metros cúbicos anuales
Análisis de datos.
Para analizar los datos correspondientes a esta investigación,
se requirió del uso de diferentes herramientas informáticas y
de programación, las cuales apoyaron en el proceso de la
información. A continuación, se describen cada una de ellas.
ArcGis.
El software ArcGis … facilitó el análisis de …, para su
visualización sobre …
Microsoft Office Excel.
Se manejó mediante la herramienta Microsoft Office Excel 2013
la cual apoyo en el cálculo de promedios y sumatorias de los
datos
extraídos
del
ArcGis
así
como
la
facilidad
de
la
agrupación de la información en tablas.
38
WEAP.
El software WEAP permitió el análisis del balance … ayudó a
crear gráficas y tablas, indispensables para la presentación y
compresión de la información.
El software WEAP apoyo en la visualización de la información
recopilada por … y permitió ingresar información acerca de
usuarios de aguas subterráneas, ya que el software maneja
balance …
39
Capítulo 4.
Resultados.
(En este capítulo se muestran toda la información que se recabó sobre las
variables e indicadores planteados en su capítulo 3, sin hacer ningún juicio de
valor (eso se hará en las conclusiones: si fue equilibrado, si estuvo conforme
a especificación, si se acepta la hipótesis, las cosas que están excelentes,
regulares y pésimas, …).
Para esta investigación, sus variables e indicadores planteados en el capítulo
3 son:
Tabla 0.1
Variables que interviene en la estimación del balance hídrico en la
cuenca del río San Fernando.
Categoría
Variable
Indicador
Subterránea
Volumen
de
demanda
hídrica
Balance
hídrico
Superficial
Subterránea
Volumen
de oferta
hídrica
Superficial
Volumen de agua para uso doméstico rural
Volumen de agua para uso doméstico urbano
Volumen anual de extracción de agua superficial
mediante títulos inscritos actualmente en el REPDA
Volumen anual correspondiente a las reservas, el
caudal ecológico y las zonas reglamentadas
Recarga media anual
Descarga natural comprometida
Volumen concesionado de agua subterránea
Volumen de extracción de agua subterránea
consignado en estudios técnicos
Volumen de agua tratamiento de aguas residuales
(agua de retorno)
Volumen de agua almacenada en presas
Volumen de escurrimiento aforado (estaciones
hidrométricas)
Por lo tanto, los apartados para este ejemplo serán:)
4.1
Demanda hídrica superficial en la cuenca del río San
Fernando.
En la Tabla 0.2 y
Tabla 0.3 se muestran los volúmenes de demanda con relación al
indicador
del
volumen
de
agua
para
uso
doméstico,
estos
volúmenes se estimaron a partir del… base en el documento,
“Situación del subsector agua potable, drenaje y saneamiento”
(CONAGUAОшибка! Закладка не определена., 2014).
40
En la
Tabla 0.4 se muestran los volúmenes para cada tipo de uso y …,
sin
embargo
debido
a
que
al
revisar
la
información
proporcionada se obtuvieron algunos usuarios que no estaban
dentro de la cuenca … se decidió trabajar los usuarios que
estaban dentro de la cuenca y los usuarios fuera se omitieron
en el balance … (ver
Figura
0.1)
se
anexa
al
final
la
información
del
REPDA
utilizada y la descartada (Ver Anexo 1).
Figura 0.1
Distribución espacial de los usuarios del REPDA, 2014.
41
Para el volumen anual correspondiente a las reservas, el caudal
ecológico y las zonas reglamentadas se tomó … de acuerdo a la
Norma
NMX-AA-SCFI-2012”
(Ver
Tabla
0.6),
y
los
faltantes
calcularlos con base en la Norma NMX-AA-159-SCFI-2012 … Método
de Tennant (Ver Tabla 0.7).
42
Tabla 0.2
Volúmenes de demanda hídrica para uso doméstico, ...
Población Rural por Municipio, Subcuenca y
Acuífero
Subcuencas
Id Acuíferos
Rio Potosí 1
Rio
Camacho
Rio San
Lorenzo
1914
2803
2805
2802
2804
1915
5,530
443
595
475
5
854
2
28
381
-
-
149
607
46
454
79
290
7
2,221
221
35
7
19
228
253
-
-
Rio Burgos
Tabla 0.3
Galeana
Linares
Montemorelos
Hualahuises
Iturbide
Linares
Burgos
China
Gral. Bravo
Gral. Terán
Linares
Méndez
Villagrán
Burgos
Méndez
San Nicolás
Población urbana por Municipio
Nuevo León
Vol.
Total
(Mm3/a
ño)
6,821
0.054 373.450
1,334
0.054
2,050
0.054 112.238
2,724
0.054 149.139
Huilahuises
-
5,687
-
Linares
-
San Fernando
63,104
Dotación
(Mm3/hab/año)
Pob. Total
Tamaulipas
Galeana
Rio Camacho
Rio Pablillo 2
Dotació
n
(Mm3/h
ab/año)
73.037
Volúmenes de demanda hídrica para uso doméstico, ...
Subcuencas
Entidad
Federativa
Nombre de
Municipio
-
Pob.
Total
Municipios
-
-
-
Vol. Total
(Mm3/año)
-
-
-
5,687
63,104
0.091
0.091
518.939
5,758.240
Fuente: Comisión de cuenca del río Pánuco 2014.
Tabla 0.4
Volumen de extracción superficial mediante títulos
inscritos en ...
Subcuenca
Río Potosí 1
Río Potosí 2
Río Burgos
Río San
Fernando 1
Río San
Fernando 2
Vol. 1
Vol. 2
(Mm3/a (Mm3/a
ño)
ño)
Uso 1
Uso 2
U. Agrícola
U. Agrícola
U. Agrícola
U. Pecuario
U. P. y S. Urbano
U. Agrícola
U. Pecuario
U. P. y S. Urbano
U. Agrícola
U. P. y S. Urbano
U. Pecuario
-
2.1504
13.025
0.218
0.981
0.203
1.745
0.024
0.109
7.896
0.012
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.005
0.000
0.009
0.000 U. P. y S. Urbano
-
Fuente: Comisión de cuenca del río Pánuco 2014.
43
Tabla 0.5
Volumen anual correspondiente a las reservas, el
caudal ecológico y las ...
Volumen anual correspondiente a
las reservas, el caudal ecológico y
las zonas reglamentadas (mm3)
Subcuencas
Río Pablillo 2
0.000
Arroyo Los Anegados o Conchos 2
0.000
Río Conchos
0.000
Río San Lorenzo.
0.000
Río Burgos
0.000
Fuente: DOF 07-07-2016.
Tabla 0.6
Subcuencas
Río Potosí 2
Río
Conchos
Volumen mensual correspondiente al caudal ecológico.
Volumen mensual correspondiente al caudal ecológico (mm3)
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
0.375
0.339
0.375
0.363
0.375
2.436
0.282
0.254
0.282
0.273
1.584
1.803
Jul
Ago
Sep
0.375
0.375
3.992
0.282
1.209
2.484
Oct
Nov
Dic
3.910
0.363
0.375
1.791
0.273
0.282
Fuente: Reyes N. Yair, 2017.
Tabla 0.7
Subcuencas
Volumen mensual correspondiente al caudal …
Volumen mensual correspondiente al caudal ecológico (Mm3)
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Río Potosí 1
Arroyo Los
Anegados o
Conchos 2
Río San
Lorenzo
0.019
0.003
0.005 0.222
1.951
3.138
1.573
3.443
0.022
0.000
0.058 0.524
7.024
6.655
0.921
0.002
0.000
0.000 1.935
35.174
37.095
Río Burgos
Río San
Fernando 1
0.245
0.029
0.054 0.882
6.851
0.522
0.101
0.093 1.689
13.483
Sep
Oct
Nov
Dic
5.605
1.680
0.010
0.018
5.047
10.812
1.197
0.006
0.010
4.898
48.436
111.592
9.432
0.000
0.000
6.891
0.671
7.598
17.420
4.705
0.166
0.138
14.631
1.697
15.376
34.331
8.044
0.309
0.332
Fuente: Elaboración propia con base en la Norma NMX-AA-159-SCFI-2012.
4.2
Oferta hídrica subterránea en la cuenca del río San
Fernando.
En la Ошибка! Источник ссылки не найден. se muestran los
indicadores de la oferta hídrica subterránea, los cuales se
tomaron a partir del DOF, (20 Abril 2015) en donde: recarga
44
media anual … todos en unidad de millones de metros cúbicos
(mm3).
Debido que el DOF no contenía información sobre … mostrados en
la Tabla 0.8 y Ошибка! Источник ссылки не найден. se decidió
establecer un criterio para calcularlos, al final del documento
se muestra el criterio utilizado en el Anexo 2.
Tabla 0.8 Volumen mensual correspondiente a
extracción máxima y almacenamiento
inicial en mm3.
Clave
Extracción Almacenami
máxima
ento inicial
(mm3/mes)
(mm3/mes)
Acuífero
1914
Citrícola Sur
9.356
46.778
1915
Soto la marina
6.810
34.052
2805
Jiménez-Abasolo
0.979
4.894
Tabla 0.9
Registro de volúmenes
subterránea (acuíferos).
R
DNCOM
de
oferta
hídrica
VCAS
VEXTET
DÉFICIT
Clave
Acuífero
1914
Citrícola Sur
75.100
47.100
65.170
28.000
-37.160
1915
Soto la Marina
84.000
73.100
8.620
8.900
0.000
2805
Jiménez-Abasolo
29.700
8.600
3.140
3.100
0.000
3
CIFRAS EN MILLONES DE m ANUALES
Fuente: DOF 20-05-2015.
Tabla 0.10
Cla
ve
28
04
28
05
Volumen mensual correspondiente a la recarga
natural, extracción máxima y almacenamiento
inicial en mm3.
Acuífero
Recarga natural mensual Mm3
En
e
Fe
b
Ma Ab
r
r
Ma Ju
y
n
Jul
Ag
o
Se
p
Oc
t
No
v
Di
c
San Carlos
0.9
46
0.6 0.8 1.4 3.2 3.3
78 12 78 66 07
1.6
18
2.9
80
5.2
18
2.2
55
0.8 0.7
04 91
JiménezAbasolo
1.5
14
0.7 0.6 1.6 3.9 3.8
91 58 70 57 88
2.5
04
3.7
32
5.7
60
2.2
32
0.9 1.2
08 75
45
4.3
Oferta hídrica superficial en la cuenca del río San
Fernando.
En la Tabla 0.11 se muestra el volumen en metros cúbicos por
día (m3/día) de las plantas de tratamiento de agua residual
localizadas
en
la
cuenca
…
las
cuales
se
tomaron
del
SINAОшибка! Закладка не определена. (2015).
Tabla 0.11
Id
Nombre
Volumen de plantas de tratamiento de aguas residuales.
Capacidad instalada
(mm3/año)
Caudal tratado
(mm3/año)
Longitud
Latitud
3750 Galeana
0.473
0.379
-100.08
24.82
1132 Hualahuises
0.473
0.313
-99.67
24.89
2117 Iturbide
0.158
0.200
-99.90
24.73
1016 La Petaca
6.307
4.134
-99.57
24.86
2488 Burgos
0.079
0.054
-98.80
24.95
Fuente: SINA, 2015.
De acuerdo con el SISP-CONAGUA en la cuenca … en el Ошибка!
Источник ссылки не найден. se muestra la lista de ...
De acuerdo con BANDAS(CONAGUA) en la cuenca de … las cuales se
muestran en la
Tabla 0.13.
De acuerdo con la OMM, menciona que para una serie climática
tenga significación debe cumplir con … (Vide, 2003), por lo
que de las estaciones … que no cumplían con la longitud
recomendable.
46
Tabla 0.12
Subcuenca
Id
Río San Lorenzo
Río San Fernando 1
Presas con información completa en la cuenca del río San Fernando.
Nombre Oficial
Lat
Long
Uso del Agua
2688 Servando Teresa de Mier
25.21
-99.35 Riego
2607 Los Cristales
25.13
-99.30 Riego, Abrevadero
Volumen (m3)
NAMINO
Elevación en MSNM
NAMO
NAME
NAMINO NAMO
NAME
1.85
3.62
4.81
242.70
246.45
249.00
1.20
2.23
3.50
218.50
223.30
224.80
Fuente: SISP, 2015.
Tabla 0.13
Estaciones hidrometricas en la cuenca del río San Fernando.
25009
Nombre Est.
Hidro
San Fernando
25010
Pablillo
25027
Camacho
-99.58
25030
Cabezones
-99.74
25036
Las Norias
-98.30
25061
Las Colmenas
-99.73
25068
El Llano
-98.60
25102
Las Adjuntas
-99.68
Id
Longitud Latitud Inicio operación
-98.16
24.84 Agosto 1930
-99.56
24.86 Julio 1951
Fin operación
Años de
registro
Diciembre 1911
81.42
Diciembre 1912
61.50
24.88 Mayo 1951
24.99 Octubre 1952
Diciembre 1912
61.67
Diciembre 1912
60.25
24.61 Junio 1961
24.63 Julio 1967
Junio 1963
2.08
Diciembre 1979
12.50
25.19 Enero 1963
24.88 Junio 1980
Julio 1979
16.58
Junio 1999
19.08
Fuente: BANDAS, 2016.
47
De acuerdo con la OMMОшибка! Закладка не определена., menciona
que para una serie climática tenga significación debe cumplir
con … (Vide, 2003), por lo que de las estaciones … que no
cumplían con la longitud recomendable.
4.4
En
Balance …
esta
sección
se
muestran
los
resultados
en
gráficas
obtenidos en esta investigación por el SOFTWARE WEAP, y se
anexa al final del documento las tablas utilizadas para la
elaboración de las gráficas.
Cabe
mencionar
algunas
de
las
consideraciones
relevantes
utilizadas en la construcción del modelo …
Asimismo, y con respecto a la variación mensual en el uso del
agua, … se estableció el régimen …, mostrado en la Tabla 0.14.
Tabla 0.14
Variación mensual para el uso agrícola.
Variación mensual uso agrícola
Ene
Feb
Mar
Abr
Ago
Sep
Oct
Nov
5.820
5.820
5.820
6.880
11.640
11.640
5.820
5.820
Dic
5.820
Por último, se muestra en la Figura 4.2, los elementos que ...
48
Figura 0.2
4.4.1
Modelo WEAP de la cuenca del río San Fernando
RH25D.
Cobertura del agua.
A continuación se muestran una serie de gráficas sobre la
cobertura de agua para ...
COBERTURA DE AGUA SEGÚN USO
(SUBCUENCA RÍO POTOSÍ 1)
Porcentaje de Cobertura
100
80
60
40
20
0
Ene
Feb
Mar
Abr
May
U.D.Urbano
Gráfica 0.1
Jun
U.D.Rural
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
U.Agrícola
Cobertura de Demanda …
49
COBERTURA DE AGUA SEGÚN USO
(SUBCUENCA RÍO POTOSÍ 2)
Porcentaje de Cobertura
100
80
60
40
20
0
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
U.D. Rural
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
U. Agrícola
Gráfica 0.2 Cobertura de Demanda de agua según uso …
4.4.2
Demanda de agua sin incluir pérdidas, reusó y
manejo.
A continuación, se muestran las gráficas de la demanda de en
las tablas de la sección 4.1.
DEMANDA DE AGUA SEGÚN USO
(SUBCUENCA RÍO POTOSÍ 1)
Demanda en Mm3
0,19
0,18
0,18
0,17
0,17
0,16
0,16
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
U.Agrícola
Gráfica 0.3 Demanda de agua según uso en …
50
DEMANDA DE AGUA SEGÚN USO
(SUBCUENCA RÍO POTOSÍ 2)
1,12
Demanda en Mm3
1,10
1,08
1,06
1,04
1,02
1,00
0,98
0,96
0,94
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
U.Agrícola
Gráfica 0.4
4.4.3
Demanda de agua según uso en …
Demanda de agua no cubierta.
En esta sección se muestran los sitios donde la cobertura no
alcanzo el …
DEMANDA DE AGUA NO CUBIERTA SEGÚN USO
(SUBCUENCA RÍO POTOSÍ 1)
0,20
Demanda en Mm3
0,16
0,12
0,08
0,04
0,00
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
U.D.Urbano
Gráfica 0.5
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
U.Agrícola
Demanda de agua no cubierta según uso en …
51
Capítulo 5.
Conclusiones y Recomendaciones
(En este capítulo se da respuesta a los objetivos específicos, las conclusiones
de su hipótesis, si la hubo, y el objetivo general.
Para esta investigación, los objetivos planteados en el capítulo 1 son:
1.3.2 Objetivos específicos.
1. Delimitar la cuenca, subcuencas y cauces principales del río San Fernando.
2. Definir las variables del modelo de balance hídrico para definir el
comportamiento de la Cuenca del río San Fernando.
3. Determinar la cobertura de agua por subcuenca y por mes.
4. Determinar la demanda de agua (sin incluir pérdidas, reusó y manejo) por
subcuenca y por mes.
5. Determinar la demanda de agua no cubierta por subcuenca y por mes.
1.3.1 Objetivo general

Estimar el balance hídrico en la cuenca del río San Fernando
Por lo tanto, los apartados para este ejemplo serán:)
ESTRUCTURA GENERAL DEL CAPÍTULO 5
52
5.1
Delimitación de la cuenca, subcuencas y cauces
principales del río San Fernando. (se responde el objetivo específico 1)
La cuenca del río San Fernando cuenta con 12 tramos según el
“acuerdo por el que se actualiza la disponibilidad media anual
de las aguas nacionales superficiales de las 757 cuencas
hidrológicas que comprenden las 37 regiones hidrológicas en
que se encuentra dividido los Estados Unidos Mexicanos” del
DOFОшибка! Закладка не определена. a la fecha 07-07-2016, siendo la
cuenca del río San Fernando 1 la más grande con un área de
4,286.63 km2, asimismo la cuenca con menos superficie es la
del río Pablillo 2 con 168.51 km2.
5.2
Variables del modelo de balance hídrico que definen el
comportamiento de la Cuenca del río San Fernando. (se
responde el objetivo específico 2)
Las variables que intervinieron en la estimación del balance
hídrico fueron:

El Volumen de agua para uso doméstico (rural y urbano:
o volumen anual de extracción de
agua superficial
mediante títulos inscritos actualmente en el REPDA,
o volumen anual correspondiente a las reservas,
o el caudal ecológico y las zonas reglamentadas,
o recarga media anual,
o descarga natural comprometida, volumen concesionado
de agua subterránea,
53
o volumen de extracción de agua subterránea consignado
en estudios técnicos, volumen de agua tratamiento de
aguas residuales (agua de retorno),
o volumen de agua almacenada en presas,
o volumen
de
escurrimiento
aforado
(estaciones
hidrométricas)

La cobertura de la cuenca …

La demanda de agua…
las cuales permitieron la estimación del balance hídrico ya
que este se realizó tanto superficial como subterráneo.
5.3 Estimación del balance hídrico en la cuenca del río San
Fernando. (se reponde el obj general con los obj específ 3, 4 y 5)
5.3.1
Cobertura de agua por subcuenca y por mes. (se reponde
el obj específ 3)
La cobertura de la cuenca del río San Fernando RH25D se
encuentra al 100% lo que va de los meses abril a octubre por
lo que se puede concluir que esta tiene disponibilidad 7 meses
durante el año, en la Ошибка! Источник ссылки не найден. se
muestra el comportamiento de la disponibilidad de la cuenca
por subcuenca y por mes siendo “D” disponibilidad y “ND” no
disponibilidad.
Tabla 0.1
Disponibilidad en la cuenca del río San Fernando RH25D.
54
Subcuenca
Ene
Feb
Mar
Abr
May Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
Río Potosí 1
Río Potosí 2
Río Camacho
Río Pablillo 1
Río Pablillo 2
Arroyo los Anegados/Conchos 2
Río Conchos
Río San Lorenzo
Río Burgos
Río San Fernando 1
Arroyo Chorreras o las Norias
Río San Fernando 2
ND
ND
D
D
ND
ND
D
ND
D
D
D
D
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
D
ND
D
D
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
D
ND
ND
D
D
D
D
D
ND
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
D
ND
D
D
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
D
ND
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
El sector rural cumplió con el 100% de su cobertura en la
cuenca los 12 meses del año, por lo que se puede decir que
este sector cuenta con disponibilidad todo el año. Cabe indicar
que esto sucede debido a que se consideró un almacenamiento
inicial del acuífero 5 veces mayor a la extracción máxima, lo
cual permitió que la oferta siempre cubra la demanda.
5.3.2
Determinar la demanda de agua (sin incluir
pérdidas, reusó y manejo) por subcuenca y por mes.
(se reponde el obj específ 4)
De acuerdo a las gráficas… la demanda de agua en la cuenca se
comporta entre los 0.20 mm3 mensuales y 1.20 mm3 mensuales a
excepción de la cuenca del río Pablillo 2 ya que esta es la
única que va de 8 a 19 mm3 mensuales.
55
5.3.3
Determinar la demanda de agua no cubierta por
subcuenca y por mes. (se reponde el obj específ 5)
La demanda de agua no cubierta en la cuenca se eleva en los
meses de noviembre a marzo, que son los meses de estiaje
mientras que en los meses de abril a octubre esta demanda se
cubre al 100%.
Cabe destacar que la cuenca del río Pablillo 2, con un área de
168.56 km2, es la única que tiene valores extremos de demanda
con 168 Mm3 al año para el sector público urbano y servicio
urbano con titular a “Servicios de agua y drenaje de Monterrey,
I. P. D. (área Metropolitana)” (ver Anexo 1), por lo que esta
demanda solo es cubierta al 100% en los meses de enero y de
abril a octubre, con 0% en los meses de febrero y diciembre,
59.02% en mes de marzo y 10.83 en el mes de noviembre, lo cual
le afecta al sector de uso doméstico urbano y uso doméstico
rural los cuales solo alcanzan a satisfacer en los meses de
mayo a octubre.
De acuerdo con el DOFОшибка! Закладка не определена. del día 07-07-2016
menciona que la cuenca de estudio cuenta con una disponibilidad
anual;
sin
embargo,
los
resultados
de
este
trabajo,
que
corresponde a la estimación de una disponibilidad mensual y no
a la disponibilidad anual como lo establece el DOFОшибка! Закладка
56
не определена.,
indican que la disponibilidad sólo es en los meses
de avenidas (abril a octubre), cubriendo la demanda al 100%.
Por otra parte, en los meses de estiaje (noviembre a marzo),
la disponibilidad apenas cubre la demanda de agua en algunas
cuencas por debajo del 40%.
Con esta información, se puede concluir que el sistema de
derechos de agua de la cuenca del río San Fernando no es
confiable al 100% en algunos de sus subcuencas. Esto implica
que se deberá de tener cuidado con la asignación de nuevos
derechos de agua porque es muy probable que en un futuro esto
impacte negativamente a la eficiencia del sistema agravando
los
problemas
de
la
demanda
de
agua
no
satisfecha
y
disminuyendo con ello la eficiencia general de todo el sistema.
5.4
Aceptación de la hipótesis de investigación.
La hipótesis planteada en esta investigación es:
Hi:
La disponibilidad de agua de la cuenca “X” cubre más
del 80% de la demanda de agua.
Después de haber aplicado la
prueba de hipótesis de una
proporción para:
Hi:
dA ≥ 80% DA.
57
Donde:
dA: Disponibilidad de agua (mm3)
DA: Demanda de agua (mm3)
Se
aprueba
la
hipótesis
de
investigación,
ya
que
la
disponibilidad de agua si cubre al menos el 80% de la demanda
de agua.
5.5
Limitaciones que obstaculizaron la investigación
Se desecharon los datos disponibles de los años XX a XX, ya
que o estaban completos para todos los meses del año.
58
(Básicamente en este sección se señala que se puede hacer con los resultados
que se obtuvieron….en toma de decisiones, y por las diferentes autoridades)
5.6. Recomendaciones para la propia investigación.
1. La población se tomó del conjunto de indicadores de
población y vivienda a nivel localidad de todo el país,
provenientes del Censo de Población y Vivienda 2010 y
esta investigación se realizó al 2017 por lo que al tener
los resultados obtenidos podrán ser utilizados por las
autoridades de CONAGUA para…………………………….
2. Las dotaciones se asignaron con base en el documento
Situación
saneamiento
del
subsector
(CONAGUA,
agua
2014).
Sin
potable,
embargo,
drenaje
y
estas
son
estimadas a partir de la experiencia recopilada por años
más una mejor opción seria, que una de las dependencias
brindara la información sobre la dotación por familia en
cada subcuenca o municipio.
3. Estos resultados obtenidos podrían ser tomados en cuenta
para la toma de decisiones en…….por las autoridades….
59
5.7
Recomendaciones para futuras investigaciones.
(En este apartado se pondrá que se recomienda hacer para que en
otras investigaciones futuras sobre el mismo tema se pueda hacer)
1. El
modelo
de
esta
investigación
está
libre
para
su
actualización ya sea por información nueva de las bases
de datos gubernamentales o la verificación en sitio.
2. Como
en
este
completamente,
estudio
otra
se
forma
de
descartaron
actualizarlo
las
presas
sería
que
dependencia gubernamental encargada de estas actualizara
las variables mostradas en el Ошибка! Источник ссылки не
найден..
3. En cuanto a estaciones hidrométricas si se pudiera contar
con una estación por tramo con registros de por lo menos
30 años esto permitiría la obtención del caudal del río
directamente, y de esta manera se podría calcular el
caudal ecológico para cada tramo de manera más exacta,
así como la obtención del escurrimiento medio mensual de
la cuenca de forma directa.
60
Bibliografía
(De las referencias digitales, las páginas de
web deben ser tal que el hipervínculo lleve al
lector a consultar el documento en Internet)
(Todos los textos incluidos en la bibliografía
debieron ser utilizados para hacer una cita en
su investigación. Si solo fueron de consulta,
sin haberlos utilizado para citar, entonces no
se agregan a la bibliografía)
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SIRH-CG. (2011). Análisis de Oferta Hídrica. Recuperado el JULIO de 2016, de Sistema
de Información y Monitoreo de Recusos Hídricos : http://www.infoaguaguayllabamba.ec/sirhcg/index.php/disponibilidad-de-agua/analisis-de-ofertahidrica
SNET. (2005). Balance Hídrico Integrado y Dinamico en el Salvador. San Salvador.
Solis Bolaños, H. (1995). Modelación hidrológica e hidráulica en la cuenca del río
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Autónoma
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Water
Evaluation
And
Planning.
http://www.weap21.org/index.asp?action=201&NewLang=ES
Obtenido
de
64
Glosario de Términos
CONAGUA: Comisión Nacional del Agua.
DOF:
Diario Oficial de la Federación.
INEGI:
Instituto Nacional de Estadística y Geografía.
SIALT:
Simulador de Flujos de Agua de Cuencas Hidrográficas.
SINA:
Sistema de Información Nacional del Agua.
SISP:
Sistema de Seguridad de Presas.
UNESCO:
Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y Cultura.
65
Anexos
Anexo 1. Usuarios del REPDA que se ...
Titulo
Titular
09TAM115856/25ADGR03
09TAM112365/25HSGR99
09TAM113921/25HSGR99
09TAM112960/25GHGR99
09TAM110872/25GHGR99
09TAM113905/25GHGR99
09TAM113905/25GHGR99
FEDERICO OSCAR GARCIA GALVAN
MUNICIPIO DE SAN FERNANDO,TAMAULIPAS
PRESIDENCIA MUNICIPAL DE CRUILLAS, TAM.
EDMUNDO CASTELLON DE LEON
MAXIMO SILVA CANTU
ALICIA DE LEON GARZA
ALICIA DE LEON GARZA
Estado
Mupio
28
28
28
28
28
28
28
35
35
10
10
10
10
10
Lat
Long
Volumen
(Mm3)
Uso
24.65
24.64
24.67
24.56
24.54
24.58
24.59
-98.19
-98.20
-98.47
-98.47
-98.29
-98.44
-98.43
64,800.00
574.87
547.50
456.25
730.00
2,737.50
2,737.50
Agrícola
Público urbano
Público urbano
Pecuario
Pecuario
Pecuario
Pecuario
Usuarios REPDA fuera ...
Titulo
Titular
Estado
Mupio
Lati
Long
Volumen
Uso
09TAM112365/25HSGR99
09TAM113763/25HSGR99
09TAM113763/25HSGR99
09TAM112365/25HSGR99
09TAM112365/25HSGR99
09TAM112365/25HSGR99
09TAM112365/25HSGR99
MUNICIPIO DE SAN FERNANDO,TAMAULIPAS
MUNICIPIO DE MENDEZ, TAMAULIPAS
MUNICIPIO DE MENDEZ, TAMAULIPAS
MUNICIPIO DE SAN FERNANDO,TAMAULIPAS
MUNICIPIO DE SAN FERNANDO,TAMAULIPAS
MUNICIPIO DE SAN FERNANDO,TAMAULIPAS
MUNICIPIO DE SAN FERNANDO,TAMAULIPAS
28
28
28
28
28
28
28
35
35
23
23
23
35
35
25.02
24.75
25.32
25.43
25.43
25.37
24.73
-97.72
-97.83
-98.20
-98.22
-98.33
-97.95
-97.90
118,260.00
383,250.00
574.88
574.88
602.25
574.87
574.87
Público urbano
Público urbano
Público urbano
Público urbano
Público urbano
Público urbano
Público urbano
66
Anexo 2. Método para determinar la extracción máxima,
almacenamiento inicial y recarga mensual.
Para obtener los la recarga mensual y la extracción … se realizó lo siguiente:
La extracción máxima se obtuvo sumando la descarga ...
𝐸𝑥𝑡𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 = (𝐷𝑁𝐶𝑂𝑀 + 𝑉𝐶𝐴𝑆)/12
.
.
.
Ecuación 1
El almacenamiento inicial se determinó multiplicando ...
𝑖𝑛𝑖𝑐𝑎𝑙 = 𝐸𝑥𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 ∗ 5 .
.
.
.
Ecuación 2
Para la recarga mensual se realizaron una serie de pasos mostrados a continuación
Se determinó la precipitación sobre … con el software ArcGis recortando los … y realizando
polígonos de …con la climatología de Hijman
67