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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN FACTIBILIDAD TÉCNICA PARA LA ADECUACIÓN DE LA PRESA “LAS MERCEDES”, EN EL ESTADO DE DURANGO. T E S I N A QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO CIVIL PRESENTA: FRANCISCO JAVIER TORRES RUEDA ASESOR: DR. RAÚL PINEDA OLMEDO. MÉXICO D.F. JUNIO 2009 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. A mi madre: A quien me ha heredado el tesoro más valioso que puede dársele a un hijo: amor. A quien sin escatimar esfuerzo alguno, han sacrificado gran parte de su vida para formarme y educarme. A quien la ilusión de su vida ha sido convertirme en persona de provecho. A quien nunca podré pagar todos sus desvelos ni aún con las riquezas más grandes del mundo. Con cariño, admiración y respeto. Por esto y más… Gracias. Francisco Javier Ingeniero Civil Generación 2001-2005 Página INTRODUCCIÓN CAPITULO I 3 1.1 Definición de Hidrología 3 1.2 Ciclo Hidrológico 3 1.3 Cuenca Hidrográfica 5 1.4 Información Cartográfica 6 1.5 Fotografías Aéreas 6 1.6 Precipitación y Tipos de Precipitación 7 1.6.1 Aparatos de Medición 8 CAPITULO II MÉTODOS PARA EL CÁLCULO DE AVENIDAS MÁXIMAS 13 2.1 Proceso Hidrológicos 14 2.2 Análisis Hidrológicos 15 2.3 Diseño Hidrológico 17 CAPITULO III ESTADÍSTICAS DEL AGUA EN MÉXICO 23 3.1 Aspectos Geográficos y Demográficos 23 3.2 Las regiones Hidrológico-Administrativas para la Gestión del Agua 27 3.3 Contraste Regional entre el Desarrollo y la Disponibilidad del Agua 30 3.3.1 31 3.4 Situación de los Recursos Hídricos de México 32 3.4.1 Las Cuencas y Acuíferos del país 32 3.4.2 Disponibilidad natural media de Agua 34 3.4.3 Precipitación Pluvial 37 3.4.4 Fenómenos Metereológicos Ciclones Tropicales 41 3.4.5 Sequías 44 3.4.6 Aguas Superficiales Ríos 45 CAPITULO IV USOS DEL AGUA 51 4.1 Clasificación de los usos del Agua 51 4.2 Distribución de los usos en el Territorio Nacional 53 4.3 Uso Agrícola 58 4.4 Uso para abastecimiento público 58 4.5 Infraestructura Hidroagrícola 59 4.5.1 Distritos de Riego 59 CONCEPTOS GENERALES Resumen de datos por Región Hidrológico-Administrativa y por Entidad Federativa ÍNDICE GENERAL Página CAPITULO V ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DEL PROYECTO "LAS MECEDES" 65 5.1 Antecedentes 65 5.1.1 Situación Actual 65 5.1.2 Localización Política y Geográfica 66 5.2 Información Disponible 67 5.2.1 Hidrografía 67 5.2.2 Fisiografía 69 5.2.3 Orografía 70 5.2.4 Características y Usos del Suelo 70 5.2.5 Datos Climatológicos 70 5.2.6 Análisis de Datos de Precipitación 73 5.2.7 Determinación de la capacidad para Azolves 75 5.2.8 Escurrimienos inferidos a partir de lluvias y las caracteristicas fisiográficas de la cuenca75 5.2.8.1 Escurrimientos registrados en el sitio del proyecto 75 5.2.9 Método del Coeficiente de escurrimiento 79 5.3 Estudio de Avenidas 81 5.3.1 Avenidas Máximas Históricas 81 5.4 Métodos Hidrológicos 84 5.4.1 Métodos Estadísticos O Probabilísticos 84 5.5 Funcionamiento de Vaso 104 5.5.1 Simulación de funcionamiento del vaso 104 5.5.2 Interpretación de resultados 107 5.5.3 Selección de opciones 109 5.5.4 Tránsito de la avenida por el vaso 115 5.5.5 Control de avenidas 116 5.5.6 Estimación del bordo libre 117 5.5.7 Selección de opciones e interpretación de resultados 117 5.6 Datos para Diseño 118 CONCLUSIONES 119 FUENTES DE CONSULTA 121 ANEXO I ÍNDICE GENERAL UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN i INTRODUCCIÓN. El agua es la sustancia más abundante en la Tierra, es el principal constituyente de los seres vivos y es una fuerza importante que constante está cambiando la superficie terrestre. La hidrología, que cubre todas las fases del agua en la Tierra, es una materia de gran importancia para el ser humano y su ambiente. Aplicaciones prácticas de la hidrología se encuentran en labores tales como diseño y operación de estructuras hidráulicas, abastecimiento de agua, tratamiento y disposición de aguas residuales, irrigación, drenaje, generación hidroeléctrica, control de inundaciones, navegación, erosión y control de sedimentos, disminución de contaminación, uso racional del agua y protección de la vida silvestre y acuática. El papel de la hidrología es ayudar a analizar los problemas relacionados con estas labores y proveer una guía para el planeamiento y manejo de los recursos hidráulicos. El objetivo de este trabajo es la elaboración del estudio hidrológico para determinar las condiciones hidrológicas de la cuenca y conocer de manera confiable los volúmenes de agua a almacenar en el vaso de la presa “Las Mercedes.” Por otro lado el estudio hidrológico se complementa con el estudio topo batimétrico del vaso de almacenamiento de la presa, ya que en función de las condiciones actuales que pudiera presentar dicha estructura el volumen almacenado será cuantificado para poder ser utilizado en el riego de la superficie beneficiada, otro punto importante y complementario al estudio hidrológico es el de conocer las demandas de riego de los terrenos que se benefician con el agua de la presa, así con estos elementos se analizará el funcionamiento del vaso y se podrá tomar la decisión de sobre elevar o no la cortina de la presa. Para el presente estudio se recopilará toda la información hidrométrica y climatológica disponible, y se usará la topografía del vaso levantada, debiendo analizar la información existente a fin de revisar la curva de elevaciones-áreas – capacidades, para contar con datos que permitan realizar los tránsitos de avenidas por el vaso. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN ii En los Capítulos I y II se exponen de manera generalizada todos aquellos conceptos que se deben de tomar en consideración (cuando se dispongan de los datos necesarios) para el análisis del sistema a desarrollar. En el capítulo III se da a conocer el contexto geográfico y social de la nación, mediante este panorama se puede conocer las particularidades de los recursos hídricos de México. Aspectos geográficos y demográficos, regiones hidrológico-administrativas, contraste regional de disponibilidad del agua y situación de los recursos hídricos. En el capítulo IV se da a conocer en forma global la clasificación y distribución de los usos del agua en nuestro país; debido a la problemática que existe en nuestro país y reflexión sobre la necesidad del uso responsable del agua, lo cual cobra especial relevancia conocer la disponibilidad y un adecuado manejo del agua. Y finalmente en el Capitulo V se analiza la presa “Las Mercedes” tomando en consideración todos aquellos factores que intervendrán para su correcto desarrollo, el tránsito de la avenida máxima probable asociada con un periodo de retorno de 10000 años a través del vaso, con un vertedor, considerando diferentes elevaciones y longitudes de cresta; con esto se seleccionará la obra de excedencias más adecuada, con los resultados del tránsito se podrá determinar el nivel de aguas máximas extraordinarias y sumando a ésta el bordo libre, se tendrá la elevación dela corona. Una vez determinadas las características volumétricas de la corriente, se realizará la simulación del funcionamiento del vaso para diversas opciones de capacidades de conservación de la presa. Para esto se tomaran en cuenta las evaporaciones netas mensuales que se perderán en el embalse, para lo cual se utilizarán los datos de lluvia y evaporación de la estación más cercana al vaso. Una vez seleccionada la capacidad de conservación necesaria para cumplir con los objetivos del proyecto, se estimará el gasto requerido por la obra de toma, utilizando para UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN iii ello el aporte de la máxima demanda y del tiempo de riego propuesto, el cual estará en función de las costumbres agrícolas de la zona. En este análisis se calcularan las avenidas máximas probables que la zona en estudio sea capaz de generar, para períodos de retorno de 100, 500, 1000, y 10000 años, utilizando para ello métodos estadísticos o hidrológicos. El hidrograma correspondiente a la avenida máxima probable estimada, se definirá a partir de los hidrogramas registrados en la estación hidrométrica correspondiente de los que se definirá el más desfavorable en cuanto a volumen y tiempo de desarrollo. Posteriormente se estará en posibilidades de efectuar el tránsito de avenidas para la avenida máxima probable por el embalse de proyecto, considerando para ello una estructura de descarga libre con diferentes longitudes de cresta vertedora, y en dado caso, diversas opciones de capacidades de conservación. CAPITULO I UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 3 1 CONCEPTOS GENERALES. 1.1 DEFINICION DE HIDROLOGIA La hidrología es la ciencia que trata de las aguas de la tierra, su ocurrencia, circulación y distribución, sus propiedades químicas y físicas y su reacción con el medio ambiente, incluyendo su relación con los seres vivos. Esta participa en la Ingeniería Civil principalmente en el proceso y operación de obras hidráulicas, cuantificación de gastos, almacenamiento de agua, control y frecuencias de avenidas. El dominio de la hidrología abarca la historia de la existencia total del agua sobre la tierra además de conocer la disponibilidad del agua para poder utilizarla para diversos fines; prevenir y minimizar daños indeseables. Por lo cual se considera de gran importancia su conocimiento para la existencia del hombre sobre el planeta. Con el objetivo de que resulten más claros los procesos hidrológicos relacionados con el trabajo a analizar, se presentarán algunos aspectos generales de hidrología, sin pretender desarrollar una teoría, la cual se enfoca desde el punto de vista del ciclo hidrológico y sus componentes. 1.2 CICLO HIDROLÓGICO. Se denomina ciclo hidrológico a la circulación general de las partículas del agua. Se inicia con la evaporación de los océanos, el vapor resultante es transportado por las masas del aire en movimiento; en determinadas condiciones el vapor es condensado y forma nubes, que a su vez ocasionan precipitaciones; de esta una parte es retenida por la superficie terrestre, otra escurre sobre ella y la restante penetra el suelo. El agua retenida es devuelta a la atmosfera por evaporación y por la transpiración de las plantas. La parte que escurre sobre la superficie es drenada por arroyos y ríos hasta el océano aunque parte se pierde por evaporación. El agua que se infiltra satisface la humedad del suelo y abastece los depósitos subterráneos, de donde puede fluir hacia las corrientes de los ríos, o bien descarga en los océanos. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 4 Fig. 1.2.1 Ciclo Hidrológico El ciclo hidrológico es de importancia básica para delimitar el campo de la hidrología, la cual comprende la fase entre la precipitación sobre el terreno y su retorno a la atmósfera o al océano; correspondiendo al análisis de la atmosfera a la meteorología y el estudio del océano a la oceanografía. Por lo anterior se considera que el volumen de agua permanece prácticamente constante, estableciendo un equilibrio entre el agua de la tierra y la humedad de la atmosfera, representado por la siguiente ecuación: P = R + E En donde: P = Precipitación R = Escurrimiento (superficial o subterráneo) E = Evaporación UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 5 1.3 CUENCA HIDROGRAFICA La cuenca hidrográfica de una corriente es el área que contribuye al escurrimiento y que proporciona parte o todo de la corriente y sus tributarios. Por lo tanto una vez localizada la corriente por estudiar, es necesario definir la cuenca de drenaje y conocer sus características fisiográficas, para lo cual existe información cartográfica editada por el INEGI. Fig. 1.3.1 Cuenca de Estudio UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 6 1.4 INFORMACIÓN CARTOGRÁFICA. La información disponible en la República Mexicana que a través del Instituto Nacional de Estadística y Geografía es la siguiente: A. CARTAS TOPOGRÁFICAS: Describe la ubicación de los rasgos superficiales de la corteza terrestre y sirve para ubicar las cuencas hidrográficamente. B. CARTAS DE CLIMAS: Aparecen las isoyetas medias anuales, las isotermas medias anuales, estaciones meteorológicas y los climogramas que relacionan la temperatura y la precipitación media mensual con el tiempo, en las diferentes estaciones climatológicas. C. CARTA GEOLOGICA: Sirve para conocer los materiales que constituyen a la cuenca y sus características como es la permeabilidad indispensable para el escurrimiento superficial que se espera en la cuenca a estudiar. D. CARTA DEL USO ACTUAL DEL SUELO: Se obtiene información referente a las actividades agrícolas, pecuarias y forestales; señala los diferentes tipos de vegetación. E. CARTA EDAFOLOGICA: Proporciona la información del suelo y se basa en las propiedades fisicoquímicas y biológicas que determinan su vocación agrícola, pratícola y/o forestal. F. USO POTENCIAL: Indica la capacidad de uso del suelo, proposiciones del control de erosión de los suelos, proposición de obras de infraestructura. G. MAPA URBANO: Proporciona información para el diseño de drenaje urbano y obras de arte en carreteras urbanas. 1.5 FOTOGRAFÍAS AÉREAS. Son herramientas útiles en la obtención de información del terreno mediante arte técnico de la naturaleza y descripción de los objetos, cuyas imágenes aparecen en una fotografía. Esta interpretación consta de los siguientes elementos: UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 7 A. TOPOGRAFÍA: Observando las formas de relieve como montes, lomas, valles, accidentes del terreno, se obtiene información sobre la naturaleza de los materiales, suelos y rocas que lo forman. B. DRENAJE: Según su forma densidad e integración; si se tiene idea del tipo de suelo o roca, espesor, formación, permeabilidad. C. EROSIÓN: Según el comportamiento de las rocas y los suelos ante la erosión, se obtiene información sobre su naturaleza, resistencia, textura. D. TONO O COLOR: Permite el color o tono distinguir: el tipo de vegetación, rocas o suelos, humedad. E. USO DE LA TIERRA: Indica el uso que da el hombre o la naturaleza al terreno. La aplicación que da la fotointerpretación es muy amplia como es en la geografía, demografía, geología, suelos, agricultura, vegetación, explotación del subsuelo, información que está editada en la cartografía descrita. 1.6 PRECIPITACIÓN Y TIPOS DE PRECIPITACIÓN.La precipitación es el agua que recibe la superficie terrestre en cualquier estado físico: lluvia, nieve, granizo, escarcha, rocío; proveniente del vapor de agua contenido en la atmosfera; este vapor de agua desempeña un papel muy activo dentro del ciclo hidrológico, ya que se forman las nubes que a través del fenómeno de la condensación cambia su estado físico lo cual permite la precipitación. Esta precipitación se puede clasificar como sigue: Por Convección: Cuando el aire es calentado por radiación solar en la cercanía del suelo, se dilatan y elevan en el centro numerosas “células de convección”, en el curso de su asenso se enfrían y alcanzan su punto de condensación a un altura tal que hay formación de nubes llamados “cúmulos”, y si la corriente de convección vertical inicial es intensa y puede continuar suficiente tiempo, alcanza una zona con temperatura más baja o un grado de turbulencia bastante fuerte, ocasiona la lluvia. Esta precipitación llamada por convección, resulta pues de un tiempo cálido, puede UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 8 estar acompañada de relámpagos, truenos y vientos locales; consiste eternamente de lluvia y en ocasiones granizo. Son precipitaciones características de regiones tropicales. Orografía: En este caso los accidentes de terreno y la presión local de viento obligan a las masas de aire húmedo a elevarse por la ladera de una montaña; la expansión de la masa de aire y el descenso de la temperatura al encontrarse con capas de presión, producen la precipitación y se presenta bajo la forma de lluvia o nieve en las vertientes de la barrera montaña. Por Choque de Masa de Aire: Cuando se encuentran dos masas de aire, una fría y otra húmeda y caliente; la fría permanece abajo por su mayor densidad, la caliente asciende por encima de aquella, enfriándose como en el caso de las orográficas. Ciclónicas: Son el resultado del contacto (superficies frontales) de masas de aire de diferentes temperaturas y contenidos de humedad. Cuando el aire caliente pasa por encima de la masa de aire frio como en el caso anterior, rápidamente se incorporara al torbellino ciclónico; con el cual se expande y baja su temperatura; produciendo la lluvia. 1.6.1 APARATOS DE MEDICIÓN. Los aparatos de medición se encuentran localizados en las estaciones climatológicas que tienen como objeto la medición de la precipitación. Comúnmente estas estaciones climatológicas tienen los siguientes aparatos: 1. Aparatos de medición directa.- Termómetro, pluviómetro, evaporómetro y anemoscopio (veleta). 2. Aparatos de registro rápido.- Termógrafo, pluviógrafo, evaporógrafo y anemógrafo. La precipitación se mide en términos de la altura de lámina de agua y se expresa comúnmente en milímetros. Los aparatos de medición se basan en la exposición a la UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 9 intemperie de un recipiente cilíndrico abierto en su parte superior, en la cual se recoge el agua producto de la lluvia u otro tipo de precipitación, registrando su altura. Los aparatos se clasifican de acuerdo con el registro de las precipitaciones en pluviómetros y pluviógrafos. PLUVIÓGRAFO: Lleva un registro de altura de lluvia contra tiempo. Los más comunes en México son de forma cilíndrica y el embudo receptor está ligado a un sistema de flotadores, que originan el movimiento de un aguja sobre un papel registrador montado en un sistema de reloj. Con el papel registrador tiene un cierto rango en cuanto a la altura de registro, una vez que la aguja llega al borde superior automáticamente regresa al borde inferior y sigue registrando. A través del pluviógrafo se conoce la intensidad de precipitación i, que es la altura de precipitación entre el tiempo que se origina. Una ventaja de los pluviógrafos es que se pueden transformar los registros y obtener el hietograma de las diversas tormentas medidas. El hietograma es una grafica que indica la variación de la altura de lluvia o su intensidad con respecto a un intervalo de tiempo, el cual se escoge arbitrariamente. fig. 1.6.1.1 Pluviógrafo UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 10 PLUVIÓMETRO: Consiste en un recipiente cilíndrico de lamina de 20 cm de diámetro y 60 cm de altura, la tapa del cilindro es un embudo receptor, el cual se comunica con una probeta de sección 10 veces menor que la tapa. Esto permite medir la altura de la lluvia en la probeta con una aproximación hasta décimos de milímetro, ya que cada centímetro medido en la probeta corresponde a un milímetro de altura de lluvia; para medirla se saca la probeta y se introduce una regla graduada con la cual se toma la lectura; estas lecturas se toman cada 24 horas. Fig. 1.6.1.2 Pluviómetro. CAPITULO II UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 13 2 MÉTODOS PARA EL CÁLCULO DE AVENIDAS MÁXIMAS. Los modelos hidrológicos son muy complejos; por lo tanto pueden dividirse en dos categorías: modelos físicos y modelos abstractos. Los primeros incluyen modelos a escala que representan el sistema en una escala reducida (como un modelo hidráulico del vertedor de una presa), y modelos análogos que utilizan otro sistema físico con propiedades similares con las del prototipo. Los modelos abstractos representan el sistema en forma matemática. La operación del sistema se describe por medio de un sistema de ecuaciones que relacionan las variables de entrada y de salida. Estas variables pueden ser funciones del espacio y tiempo; también pueden ser variables probabilísticas o aleatorias que no tienen un valor fijo en un punto particular del espacio y tiempo, pero que están descritas a través de distribuciones de probabilidad. La representación general de tales variables es el campo aleatorio, una región del espacio tiempo dentro de la cual el valor de la variable en cada punto está definido por una distribución de probabilidad. Tratar de desarrollar un modelo con variables aleatorias que dependen de las tres dimensiones espaciales y del tiempo es una tarea ardua, por consiguiente, para mayor parte de la de los propósitos prácticos es necesario simplificar el modelo, despreciando algunas de las fuentes de variación. Los modelos hidrológicos pueden clasificarse teniendo en cuenta las formas en que se lleva a cabo esta simplificación. Tal como se muestra en la figura 2.1. Figura 2.1 Clasificación de modelos hidrológicos de acuerdo con la forma, la aleatoriedad y la variabilidad espacial y temporal de los fenómenos hidrológicos. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 14 Un modelo determinístico no considera aleatoriedad; una entrada dada produce siempre una misma salida. Un modelo estocástico que son por lo menos parcialmente aleatorias. Podría decirse que los modelos determinísticos hacen pronósticos, mientras que los modelos estocásticos hacen predicciones. A pesar de que todos los fenómenos hidrológicos implican algún grado de aleatoriedad, la variabilidad resultante en la salida puede ser pequeña cuando se lo compara con la variabilidad resultante de otros factores conocidos. En tales casos un modelo determinístico es apropiado. Si la variación aleatoria es grande, un modelo estocástico es el más adecuado, porque la salida real podría ser bastante diferente del valor único producido por el modelo determinístico. Por ejemplo, pueden desarrollarse modelos determinísticos razonablemente buenos para la evaporación diaria de un lugar dado, usando información sobre energía disponible y transportede vapor, pero tal información no puede ser usada para desarrollar modelos confiables de precipitación diaria en un lugar, debido a que la precipitación es aleatoria en su mayor parte. Por consiguiente, la mayoría de los modelos de precipitación diaria son estocásticos. Para llevar o realizar estos modelos hidrológicos podría presentar o dividir en tres secciones: Procesos Hidrológicos, Análisis Hidrológicos y Diseños Hidrológicos. 2.1 PROCESOS HIDROLÓGICOS. Los procesos describen los principios científicos que rigen los fenómenos hidrológicos, el sistema hidrológico se visualiza como un volumen de control generalizado. Dichos procesos transforman la distribución espacial y temporal del agua a través del ciclo hidrológico. El movimiento del agua en un sistema hidrológico es influido por las propiedades físicas del sistema, tales como el tamaño y la forma de sus líneas de corriente, por la interacción del agua con otros medios como el aire y el calor. Los cambios de fase del agua entre las fases de liquida, solida y de vapor son importante en algunos casos. Muchas leyes físicas rigen la operación de sistemas hidrológicos. Dichos sistemas requieren de mecanismos consistentes para el desarrollo de modelos hidrológicos; como tal el teorema de transporte de Reynolds (ecuación general de volumen de control), el cual se UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 15 utiliza para desarrollar las ecuaciones de continuidad, momentum y energía para varios procesos hidrológicos. Dichos procesos hidrológicos se pueden realizar con: Ecuaciones de continuidad, en tiempo discreto de momentum. Flujo de canales abiertos y en medios pososos. Balance de energía y procesos de transporte. Agua atmosférica, subsuperficial y superficial. Mediciones hidrológicas. 2.2 ANÁLISIS HIDROLÓGICO En los procesos se describen las leyes físicas que rigen la operación de sistemas hidrológicos y se han desarrollado ecuaciones de trabajo para determinar el flujo en los sistemas de agua atmosférico, superficial y subsuperficial. El análisis hace énfasis en los métodos utilizados en la hidrología para tareas específicas como la modelación de la relación de lluvia-escurrimiento, el tránsito de caudales y el análisis de eventos extremos. Estos métodos se organizan en una secuencia que está de acuerdo con la forma en que los análisis tratan la variabilidad en el espacio y en el tiempo y la aleatoriedad del comportamiento del sistema hidrológico. Para el análisis hidrológico se lleva a cabo con los siguientes métodos: HIDROGRAMA UNITARIO.- Este método desarrolla el tema de modelos determinísticos agregados de flujo no permanente, se analiza la interacción entre lluvia y escurrimiento en una cuenca, con este método de Hidrograma unitario se analiza la interacción entre la lluvia y escurrimiento en una cuenca, tomando la cuenca como un sistema agregado lineal. TRÁNSITO DE CAUDALES.- El tránsito de caudales es un procedimiento para determinar el tiempo y la magnitud del caudal (es decir, el Hidrograma del caudal) en un punto de un curso de agua utilizando hidrogramas conocidos o supuestos en uno o más puestos aguas arriba. Si el flujo es una creciente, el procedimiento se conoce como transito de crecientes. En un sentido más amplio, el tránsito de caudales puede considerarse como un análisis para seguir el caudal a través de un UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 16 sistema hidrológico, dada una entrada. Existen dos tipos de tránsito de crecientes: de agregados y distribuidos, la diferencia es que en un sistema de agregados el flujo se calcula como una función del tiempo únicamente en un lugar en particular, mientras que en un sistema de tránsito distribuido el flujo se calcula como una función del espacio y el tiempo a través del sistema. El tránsito por métodos de sistemas de de agregados se conoce algunas veces como tránsito hidrológico, y el tránsito por métodos distribuidos se conoce como tránsito hidráulico. ESTADÍSTICA HIDROLÓGICA.- Los procesos hidrológicos evolucionan en el espacio y tiempo en una forma que es parcialmente predecible, o determinística, y parcialmente aleatoria. Cuando no existe correlación entre observaciones adyacentes, la salida de un sistema hidrológico es tratada como estocástica, independiente del espacio y del tiempo; este tipo de tratamiento es apropiado para observaciones de eventos hidrológicos extremos, como crecientes o sequias, y para información hidrológica promediada a lo largo de intervalos de tiempo grandes, como la precipitación anual. Los métodos estadísticos están basados en principios matemáticos que describen la variación aleatoria de un conjunto de observaciones de un proceso, y estos centran su atención en las observaciones mismas del lugar de los procesos físicos que las producen. La estadística es una ciencia de descripción, no de casualidad. ANÁLISIS DE FRECUENCIA.- La magnitud de un evento extremo esta inversamente relacionada con su frecuencia de ocurrencia, es decir, eventos muy severos ocurren con menor frecuencia que eventos más moderados. El objetivo del análisis de frecuencia de información hidrológica es relacionar la magnitud de los eventos extremos con su frecuencia de ocurrencia mediante el uso de distribuciones de probabilidad. Se supone que la información hidrológica analizada es independiente y esta idénticamente distribuida, y el sistema hidrológico que la produce (un sistema de tormenta) se considera estocástico, independiente del espacio y del tiempo; la información hidrológica empleada debe seleccionarse cuidadosamente de tal manera que satisfagan las suposiciones de independencia y distribución idéntica. En la práctica, usualmente esto se lleva a cabo seleccionando el máximo anual de la variable que está siendo analizada (por ejemplo, el caudal UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 17 máximo anual, que es el flujo pico instantáneo máximo que ocurre en cualquier momento durante el año) con la expectativa de que observaciones sucesivas de esta variable de un año a otro sean independientes. 2.3 DISEÑO HIDROLÓGICO. El diseño se presentan o concentran los riesgos inherentes para el diseño hidrológico, tales como la selección de tormentas de diseño incluyendo la precipitación máxima probable y el cálculo de crecientes de diseño para varios tipos de problemas incluyendo alcantarillado para aguas de lluvias, estructuras para el control de crecientes y embalses para el suministro de agua. El diseño hidrológico es el proceso de evaluación del impacto de los eventos hidrológicos en un sistema de recursos hidráulicos y de selección de valores para las variables importantes del sistema para que este se comporte adecuadamente. El diseño hidrológico puede utilizarse para desarrollar esquemas de una nueva estructura como un dique para el control de crecientes o para desarrollar programas de manejo y administración para controlar un sistema ya existente, por ejemplo, produciendo un mapa de la planicie de inundación para limitar la construcción cerca de un río. Aparte de la hidrología, existen muchos factores que están envueltos en los diseños de sistema de recursos hidráulicos, estos incluyen la seguridad y salud pública, la economía, la estética, los aspectos legales y factores de ingeniería tales como diseños geotécnicos y estructurales. Es importante que se tenga en consideración dichos factores y la forma en cómo podrían afectarlos la operación hidrológica del sistema. Dichos factores para el Diseño Hidrológico son: ESCALA Y NIVEL DEL DISEÑO. Los fines de la planeación y el manejo de los recursos hidráulicos se pueden clasificar en: controldel agua y usos del agua. En ambos la tarea del hidrólogo es determinar un caudal de entrada de diseño, transitarlo a través del sistema y verificar que los valores del caudal de salida sean satisfactorios. La escala del diseño hidrológico es el rango en magnitud de la variable de diseño (tal como el caudal de diseño) dentro del cual se debe seleccionar UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 18 un valor para determinar el flujo de entrada al sistema El nivel de diseño hidrológico en la escala de diseño es la magnitud del evento hidrológico que debe considerarse para el diseño de una estructura o proyecto. No siempre resulta económico diseñar estructuras o proyectos utilizando el valor límite estimado, el cual se modifica frecuentemente para algunos propósitos específicos de diseño. Los factores más importantes en la selección del valor del diseño (escala y nivel hidrológico) son el costo y la seguridad. Dichos factores requieren de su respectivo análisis los cuales son de incertidumbre, de riesgo y de factor de seguridad. TORMENTAS DE DISEÑO. Una tormenta de diseño es un patrón de precipitación definido para utilizarse en el diseño de un sistema hidrológico. Usualmente la tormenta de diseño conforma la entrada al sistema, y los caudales resultantes a través de este se calculan utilizando procedimientos de lluvia- escurrimiento y tránsito de caudales. Una tormenta de diseño puede definirse mediante un valor de profundidad de precipitación en un punto, mediante un hietograma de diseño que especifique la distribución temporal de la precipitación durante una tormenta, o mediante un mapa de isoyetas que especifique el patrón espacial de la precipitación. Se basan en información histórica de precipitación en un sitio o pueden construirse utilizando las características generales de la precipitación en regiones adyacentes. Su aplicación va desde el uso de valores puntuales de precipitación en el Método Racional para determinar los caudales pico en alcantarillados de aguas de lluvias y alcantarillas de carreteras, hasta el uso de hietogramas de tormenta como las entradas para el análisis de lluvia- escurrimiento en embalses de detención de aguas urbanas o en el diseño de vertederos en proyectos que involucren grandes embalses. En esta sección se cubre el desarrollo de la información puntual de precipitación, las relaciones intensidad-duración-frecuencia, los hietogramas de diseño y las tormentas límites estimadas basadas en la precipitación máxima probable. CRECIENTES DE DISEÑO. El diseño hidrológico para el control de aguas está relacionado con la mitigación de efectos adversos causados por caudales altos o crecientes. Se considera que una creciente es cualquier caudal alto que desborde los terraplenes ya sean artificiales o naturales a lo largo de la corriente. Las magnitudes de las crecientes están descritas por sus caudales, sus elevaciones y sus volúmenes. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 19 Cada uno de estos factores es importante en el diseño hidrológico de diferentes tipos de estructuras para el control de flujo. Esta sección se relaciona con el estudio del caudal de diseño o creciente de diseño para: estructuras de regulación y estructuras de conducción. El propósito de las estructuras de regulación es atenuar los caudales picos, haciendo decrecer de esta manera los picos de elevación de la creciente aguas abajo. Mientras que el propósito de las estructuras de conducción es llevar en forma segura el flujo hacia los puntos localizados aguas abajo donde los efectos adversos de las crecientes sean controlados o se minimicen. Aquí se discute los métodos y modelos de simulación que pueden utilizarse en el diseño hidrológico de estructuras de control de flujos, desde sistemas de drenaje urbano hasta embalses para el control de crecientes. CAPITULO III UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 23 3. ESTADÍSTICAS DEL AGUA EN MÉXICO. 3.1 ASPECTOS GEOGRÁFICOS Y DEMOGRÁFICOS México abarca una extensión territorial de 1 964 375 km 2 , de los cuales 1 959 248 km 2 son superficie continental y 5 127 km 2 son superficie insular. A este territorio debe añadirse la zona económica exclusiva de mar territorial, que abarca 3 149 920 km 2 , por lo que la superficie total del país es de 5 114 295 km 2 . El país se encuentra ubicado entre los meridianos 118°42’ y 86°42’ de longitud oeste y entre las latitudes 14°32’ y 32°43’ norte, precisamente en las mismas latitudes que los desiertos de Sahara y Arábigo. Por las características del relieve del país, se puede encontrar una gran variedad de climas. Dos terceras partes del territorio nacional se consideran áridas o semiáridas, mientras que el sureste es húmedo, con precipitaciones de más de 2 000 mm por año en algunas zonas. Cabe aclarar que el 63% de la población del país habita en cotas superiores a los 1 000 metros sobre el nivel del mar. Figura 3.1.1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 24 Cuadro 3.1.1 México está integrado por 31 estados y un Distrito Federal (D.F.), constituidos por 2439 Municipios y 16 delegaciones del D.F. respectivamente. De 1950 a 2005, la población del país se cuadruplicó, y pasó de ser predominantemente rural (57.4%) a principalmente urbana (76.5%). Al mismo tiempo la tasa de crecimiento media anual disminuyó significativamente. La mayor tasa se presentó en el periodo 1960- 1970 (3.40%), para después decrecer hasta llegar a un valor de 1.02% en el periodo 2000- 2005. A continuación se muestra la tendencia de crecimiento de la población rural, urbana y total en el periodo de 1950 a 2005. Figura 3.1.2 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 25 Cuadro 3.1.2 De acuerdo con el último Conteo del año 2005, en México existen 187 938 localidades habitadas, repartidas como se muestra en el cuadro siguiente, según su población. Aproximadamente el 10% de la población rural se encuentra dispersa en pequeñas localidades de menos de 100 habitantes, a las cuales es muy costoso dotar de los servicios de agua potable y alcantarillado. Cabe aclarar que las localidades se definen en función de los límites del municipio o delegación en el cual se encuentra. Por otro lado, los centros de población comprenden las zonas metropolitanas (varios municipios) o municipios aislados, por ejemplo Mexicali en Baja California. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 26 Existen 29 centros de población en el país con más de 500 000 habitantes, de los cuales 26 se consideran zonas metropolitanas (ZM) por abarcar más de un municipio. En la siguiente figura se muestran dichos centros de población: Figura. 3.1.3 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 27 En las zonas metropolitanas de Valle de México, Guadalajara, Monterrey, Puebla-Tlaxcala y Toluca, se concentra el 29.8% de la población del país, es decir 30.72 millones de habitantes, como se indica a continuación: Cuadro 3.1.4 3.2 LAS REGIONES HIDROLÓGICO-ADMINISTRATIVAS PARA LA GESTIÓN DEL AGUA. Dado que las cuencas hidrológicas son las unidades básicas de gestión de los recursos hídricos, el país se ha dividido en 13 Regiones Hidrológico-Administrativas con el fin de organizar la administración y preservación de las aguas nacionales. Las Regiones Hidrológico-Administrativas están formadas por agrupaciones de cuencas, respetandolos límites municipales para facilitar la integración de la información socioeconómica. La Comisión Nacional del Agua (Conagua), órgano administrativo, normativo, técnico y consultivo encargado de la gestión del agua en México, desempeña sus funciones a través de 13 Organismos de Cuenca (antes conocidos como Gerencias Regionales), cuyo ámbito de competencia son las Regiones Hidrológico-Administrativas, las cuales se muestran a continuación (figura 3.2.1) : UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 28 Figura 3.2.1 Las Regiones Hidrológico-Administrativas fueron definidas conforme a la delimitación de las cuencas del país, y están constituidas por municipios completos. Los municipios que conforman cada una de esas Regiones Hidrológico-Administrativas se indican en el Reglamento Interior de la Comisión Nacional del Agua. Por otra parte, la Conagua cuenta con 20 Direcciones Locales (antes Gerencias Estatales) en las entidades federativas en las que no se encuentran las sedes de los Organismos de Cuenca. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 29 Las sedes de los Organismos de Cuenca se encuentran ubicadas en las ciudades mostradas en el cuadro siguiente: Cuadro 3.2.1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 30 3.3 CONTRASTE REGIONAL ENTRE EL DESARROLLO Y LA DISPONIBILIDAD DE AGUA. El país se puede dividir en dos grandes zonas: la zona norte, centro y noroeste, donde se concentra el 77% de la población, se genera el 87% del PIB, pero únicamente ocurre el 31% del agua renovable; y la zona sur y sureste, donde habita el 23% de la población, se genera el 13% del PIB y ocurre el 69% del agua renovable. La siguiente figura ilustra la disparidad entre esas dos zonas en cuanto a su disponibilidad y su actividad económica. Figura 3.3.1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 31 3.3.1 RESUMEN DE DATOS POR REGIÓN HIDROLÓGICO-ADMINISTRATIVA Y POR ENTIDAD FEDERATIVA. A continuación, se indican los principales datos geográficos y socioeconómicos por Región Hidrológico-Administrativa. Cabe destacar que en las Regiones Hidrológico- Administrativas XIII Aguas del Valle de México, VI Río Bravo, VIII Lerma-Santiago- Pacífico y IV Balsas se concentra la mayoría de la actividad económica del país, con dos terceras partes del Producto Interno Bruto (PIB) nacional: Figura 3.3.1.1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 32 3.4 SITUACIÓN DE LOS RECURSOS HÍDRICOS DE MÉXICO. 3.4.1 LAS CUENCAS Y ACUÍFEROS DEL PAÍS. En el ciclo hidrológico, una proporción importante de la precipitación pluvial regresa a la atmósfera en forma de evapotranspiración, mientras que el resto escurre por los ríos y arroyos del país delimitados por las cuencas hidrográficas o bien se infiltra en los acuíferos del país. La unidad básica para el manejo del agua es la cuenca hidrológica, en la cual se considera la forma en la que escurre el agua en la superficie (cuencas hidrográficas) y en el subsuelo (acuíferos). Con esta base, conforme a lo indicado en el capítulo anterior, se integraron las trece Regiones Hidrológico-Administrativas en las que se divide el país para fines de administración del agua. Por otra parte, las 718 cuencas hidrográficas en las que está dividido el país se encuentran agrupadas en 37 regiones hidrológicas, que a su vez están agrupadas en las 13 Regiones Hidrológico-Administrativas que mencionamos en el capítulo anterior. La definición de las regiones hidrológicas se llevó a cabo en los años sesenta por la entonces Dirección de Hidrología de la Secretaría de Recursos Hidráulicos cuya ubicación se presenta a continuación. Cuadro 3.4.1.1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 33 Figura 3.4.1.1 Por otro lado, en lo que se refiere a las aguas subterráneas, el país está dividido en 653 acuíferos o unidades hidrogeológicas, como se muestra a continuación: Figura 3.4.1.2 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 34 La Conagua cuenta con 3521 estaciones en operación para medir las variables climatológicas e hidrométricas. Las estaciones climatológicas miden temperatura, precipitación pluvial y evaporación; las estaciones hidrométricas miden caudales y volúmenes almacenados, y las estaciones hidroclimatológicas miden tanto las variables climatológicas como las hidrométricas. Dentro de las primeras se tiene a la temperatura, la precipitación pluvial y la evaporación, en tanto que entre las segundas se encuentran incluidas en el caudal de agua escurrida en los ríos y los volúmenes de agua almacenados en presas. La distribución del número de estaciones según su tipo es la siguiente: Cuadro 3.4.1.2 Adicionalmente, la Conagua, a través del Servicio Meteorológico Nacional, opera 80 observatorios y 94 estaciones meteorológicas automáticas. 3.4.2 DISPONIBILIDAD NATURAL MEDIA DE AGUA Anualmente México recibe del orden de 1.51 billones de metros cúbicos de agua en forma de precipitación. De esta agua, el 72.5% se evapotranspira y regresa a la atmósfera, el 25.6% escurre por los ríos o arroyos y el 1.9% restante se infiltra al subsuelo y recarga los acuíferos, de tal forma que anualmente el país cuenta con 465 mil millones de metros cúbicos de agua dulce renovable, a lo que se denomina disponibilidad natural media. La siguiente gráfica muestra los componentes y valores de dicha disponibilidad: UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 35 Cuadro 3.4.2.1 Las importaciones de otros países se refieren al volumen de agua que se genera en las cuencas compartidas con los tres países con los que México tiene fronteras (Estados Unidos de América, Guatemala y Belice) y que escurre hacia nuestro país. Las exportaciones se refieren al volumen de agua que México debe entregar a Estados Unidos de América conforme al Tratado de Aguas de 1944. En adición al agua dulce que es renovada por la lluvia, el país cuenta con reservas de agua almacenadas principalmente en los acuíferos, pero también en los lagos naturales y artificiales del país; sin embargo, esta agua no se considera en los cálculos de disponibilidad natural media, ya que no es renovable. La disponibilidad natural media per cápita, que resulta de dividir el valor nacional entre el número de habitantes, ha disminuido de 18 035 m3/hab/año en 1950 a tan solo 4 416 en el 2006. En el siguiente cuadro se puede apreciar como ha disminuido su valor al inicio de cada década: UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 36 Cuadro 3.4.2.2 Cabe aclarar que la disponibilidad se debe analizar desde tres perspectivas: • Distribución temporal, ya que en México existen grandes variaciones de la disponibilidad a lo largo del año. La mayor parte de la lluvia ocurre en el verano, mientras que el resto del año es relativamente seco. • Distribución espacial, ya que algunas regiones del país tienen precipitación abundante y baja densidad de población, mientras que en otras ocurre exactamente lo contrario. • Área de análisis, ya que el problema del agua es predominantemente de tipo local. Los indicadores calculados a gran escala esconden las fuertes variaciones que existen a lo largo y ancho del país. En algunas Regiones Hidrológico-Administrativas, como en la XIII Aguas del Valle de México, VI Río Bravo y VIII Lerma-Santiago-Pacífico,el valor de la disponibilidad natural media per cápita es preocupantemente bajo. En la siguiente tabla se pueden observar los valores de la disponibilidad en cada una de las regiones del país: UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 37 Cuadro 3.4.2.3 3.4.3 PRECIPITACIÓN PLUVIAL. La precipitación normal del país en el periodo de 1941 a 2000 fue de 771.8 mm. Los valores “normales” corresponden a medidas periódicas, calculadas para un periodo uniforme y relativamente largo, el cual debe tener como mínimo una década de información que inicie el 1° de enero de un año que termine en uno y finalice el 31 de diciembre de un año que termine en cero. Cabe destacar que la distribución mensual de la precipitación en particular acentúa los problemas relacionados con la disponibilidad del recurso, ya que el 67.3% de la precipitación normal mensual cae entre los meses de junio y septiembre. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 38 Cuadro 3.4.3.1 A continuación se presenta la precipitación normal por entidad federativa en el periodo de 1941 a 2000. Se observa por ejemplo que en Tabasco, la entidad más lluviosa, la precipitación durante dicho periodo fue casi 14 veces mayor que en Baja California Sur, la entidad más seca. En la mayor parte de las entidades federativas, la precipitación ocurre predominadamente entre junio y septiembre, con excepción de Baja California y Baja California Sur, donde ésta se presenta principalmente en el invierno. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 39 Cuadro 3.4.3.2 Por otra parte, la precipitación acumulada ocurrida en la República Mexicana del 1° de enero al 31 de diciembre del año 2006 alcanzó una lámina de 808.2 mm, lo cual fue 4.7% superior a la media histórica normal del período de 1941 a 2000 (771.8 mm). A continuación se presenta la variación a nivel nacional en la precipitación para el 2006 (ver fig. 3.4.3.1) UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 40 Cuadro 3.4.3.3 Figura 3.4.3.1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 41 Cuadro 3.4.3.4 3.4.4 FENÓMENOS METEOROLÓGICOS CICLONES TROPICALES. Los ciclones tropicales son fenómenos naturales que deben de recibir prioridad, ya que la mayor parte del transporte de humedad del mar hacia las zonas semiáridas del país ocurre por su causa. En diversas regiones del país, las lluvias ciclónicas representan la mayor parte de la precipitación pluvial anual. En el siguiente cuadro, se muestra la frecuencia de los ciclones tropicales por mes, en el periodo de 1970 a 2006, y se compara con la precipitación normal en el periodo de 1941 a 2000, lo cual muestra que los meses de mayor precipitación en el país son los mismos en que inciden dichos fenómenos naturales. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 42 Cuadro 3.4.4.1 Los ciclones se clasifican de acuerdo con la intensidad de los vientos máximos sostenidos. Cuando son mayores de 119 km/h (33.1 m/s) se les denominan huracanes, cuando son entre 61 km/h (16.9 m/s) y 119 km/h (33.1 m/s), son tormentas tropicales, y cuando los vientos son menores de 61 km/h (16.9 m/s), son depresiones tropicales. Entre 1970 y 2006, impactaron las costas de México 158 ciclones tropicales, de los cuales 59 tenían intensidad de huracán al llegar a tierra. En promedio, cada año 4.2 de estos fenómenos impactan en el país, de los cuales 1.6 son en las costas del Golfo de México y el Caribe, y 2.6 en las del Pacífico. A continuación se presenta una figura 3.4.4.1 y cuadro 3.4.4.2 y una lista cronológica de los 47 huracanes que se han manifestado en México entre 1980 y 2006. Se observa que en los últimos cinco años se han presentado con mayor frecuencia huracanes de categoría 3 o superior. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 43 Figura 3.4.4.1 Cuadro 3.4.4.2 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 44 Cuadro 3.4.4.2 (continuación) 3.4.5 SEQUÍAS. En México las sequías se presentan con mayor intensidad cada diez años, con duración variable, siendo las regiones más afectadas las áridas y semiáridas, en las cuales la precipitación promedio es de 400 milímetros al año. Las sequías se localizan en los estados de Chihuahua, Coahuila de Zaragoza, Durango, Nuevo León, Baja California, Sonora, Sinaloa, Zacatecas, San Luís Potosí, Aguascalientes, Guanajuato, Querétaro Arteaga, Hidalgo y Tlaxcala. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 45 3.4.6 AGUAS SUPERFICIALES RÍOS. En los ríos del país, escurren aproximadamente 400 km3 de agua anualmente, incluyendo las importaciones de otros países pero excluyendo las exportaciones. Aproximadamente el 87% de este escurrimiento se presenta en los 39 ríos principales que se indican a continuación, cuyas cuencas ocupan el 58% de la extensión territorial continental: Figura 3.4.6.1 El 65% del escurrimiento superficial pertenece a siete ríos: Grijalva-Usumacinta, Papaloapan, Coatzacoalcos, Balsas, Pánuco, Santiago y Tonalá. La superficie de sus cuencas representa el 22% de la del país. Los ríos Balsas y Santiago pertenecen a la vertiente del Pacífico y los otros cinco a la vertiente del Golfo de México. Por la superficie que abarcan, destacan las cuencas de los ríos Bravo y Balsas, y por su longitud, destacan UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 46 los ríos Bravo, y Grijalva-Usumacinta. Los ríos Lerma, Nazas y Aguanaval pertenecen a la vertiente interior. A continuación se presentan los datos más importantes de los ríos del país, según la vertiente a que pertenecen: Cuadro 3.4.6.1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 47 Cuadro 3.4.6.2 CAPITULO IV UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 51 4 USOS DEL AGUA. 4.1 CLASIFICACIÓN DE LOS USOS DEL AGUA. En el Registro Público de Derechos de Agua (Repda), se cuenta con los volúmenes concesionados (o asignados) a los usuarios de aguas nacionales. En dicho registro se tienen clasificados los usos del agua en 12 rubros, mismos que por claridad se han agrupado en 5 grandes grupos; cuatro que corresponden a usos consuntivos, el agrícola, el abastecimiento público, la industria autoabastecida y las termoeléctricas, y el hidroeléctrico, que se contabiliza aparte por corresponder a un uso no-consuntivo. Como se observa en la siguiente gráfica, el mayor volumen concesionado para usos consuntivos del agua es el que corresponde a las actividades agrícolas, debido a que México es uno de los países con mayor infraestructura de riego en el mundo. Grafica 4.1.1 El 63% del agua utilizada en el país proviene de fuentes superficiales (ríos, arroyos y lagos), mientras que el 37% restante proviene de fuentes subterráneas (acuíferos). UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 52 Cuadro 4.1.1 En lo que respecta al uso en centrales hidroeléctricas, se utilizaron en el país 140.3 miles de millones de metros cúbicos de agua (km3) en 2006. Debe aclararse que para este uso la misma agua se turbina y se contabilizavarias veces, en todas las centrales del país. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 53 4.2 DISTRIBUCIÓN DE LOS USOS EN EL TERRITORIO NACIONAL. A continuación se muestra la forma en la que se han concesionado volúmenes de agua para usos consuntivos a lo largo y ancho de la República. Se puede observar que las Regiones Hidrológico-Administrativas que tienen concesionado un mayor volumen de agua son VIII Lerma-Santiago-Pacífico, IV Balsas, III Pacífico Norte y VI Bravo. Cabe destacar que el uso agrícola supera el 80% de las concesiones totales en dichas Regiones, a excepción de la región IV Balsas, en donde la termoeléctrica de Petacalco, ubicada cerca de la desembocadura del río Balsas, ocupa un importante volumen de agua. Cuadro 4.2.1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 54 Cuadro 4.2.2 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 55 A continuación se muestra la información sobre los volúmenes concesionados de agua por entidad federativa, entre los cuales destacan Sinaloa y Sonora, donde existen grandes superficies bajo riego. Cuadro 4.2.3 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 56 Cuadro 4.2.4 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 57 En cuanto a la generación de energía hidroeléctrica, las Regiones Hidrológico- Administrativas, XI Frontera Sur y IV Balsas son las que tienen una concesión de agua más importante, ya que en estas regiones se encuentran los ríos más caudalosos y por tanto las centrales hidroeléctricas más grandes del país. Cabe destacar que tres Regiones, I Península de Baja California, VII Cuencas Centrales del Norte y XII Península de Yucatán, no cuentan con centrales hidroeléctricas. Cuadro 4.2.5 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 58 4.3 USO AGRÍCOLA El principal uso del agua en México es el agrícola, el cual se refiere principalmente al agua utilizada para el riego de cultivos. La superficie dedicada a las labores agrícolas en México varía entre los 20 y 25 millones de hectáreas, con una superficie cosechada de entre 18 a 22 millones de hectáreas por año. El valor de la producción directa equivale al 6.5% del PIB nacional. Por otra parte, la población ocupada en este rubro oscila entre los 4 y 5 millones de personas y se estima que dependen directamente de la actividad entre 20 y 25 millones de mexicanos, en su mayoría población rural. Es de destacar que la superficie de riego del país ha aumentado considerablemente de 750 mil hectáreas en 1926 a 6.4 millones de hectáreas actualmente, lo que coloca al país en el sexto lugar mundial en términos de superficie con infraestructura de riego. El 54% de la superficie bajo riego corresponde a 85 Distritos de Riego y el 46% restante a más de 39 mil Unidades de Riego. La productividad en las áreas de riego es 3.7 veces mayor que la de temporal, por lo que esas actividades representan más de la mitad de la producción agrícola nacional. 4.4 USO PARA ABASTECIMIENTO PÚBLICO El uso para abastecimiento público incluye la totalidad del agua entregada a través de las redes de agua potable, las cuales abastecen a los usuarios domésticos (domicilios), así como a las diversas industrias y servicios conectados a dichas redes. De acuerdo con los Censos de Captación, Tratamiento y Suministro de Agua realizados por el INEGI a los organismos operadores del país, se determinó que en el 2003 el 82% del agua suministrada por las redes de agua potable fue para uso doméstico y el 18% restante para industrias y servicios. Por otro lado, comparando los datos de 1998 con los de 2003 de los Censos, se observa que en estos cinco años el volumen de agua empleada por los organismos operadores se incrementó en 22%. Otro dato relevante es que en el año 2003 el porcentaje de agua facturada respecto al total de agua empleada por los organismos operadores fue del 49%, lo UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 59 que indica que el restante 51% del volumen se perdió en fugas, fue objeto de tomas clandestinas o bien correspondió a deficiencias en el padrón de usuarios. 4.5 INFRAESTRUCTURA HIDROAGRÍCOLA En México el área bajo riego es de 6.46 millones de hectáreas, de las cuales 3.50 corresponden a 85 Distritos de Riego, y 2.96 a más de 39 mil Unidades de Riego. Los Distritos y Unidades de Riego fueron diseñados de acuerdo con la tecnología prevaleciente para la aplicación del agua por gravedad en las parcelas. En muchos casos sólo se construyeron las redes de canales y drenes principales, quedando las obras parcelarias a cargo de los usuarios. Esto, sumado al deterioro de la infraestructura, acumulado en varias décadas por la escasez de recursos económicos destinados a su conservación y mejoramiento, propiciaron una baja en eficiencia global en el manejo del agua. 4.5.1 DISTRITOS DE RIEGO. Los Distritos de Riego son proyectos de gran irrigación desarrollados por el Gobierno Federal desde 1926, año de creación de la Comisión Nacional de Irrigación, e incluyen diversas obras, tales como vasos de almacenamiento, derivaciones directas, plantas de bombeo, pozos, canales y caminos, entre otros. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 60 Cuadro 4.5.1.1 La productividad del agua en los Distritos de Riego es un indicador clave para evaluar la eficiencia con la que se utiliza el agua para la producción de alimentos, que depende de las eficiencias de conducción del agua hasta las parcelas y la aplicación en las mismas. Cabe aclarar que dicho indicador puede tener una gran variación en función de las condiciones climáticas y meteorológicas. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 61 Cuadro 4.5.1.2 Cuadro 4.5.1.3 Con la creación de la Conagua en 1989 y la promulgación de la nueva Ley de Aguas Nacionales en 1992, dio inicio la transferencia de los Distritos de Riego a los usuarios, apoyada en un programa de rehabilitación parcial de la infraestructura que se concesiona en módulos de riego a las asociaciones de usuarios. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 62 A diciembre de 2006 se había transferido a los usuarios el 99% de la superficie total de Distritos de Riego. Hasta dicha fecha, sólo 3 Distritos no habían sido totalmente transferidos a los usuarios. Cuadro 4.5.1.4 Cuadro 4.5.1.5 CAPITULO V UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 65 5 ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DEL PROYECTO “LAS MERCEDES.” 5.1 ANTECEDENTES. Ante la problemática generada en nuestro país, por la acumulación de azolves que presentan algunas presas de almacenamiento por haber sido rebasado el tiempo de servicio o vida útil para el que fueron diseñadas, el realizar los estudios necesarios para determinar el impacto de los volúmenes y la distribución de los sedimentos que han impactado negativamente en la capacidad de almacenamiento de algunas presas y en su funcionamiento hidráulico, cuyos resultados obtenidos han permitido establecer los criterios generales para los proyectos de sobre elevación. Por otra parte deberán de implementarse medidasde carácter preventivo, tales como la reforestación de las cuencas con la participación de los sectores público y social, mediante las cuales podrán mitigarse en gran medida los problemas derivados de la erosión del suelo por la expansión de las fronteras agrícola y pecuaria, la tala clandestina y los incendios forestales; siendo la existencia de nuestros bosques, la que nos ha proporcionado servicios ambientales como el aumento en la cantidad y pureza del agua en las cuencas, la protección contra la erosión, el turismo y la recreación, entre otros; contribuyendo además, a una mejor calidad del agua almacenada en las presas para su aprovechamiento en las zonas urbanas y agrícolas, así como también a la estabilidad climática regional, que conlleva a mejores condiciones de vida de la población. 5.1.1 SITUACIÓN ACTUAL. En el caso que nos ocupa la presa Las Mercedes, y debido a la acumulación de material de azolve en el vaso, la presa ha perdido gran parte de su capacidad de almacenamiento; así mismo, las válvulas de control de la obra de toma y del desarenador, se encuentran totalmente inoperantes, ya que están obturados por el azolve acumulado en el vaso y por la falta de mantenimiento. La obra de toma esta prácticamente inutilizada para poder proporcionar riego, las tuberías están totalmente cubiertas por azolve y el acceso para su mantenimiento es inadecuado. El vertedor de excedencias es insuficiente para poder UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 66 desfogar las avenidas extraordinarias que se han presentado y no cuenta con estructura disipadora. La presa de almacenamiento Las Mercedes fue construida en el año de 1905, tiene una cortina de mampostería, con altura máxima de 31.0 m y 143.0 m de longitud, ancho de corona de 4.2 m, capacidad máxima al NAMO de 10.0 millones de m 3 , vertedor libre con una longitud de 27.0 m para desfogar un gasto de 71.0 m 3 /s. La obra de toma se localiza en el centro de la cortina, es del tipo torre galería adosada al paramento de aguas arriba. Fig. 5.1.1 La capacidad de riego prácticamente se ha perdido, siendo necesario recuperar esta capacidad (0.830 km 2 ); con el fin de recuperar la capacidad de almacenamiento de la presa, es necesario realizar los estudios básicos y el proyecto ejecutivo para la adecuación de la obra civil y mecánica de la obra de toma, redimensionamiento del vertedor y sobre elevación de la cortina. 5.1.2 LOCALIZACIÓN POLÍTICA Y GEOGRÁFICA. La presa de almacenamiento objeto del estudio se localiza sobre el Arroyo Los Álamos en la Región Hidrológica No 36 Nazas - Aguanaval, sus coordenadas geográficas son: Latitud Norte 24°56´25" y 103° 53´52" de longitud Oeste. Para llegar a la zona de ubicación de la presa, partiendo de la Cd. de Torreón, Coahuila se recorren 100 kilómetros por la Carretera Panamericana No 40 Torreón-México, rumbo al sur, hasta la población de Cuencamé, UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 67 Durango y de ahí otros 20 km hacia el sureste hasta la localidad de La Fe de donde se transitan finalmente 2 km hacia el sur, hasta el sitio del proyecto. Figura 5.1.2 Ubicación geográfica del área de estudio. A partir de información suministrada por la Comisión Nacional del Agua y por la información obtenida en el INEGI, se presenta la cuenca a analizar, esta tiene una extensión de 342.8 km 2 ; y tiene como punto de cierre la cortina de la presa Las Mercedes. Como puede observarse en la figura 5.1.2 la cuenca de Las Mercedes tiene una forma alargada con una orientación clara hacia el nor-este. 5.2 INFORMACIÓN DISPONIBLE. 5.2.1. HIDROGRAFÍA. Los arroyos principales que forman esta cuenca son el Arroyo Los Álamos que nace en las estribaciones de la Colonia Yerbanís y se dirige hacia el noreste hasta llegar prácticamente al vaso de la presa Las Mercedes, en su desarrollo este arroyo recibe aportaciones de la UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 68 sierra el Yerbanís, estos son pequeños arroyuelos que bajan de la sierra y con una longitud promedio de 5 km se unen al Arroyo Los Álamos. Este arroyo (Los Álamos) cuenta con una longitud de 44.4 km de largo desde su nacimiento hasta la llegada al vaso de la presa. En la parte norte de la cuenca se localiza otro sistema de arroyos menos importante, formado principalmente por los arroyos Barrancas y Grande, con una longitud de 16.1 km y 9.4 km respectivamente. A continuación se representa esquemáticamente la cuenca con sus respectivas subcuencas. Subcuenca Superficie Longitud principal Arroyo Los Álamos 22, 199 ha. 44.4 km Sistema Arroyo Grande y Arroyo Barrancas 10, 815 ha. 16.1 km Arroyos cercanos al vaso de la presa Las Mercedes 1, 266 ha. 6.3 km 34,280 ha UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 69 Figura 5.2.1 Sub-cuencas, sitio Las Mercedes. 5.2.2 FISIOGRAFÍA. En el área de interés se presentan alturas que van desde los 1580 m.s.n.m. en las partes más bajas, hasta 2220 m.s.n.m. en las partes más altas de la Sierra de Yerbanís. Las Sierras que le dan forma al relieve son: La Sierra de Yerbanís, al noroeste y suroeste del área, los Cerros de Los Lobos en la parte noreste, Cordón el Alazán y Cordón los indios en la parte sureste. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 70 5.2.3 OROGRAFÍA. En el contorno oriental de los llanos, se levantan las sierras de Temazcal y la de Yerbanís, el Yerbanís forma parte importante de la cuenca hidrológica que llena el embalse de la presa las Mercedes. Las montañas del Yerbanís son verdaderas cadenas de reborde, sirven de contrafuerte a las tierras altas de los valles o llanos, y a partir de esta cordillera el terreno empieza a descender, hasta los cauces del Río Aguanaval y Nazas, formando la región semiárida del municipio, con terreno bastante quebrado, con sierrecillas y montañas áridas. La superficie de la cuenca que comprende el área de estudio para el proyecto las Mercedes, está formada básicamente por suelos medianamente permeables. Los suelos depositados (areniscas, aluviones y conglomerados calcáreos) descansan sobre una formación rocosa de fracturamiento escaso, el tipo de roca es toba riolítica. 5.2.4 CARACTERÍSTICAS Y USO DEL SUELO El suelo está conformado por los tipos xerosol y litosol; se caracterizan por tener una capa superficial de color claro y muy pobre en materia orgánica, baja susceptibilidad a la erosión, salvo cuando están en pendientes, sobre caliche o tepetate. 5.2.5 DATOS CLIMATOLÓGICOS. Se presentan los registros disponibles de las estaciones climatológicas más cercanas a la zona de estudio. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 71 TABLAS DE REGISTROS DISPONIBLES DE LAS ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS. Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic ANUAL 1979 17.3 4.0 2.7 9.2 19.6 56.0 70.8 87.5 0.0 0.0 4.0 12.0 283.1 1980 0.0 9.4 0.0 0.0 1.0 0.0 15.5 168.5 59.0 67.0 5.5 1.0 326.9 1981 48.0 2.0 5.0 29.0 10.5 145.0 38.5 119.5 91.5 80.0 0.0 9.0 578.0 1982 0.0 0.5 0.0 7.5 0.0 6.0 30.1 46.5 19.5 5.0 39.0 37.5 191.6 1983 20.5 2.5 0.5 0.0 114.0 19.5 43.0 143.0 73.0 12.5 7.5 0.0 436.0 1984 38.1 0.0 0.0 0.0 28.8 179.5 127.3 44.1 41.5 20.0 0.0 19.0 498.3 1985 15.0 1.0 0.0 13.0 7.0 36.7 70.8 87.5 61.9 22.7 10.2 12.2 338.0 1991 0.0 2.0 0.0 0.0 0.0 46.5 178.0 62.0 123.0 3.0 33.0 54.0 501.5 1992 110.5 18.5 0.0 5.0 43.5 5.0 107.0 100.0 25.0 2.5 3.0 0.0 420.0 1993 7.0 0.0 0.0 0.0 7.5 128.5 202.5 64.5 203.5 0.0 20.0 0.0 633.51994 0.0 0.0 12.5 4.5 4.5 60.6 6.2 9.7 13.6 17.3 0.0 10.4 139.3 1995 0.0 0.0 0.0 34.0 4.0 9.5 0.0 106.5 56.5 0.0 0.0 0.0 210.5 1996 0.0 4.0 0.0 4.0 4.0 33.0 49.0 100.0 50.0 78.0 7.0 12.2 341.2 1997 2.9 16.0 19.5 32.0 50.0 25.0 52.0 85.5 48.5 9.5 14.0 4.0 358.9 1998 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 89.5 40.0 140.0 30.5 13.0 5.0 0.0 318.0 1999 0.0 0.0 0.0 0.0 2.0 136.0 77.0 39.5 13.0 0.0 0.0 18.0 285.5 2000 0.0 0.0 0.0 5.0 19.0 126.5 31.0 86.0 0.0 59.5 5.0 0.0 332.0 2001 0.5 0.0 6.5 42.7 22.5 22.5 67.5 46.0 41.5 20.5 4.5 0.0 274.7 2002 17.3 10.0 0.0 4.0 19.6 56.0 70.8 129.5 108.0 65.0 57.5 0.0 537.7 2003 19.0 11.0 0.0 2.5 28.5 65.0 80.7 69.4 172.0 88.0 0.0 0.0 536.1 2004 52.0 0.0 64.0 2.0 4.0 69.0 137.0 82.0 145.0 4.0 26.0 0.0 585.0 2005 20.0 25.0 6.0 0.0 4.0 1.0 70.8 87.5 61.9 22.7 10.2 12.2 321.3 MEDIA 16.7 4.8 5.3 8.8 17.9 59.8 71.2 86.6 65.4 26.8 11.4 9.2 384.0 PROMEDIO MENSUAL Y ANUAL DE LA PRECIPITACION MAXIMA EN 24 HORAS ESTACION 10146, YERBANIS, PEÑON BLANCO, LATITUD 24º 44', LONGITUD 103º 51', ELEVACIÓN 1750 m.s.n.m. Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic ANUAL 1976 14.88 4.03 3.48 6.50 16.93 64.81 97.76 115.99 89.50 46.90 32.00 12.00 504.8 1977 10.00 0.00 0.00 8.00 0.00 111.00 66.50 49.00 115.50 44.50 0.00 0.00 404.5 1978 0.00 0.00 2.00 0.00 9.00 20.50 147.00 142.50 164.00 35.00 0.00 5.00 525.0 1979 0.00 15.00 0.00 0.00 5.00 84.50 43.50 164.50 7.50 0.00 7.00 8.00 335.0 1980 0.00 16.00 0.00 0.00 2.00 1.50 29.00 112.50 73.50 15.50 9.50 1.00 260.5 1981 50.50 0.00 4.00 29.00 4.00 95.00 20.90 103.00 48.00 58.50 0.00 30.50 443.4 1982 0.00 2.50 0.00 3.00 0.00 22.10 79.10 99.20 11.20 32.00 41.50 60.00 350.6 1983 18.50 0.00 0.00 0.00 105.00 10.00 64.80 154.20 95.00 18.10 4.50 0.00 470.1 1984 39.80 0.30 0.00 0.00 17.70 179.80 135.30 56.30 34.10 34.50 0.00 18.60 516.4 1985 15.50 2.00 0.00 38.00 16.00 70.20 98.00 98.00 94.10 45.00 0.00 8.10 484.9 1986 0.00 2.30 0.00 24.50 31.30 155.70 62.00 108.00 122.50 51.00 12.50 31.50 601.3 1987 29.00 16.00 0.00 17.00 35.50 68.50 112.60 164.10 72.60 0.00 4.00 6.00 525.3 1988 12.30 0.00 0.00 5.00 29.50 143.70 242.60 99.70 34.10 0.00 0.00 23.50 590.4 1989 0.00 3.50 0.00 0.00 41.00 6.00 51.50 124.50 34.50 50.30 68.00 23.50 402.8 1990 19.00 4.00 0.10 0.00 14.00 34.50 185.40 230.80 153.00 63.00 0.00 3.50 707.3 1991 0.00 3.00 0.00 0.00 0.00 10.50 227.50 103.50 135.00 0.00 68.00 62.50 610.0 1992 101.00 4.00 0.00 3.00 25.00 15.00 91.50 79.50 28.00 3.50 2.50 0.00 353.0 1993 0.00 0.00 0.00 0.00 13.50 144.50 106.70 99.00 275.70 1.50 31.50 0.00 672.4 1994 0.00 0.00 0.00 2.50 0.00 62.80 96.50 77.50 56.50 27.00 0.00 14.70 337.5 1995 2.00 5.00 0.00 0.00 0.00 13.50 55.00 114.30 89.50 2.00 1.00 77.00 359.3 1996 14.88 0.00 3.48 6.50 7.00 47.00 63.50 180.60 44.00 25.59 14.57 0.00 407.1 1997 14.88 15.00 67.00 6.50 16.93 64.81 74.00 75.00 40.00 9.00 24.00 4.00 411.1 1998 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 64.81 97.76 115.99 82.63 25.59 14.57 17.70 419.1 1999 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 199.10 145.50 44.50 35.00 6.50 0.00 65.00 495.6 2000 0.00 0.00 0.00 3.50 64.50 153.70 56.50 136.70 40.50 62.00 14.00 0.00 531.4 2001 0.00 0.00 7.30 11.50 51.10 26.00 83.70 128.50 19.50 19.50 8.50 9.50 365.1 2002 3.50 7.00 0.00 0.00 24.30 63.70 84.50 119.70 82.50 57.50 17.00 0.00 459.7 2003 7.70 13.00 0.00 0.00 26.70 91.20 162.50 180.50 177.50 76.00 5.00 0.00 740.1 2004 38.50 0.00 78.00 0.00 12.00 59.00 164.00 87.50 135.20 18.00 13.70 0.00 605.9 2005 11.50 15.70 2.00 0.00 3.00 4.00 127.60 64.80 22.00 29.00 0.00 0.00 279.6 2006 17.50 0.00 0.00 1.00 16.93 64.81 97.76 115.99 82.63 25.59 14.57 17.70 454.5 MEDIA 13.58 4.14 5.40 5.34 18.96 69.43 102.27 114.38 80.49 28.47 13.16 16.11 471.7 PROMEDIO MENSUAL Y ANUAL DE LA PRECIPITACION MAXIMA EN 24 HORAS ESTACION 10131, PEÑON BLANCO, PEÑON BLANCO, LATITUD 24º 47', LONGITUD 104º 02', ELEVACIÓN 1945 m.s.n.m. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN 72 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic ANUAL 1966 1.50 0.00 0.00 11.00 18.50 25.00 21.50 144.00 72.00 31.50 0.50 1.00 326.5 1967 10.50 0.50 19.00 9.50 0.00 20.50 81.50 112.00 74.00 13.50 0.00 5.50 346.5 1968 10.00 11.50 55.00 24.00 0.00 23.50 74.00 115.50 103.50 39.50 6.00 24.00 486.5 1969 45.00 4.34 0.00 0.00 1.50 30.00 300.00 117.00 23.50 100.00 64.50 45.00 730.8 1970 1.00 28.50 3.00 0.00 1.50 44.00 16.00 47.50 148.50 0.00 0.00 0.00 290.0 1971 1.00 0.00 0.00 0.00 81.00 107.80 79.70 98.20 23.70 78.00 0.00 2.20 471.6 1972 1.50 4.34 2.00 6.60 120.20 21.90 42.40 31.00 126.10 21.20 29.00 12.51 418.8 1973 3.00 14.60 0.00 0.00 8.10 27.00 107.50 294.10 69.20 18.80 0.00 6.80 549.1 1974 0.00 0.00 5.35 8.00 30.00 5.00 30.20 84.43 122.20 6.70 0.40 9.50 301.8 1975 0.00 0.50 0.00 0.00 1.00 20.20 50.70 55.00 4.20 12.30 0.00 18.80 162.7 1976 1.00 0.00 0.00 4.70 7.50 27.30 198.00 37.70 32.20 21.10 17.00 11.60 358.1 1977 4.50 0.00 0.00 2.70 9.60 91.60 68.10 98.80 30.80 20.50 0.00 0.00 326.6 1978 0.00 0.00 43.40 0.40 43.40 21.70 106.40 86.00 74.00 30.90 0.00 1.00 407.2 1979 0.00 7.40 0.00 0.00 0.60 82.00 37.60 88.50 2.20 0.00 6.00 2.80 227.1 1980 2.70 10.00 0.00 0.00 1.10 4.80 3.30 190.70 68.30 24.00 7.10 6.00 318.0 1981 38.60 1.20 2.10 39.10 2.30 48.20 192.90 51.40 75.00 36.00 0.00 21.70 508.5 1982 0.00 0.00 0.00 7.50 4.00 5.50 62.40 16.40 15.00 0.00 24.00 37.20 172.0 1983 12.20 1.50 3.20 0.00 51.20 19.30 19.70 69.30 39.70 18.70 0.00 0.00 234.8 1984 47.20 0.00 0.00 0.00 26.00 165.00 102.10 29.20 31.10 12.30 1.30 38.70 452.9 1985 14.50 1.80 0.00 9.70 11.10 63.90 80.96 84.43 64.37 24.40 11.04 12.51 378.7 1986 0.00 2.30 0.00 23.90 16.70 116.30 114.30 35.90 166.80 86.40 6.00 4.80 573.4 1987 19.30 6.50 0.00 24.40 33.20 92.10 90.80 100.30 96.30 2.00 5.00 7.50 477.4 1988 2.00 0.00 0.00 4.00 3.50 76.90 109.60 71.60 24.10 0.60 0.00 0.00 292.3 1989 0.00 0.00 1.50 0.00 2.90 0.00 41.50 97.00 41.50 19.50 41.50 29.50 274.9 1990 6.00 3.20 4.00 0.00 12.40 35.00 171.50 68.70 89.50 45.10 0.00 0.00 435.4 1991 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 41.90 111.00 110.40 100.20 5.00 29.40 38.30 436.2 1992 68.80 16.50 0.00 8.80 0.00 19.80 111.00 110.40 100.20 5.00 69.00 38.30 547.8 1993 0.50 0.00 0.00 0.00 11.40 116.20 87.60 50.20 129.50 6.60 16.30 0.00 418.3 1994 0.00 0.00 0.00 0.50 1.00 39.40 19.70 24.20 19.20 35.00 9.30 21.60 169.9 1995 0.00 0.00 0.00 0.00 8.10 26.00 34.40 48.00 43.00 0.00 0.30 2.50 162.3 1996 0.00 0.20 0.00 3.00 0.00 7.20 35.90 104.20 21.90 56.60 6.10 1.00 236.1 1997 22.90 24.00 32.60 23.30 32.10 65.80 52.90 29.80 28.10 9.60 3.50 0.00 324.6 1998 0.00 1.00 0.00 0.50 0.00 28.00 58.20 119.40 31.30 7.10 0.50 12.51 258.5 1999 0.00 0.00 0.00 0.80 1.60 124.30 48.50 37.50 0.50 0.00 0.00 0.00 213.2 2000 0.00 4.50 0.00 3.20 69.60 54.20 49.30 69.50 65.50 47.70 19.50 0.00 383.0 2001 0.00 0.00 9.20 10.20 2.00 5.20 51.30 29.00 9.40 13.50 5.00 1.00 135.8 2002 0.50 6.70 0.00 20.50 48.20 24.30 56.00 88.90 31.90 64.50 25.10 0.00 366.6 2003 8.80 9.00 0.00 2.30 15.70 44.70 66.50 56.00 246.40 42.80 0.00 0.00 492.2 2004 32.10 0.00 61.50 9.30 8.00 28.80 108.50 84.43 65.30 17.80 12.20 1.00 428.9 2005 20.45 30.20 6.20 0.00 3.70 3.90 4.30 84.43 10.20 16.00 7.20 12.51 199.1 2006 13.10 0.00 0.00 3.00 8.00 45.11 80.96 84.43 64.37 24.40 11.04 12.51 346.9 MEDIA 9.48 4.64 6.05 6.36 16.99 45.11 77.53 81.84 63.04 24.75 10.58 10.73 357.1 PROMEDIO MENSUAL Y ANUAL DE LA PRECIPITACION MAXIMA EN 24 HORAS ESTACION 10049, NAZAS, LATITUD 25º 14', LONGITUD 104º 07', ELEVACIÓN 1264 m.s.n.m. De acuerdo al trazado del polígono de Thiessen, para efectos de cálculo, se toman en consideración las estaciones que tienen influencia dentro del área de estudio: 10001 Atotonilco, 10131 Peñón Blanco, 10146 Yerbanis, 10049 Nazas. Ya que las estaciones mencionadas tienen diferentes años de registro, se considera una muestra de años de registro de 37 años comprendido desde enero de 1961 a diciembre de 2005. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
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