Estudio-hidrologico-y-anteproyecto-para-el-diseno-de-la-Presa-Santa-Catarina-ubicada-en-el-Municipio-de-Santa-Catarina-Tayata-en-Tlaxiaco-Oaxaca

Vista previa del material en texto

VNllViElR;"n[)AJD NAqONAl 
tWlf>N°MIA ][)[ 
MDZll~O 
ESCUELA NACIONAL DE ESTUDIOS PROl~ESIONALES 
ARAGÓN 
. 
DIRECCION 
RICARDO GARCIA VALDIVIA 
Presente 
Con fundamento en el punto 6 y siguientes, del Reglamento para Exámenes Profesionales 
en esta Escuela, y toda vez que la documentación presentada por usted reúne los 
requisitos que establece el precitado Reglamento; me permito comunicarle que ha sido 
aprobado su tema de tesis y asesor. 
TíTULO: 
"ESTUDIO HIDROLÓGICO Y ANTEPROYECTO PARA EL DISEÑO DE LA PRESA SANTA 
CATARINA, UBICADA EN EL MUNICIPIO DE SANTA CATARINA TAYATA, EN TLAXIACO 
OAXACA" 
ASESOR: Ing. RICARDO HERAS CRUZ 
Aprovecho la ocasión para reiterarle mi distinguida consideración . 
Atentamente 
"POR MI RAZA HABLARÁ El EspíRITU" 
San Juan de Aragón, México, 11 de agosto de.2tee~$SNAI~D> / '0-r :.--- If::'_~ 
lA DIRECTORA {;y~ /" - ('\'~~\ 
~/? ~\~\ ;.:. - -" ,.. , \ ///) /'? ¿;>;?;7¿ U) \ 'r" \ , ' L1J I ~': 1 
I '1 
ARQ. LlLIA TURCOTT GON~ 'í r- ; 
~ ¡ ! 
~, üIRECC¡Oi~ /:/ 
-? ,/,;) / 
1V,-'----~'<1\~' / 
UOV'u' , ~3 ' ~ 
----:?!:::--" 
C P Secretaria Académica 
C p Jefatura de Carrera de Ingeniería Civ il 
C p Asesor de Tesis 
LTG/AIRllla 
 
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. 
 
 
 
El triunfador comprende que su vida está en sus manos. 
Puede elegir en aprovecharla o abusar de ella; 
enmendarla o desperdiciar la; 
Ser un mediano o un vencedor. 
A cada momento existe la oportunidad de resarcir el camino; 
por que soy responsable de lo que elijo, 
las cosas que quiero tener y todo lo que me sucede. 
Hoyes el momento de lograr lo que tú deseas ser, 
la Vida esta en tus manos 
GRACIAS MA 
~-. ,
l '
(
- I ,
" .
I
, I
ESTLJDI0 hll·ft)RO.L0.~·IG.O tY ANT·EPROYE.CIO . -: .' . .
)
RAR1X EL -DISEÑO ·DE'G:A PRESA'SAN'TA. -' 1- ' - _ ~. .. . .
CATARINA~ UBICADA EN EL MUNICiPio
E>E S~NTA CATARINA lAYATA,
EKJ TLAXIACO OAXACA.
~~---------
ESTUDIO ~IDROLÓGICO y ANTEPROYECTO PARA EL DISEÑO DE LA
PRESA SANTA CATARINA, UBICADA EN EL MUNICIPIO DE SANTA
CATARINA TAYATA, EN TLAXIACO OAXACA.
-i- .
", e o ,NT,.E N I D.o
Introducción
1. Antecedentes
1. I Problemática
1. 11 - Marco legal
" l. IV Objetivos "
.LV Metodología de trabajo
.11. Estudio Hidrológico
11. I Situación actual
, 11. 11 Condiciones naturales de la cuenca
11. 111 Información disponible
11. IV Estudio hidrometeorológico
11. V Régimen del escurrimiento
, ,
11I. Funcionamiento analítico del modelo hidrológico de la cuenca
-11I . 1 Consideraciones generales
111. 11 Simulación del funcionamiento del vaso
111.11I Estudiode avenidas
111 : IV Tránsito de la avenida máxima
IV.. Resultados del análisis hidrológico
. IV. I 'Conclusiones del estudio hidrológico
" IV. 11 Selección del sitio de la cortina
IV. II1 Recomendaciones
V. ' Diseño de la cortina
V. I ' Selección del tipo de presa
V. 11 Datos del anteproyecto
V.II!..Cortina
.V. IV Obra de excedencias
V. V Obra de toma
V; VI Obras accesorias
PÁGINA
5
9
9
12
13
15
17
17
17
26
28
34
37
37
41
46
62
65
65
68
71
73
73
73
74
87
95
116
117
117
125
137
- 1 -
",- ,
, " 1
Estudio Hidrol ógico y~teproyecto para la construcción de la Presa Santa Catarina
Contenido • '. J
Anexos
Climatológico ,
Simulación del funcionamiento del vaso
Estudio de avenidas
'J Tránsito de avenidas
Fotográfico
Planos (Estudio hidrológlco y Anteproyecto)
Tablas'
.~ ..
," ,,',
, "; "
, ,( I~
;¡. "
, "
I -~) ';
. ......
,-~ .
. . t.,· ,..
f,.
~.' ,11. 1'" Pendiente media criteriode Taylor - Schwarz.Rlo Yutecahua
' 11.' 11 ' . Pendiente,media criterio de Taylor .:... Schwarz. Río Yutendaco , '
11. 111 <: Características de la' cuenca y subcuencas , ',", 1," .' ,
11. IV 'Relación de estáciones climatológicas en él .área de estudio
11 . V . Registros climatológicos ' ",, -:
11. VI Temperatura media. Santa María Chilapa de gíaz ' ,
II.'VII ,Temperatura media. San Agustín Tlacotepec "
11 . VIII Temperatura media. Santa María 'Asunción Tlaxiaco
11. IX Precipitación total. Santa María Chilapa de Díaz
11. X .' ' Precipitación total. San Agustín Tlacotepec
,11 . XI , Precipitación total. Santa María Tiltepec
11. XII ,~' Precipitación total. Santa María Asunción Tlaxiacó
11. XIII ' ' .Precipítaci ón tota l. Santa María AsunciónTlaxiaco
11. XIV Precipitación máxima en24 horas. Santa María Chi lapa de Díaz "
11. XV ' Precipitación máxima en 24 .horas. San AqustlnTla óotepec
11. XVI Precipitación máxima en 24 horas. Santa María Tiltepec .
, 11. XVII Precipitaclón máxima en 24ho'ras. Santa María As unción Tlaxiaco . ,
11. XVIII Precipitación máxima en 24 ,hOráS~ Santa María Asunción Tlaxiaco. .
, 11. XIX :". Precipitación media. Polígonos deThiessen ,,"
, ~ ' ', JI. XX' ,Evaporación total. Santa María Chilapa de Díaz. v ,
· 11. XXI ';: Evaporación total. San Agustín Tl ácotepec ,': c.>, -,
11. XXII . 'Evaporación total. Santa María Asunción Tlaxlacó" , ' ,
, ' 11. XXIII , " Coeficiente de escurrimiento ..Cartografía INEGf'~' "
11. XXIV :, Volumen de escurrimiento . . , , ' , .
11. xXv " V olumen de escurrimiento. Estación hldrométrlcaSantiaqo Ixtayutla "
" .: , ' ~ \ l ' : -\ ',. ~ " 1\
.-~ ,
1 :~-
:! <,,'
:- ,
111. r.
111. 11
111.111
111. IV
IILV
111. VI
111. VII
III.·VIII
111. IX
111. X .'.
" 111: XI .. .
' 11 1. XII
. ~
Datos 'del.. v~so. Boquil la d~LRío Yutecahua ..
Datos del vaso. Boquilla del Río Yutendaco '
, Volumen mensual de entradas. Cuenca del Río Yutecahua
r • Volumen mensual de entradas. Cuenca del Rf6 Yutendaco
. Vo lumen mensual de salidas
, Evaporación media mensual . ,
Simulación del funcionamiento 'del vaso del Ríó Yutecahua
Simulación del funclonamiento del vaso del Río Yutendacó
" .Gasto máximo. Envolventes de Creager '
, Coeficiente de escurrimiento. Método Racional e -
, Datos de intensidad de ' lluvia, para ' díversosñernpoa-de 'duración (SCT)."
, Observatorio Villa .Chalcatonqo ' , ' " ' " '
Ordenamiento de los 'datos,de intensidad de lluvia ' ; "
- (-: v. ."..:.. - "-,:>, ".:' ': - '. " ,
'~~ " '\ '.
'" \
;':,
,,-""~' .Ó« •
l
1
, "
': ".
111. xm
III:XIV
111. XV
111. XVI
111. XVII
111. XVIII
111. XIX
111. XX
111. XXI
111. XXII
111. XXIII
111. XXIV
111. XXV
11. XXVI
111. XXVII '
\ - , ' 111. XXVIII
IV. 1"
V.I
V. 11
; V. 111
V.IV
V.V
V.VI
Figuras
11. I "
"
11. 11 '
11. 111
11. IV
11. V
11. VI
" 11. VII
, 11. VIII
11. IX
11 . X
11. XI
< 11. XII
11. XIII ,
11. XIV
J
11. XV'"
11. XVI ' -
11. XVII
'.>-.
.,
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcción de la Presa Santa Catarina
Contenido
," Análisis de correlación lineal múltiple . Obtención de la curva i - d - Tr
Resultado del análisis de correlación lineal múltiple. Intensidades de lluvia para
diferentes duraciones y periodos de retorno
Porcentaje de aproximación de la ecuación i - d - Tr
Factor de ajuste de la ecuación i - d - Tr. Observatorio Villa Chalcatongo
Intensidades de lluvia para diferen tes duraciones y períodos de reto rno
obtenidas de la ecuación i - d - Tr y sus factores de ajuste
.Cálculo de la intensidad de lluvia para los diferentes tiempos de concentración
Gasto máximo. Método Racional
Lluvia máxima en 24 horas. Método estadístico de Gumbel
Gasto máximo método de Dickens
Selección del número de escurrimiento
Número de escurrimiento. Método de Chow
Gasto máximo. Método de Chow '
Cálculo de la curva (2V/!1T) + O. Vaso del Rio YutecahuaTránsito de la avenida máxima en el va so del Rio Yutecahua
Cálculo de la curva (2V/!1T) + o.Vaso del Río Yutendaco
Tránsito de la avenida máx ima en el vaso del Rio Yutendaco
Análisis comparativo
Cubicación de la cortina. Presa Santa Ca tarina
" Volumen de excavación en la cimentación de la Presa Santa Catarina
Caudal de descarga Vertedor de pared delgada
Tirantes de agua en el cambio de dirección del canal
. Diseño de canales. Sección de máx ima eficiencia
Determinación del tirante y las caracteristicas del f lujo de agua en la secc ión de
máxima eficiencia
Distribución de la temperatura. Santa Ma ría Chilapa de Diaz
Distribución de la temperatura. San Agustín Tlacotepec
Distribución de la temperatura. Santa Maria Asunción Tlax iaco
Precipitación total anual. Santa Maria Chilapa de Diaz
Distribución de la precipitación. Santa María Chilapa de Diaz
. Precipitación total anual. San Agustin T lacotepec
, Distribución de la precipitación. San Agustín Tlacotepec
Precipitación total anual. Santa Maria Ti ltepec
Distribución de la precipitación. Santa Ma ria Tiltepec
Precipitación total anual. Santa Maria Asunción Tlaxiaco
Distribución de la precipitación. Santa Maria Asunción Tlaxiaco
Precipitación total anual. Santa Maria Asunción Tlax iaco
Distribución de la precipitación. Santa Ma ría Asunción Tlaxiaco
Distribución de la evaporación. Santa María Chilapa de Díaz
Distribución de la evaporación. San Agustin Tlacotepec
Distribución de la evaporación. Santa Ma ría Asunción Tlaxiaco
Producción de sedimentos como función de la precipitación media anual
- 3 -
. -:.. '~
, ' ,.
, ;. ~
(..-
. e-
. '. ~
r ,_~ (' , . ,
, .'.'. - ~ .
, .
, ' Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcción de la Presa Santa Catarina
· '. " - , . '. - . "'". ~ .... ; ~ .' '" ,
"Contenido« .,
v .:!' -Diaqrama de fuerzas. Análisis de estabilidad
VII ,' Características de la cresta vertedora '.,
V.' 111 ",.;Método' gráfico'de curvas compuestas
V.' Iv ';' ' ,Secciones de cálculo hidráulico .. -,
·V. y " Descárqa.a través de un tubo 'Ce .ÓcÓÓ:
' ,,' V. VF / CoeflcienteC¡ apficabléalafórmula'de Kirschm~r
V. VII . ' .Trazo del 'canal principal - ' Ó » ,
" V.-Ví!I - ,Secdóride máxima .eficiencia . " " .' .
.:.',', V. ·IX ·· .," ,~ Elementos geom~tricosde 'Ia estruttl:Jra d~JransiciÓh: ." .'..
, ,
'd l l. l . ", .' Peifil de la boquilla del Río Yutécahua , ~ ' ,. .'
111.11 .: Perfil della boquilla del Río Yutendaco , '. " , ',. '" . .'.
;.~. ; - 1.11 .,111 ',CUrvaS Elevaciones r: Capacidades -Áreas.- Bóquilladel Río;Yutecah.ua , ~> · '
, .. .. -111: IV Curvas.Elevaciones - Capacidades "':: A reas.·BoqUilla del Río Yutendaco
'. 111. V ' Hidrogramá de entradas'y salidas. "Boquilla del Río Yutecahua '
. 111. VI ' :, ,' Hidrograma de entradas y salidas. Boquilla del Río Yutendaco. ., . . " . '. '
,' 11 1. VII "Curvas de Intensidad .: Düraci ón> Período de ' retornó. Observatorio.. -Villa.
. Chalcatongo ' , " " . . . , " , ' ~,' "; -. . . , ' ", '
,, 111. vur. .: Relación entre ;la .lluviatotal y ia Iluvia en.excesopara, difereritesnúlTler6~'de/
· . "' escurrimiento ,' ,, ' c ' . ' , " ' . ', -Ó; Ó ..• . , ' " " , :", \'.'
, lil. IX ' ~ RelaCiÓn entre Z yd/tp , . , ,.L .
. , 11 1. X .. / Tránsito de la avenida máxima en'elvaso.Río Yutecahua ..
" III.X I', .: . r . Tránsito de la avenida máxirnaeriel vasc.RioYutendaco." : l.
~, : I
" ' ,'
, ;
,'¡
" ../ r
: Plano de conjunto
Cortina :' " ; . .
Detalles de la cortina
.. q~ra d,eexc~cJ_enc~'~s . ' '".... .. .
'D etallesde lél.obrade excedencias ', '
, Obra de toma ,l' , •
.- Detalles'de:l .a.obr~de·to'~á. '
. . Detalles dela.obradetóma·
.r,» -
[oCé!lización 'regional .
Zona.de estudio " _,' " :'.
<' C uenca y.suocuencas de.estudio
,'Hidrología ". ' :, ..' .
Geología " "
Aguas subterráneas "
PolígonoscieThiessen . " ~ < -, ~' > " .. '
: Coeficiente de escurrimiento. Cartografía IN~GI ·
'. Boquilla del Río Yutecahua . " .,
Boquilla -del Río '(utendaco '"
-;4 -
.Planos
PSC"":1
. PSC"::2
PSC-3
" PSC-4
. : PSC' ~5
J--"",
.: <" PSC - 6
~-: ', PSC :":7 <
· PSC"~ <8 .
. , ,,.-.
EH:-,.1
·. EH -'2
. EH - 3,
, - EH .,.;/4,
/ -- , "'.,
' EH :-'- 9
' EH - 6 c'
EH..,.. 7
e ,~
> , ,-' , EH '';;:'8 r
EH - 9 ",'
EH + 10 ,;,
, '.'
\ ~~ )' . ~
, .'
','f.,'.
-:.~..., .
.> •
·.·.t " .'
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcción de la Presa Santa Catarina
Introducción
INTRODUCC i Ó N
En la actualidad uno de los problemas que más importancia tiene, para el desarrollo de las
comunidades, y en general del campo de nuestro país; es la obtención y distribución de los
recursos hidráulicos, el cual lo podemos calificar como el eje rector del desarrollo sustentable
de las comunidades rurales.
El agua, uno de los factores más importantes de la naturaleza que permitieron el crecimiento
ustentable de grupos humanos que en un proceso secular de migraciones en procura de
mejores condicionamientos para la vida y el desarrollo fueron dando forma al mundo que ahora
conocemos. A lo largo de la historia de la humanidad, el agua ha significado el núcleo, el punto
de encuentro, de convivencia y de comunicación de los pueblos y un factor crucial para el
desarrollo de las civilizaciones y manutención del poder de algunas naciones.
Durante el séptimo milenio anterior a nuestra era, empezaron a surgir los primeros pueblos
agrícolas. Éstos se confinaban en los Montes Zagros. al norte del Golfo Pérsico, que limitan por
oriente al gran espacio geográfico regado de norte a sur, por los ríos Éufrates y Tigris; conocido
como Mesopotamia lo que significa entre ríos (hoy, territorio de Irak, parte de Irán y de Siria).
En realidad, fue la innovación, desarrollo y
adopción de sistemas de irrigación lo que
permitió que la agricultura se extendiera por su
zona central para alcanzar, después, las fértiles
tierras de aluvión del sur donde, más tarde, se
edificarían las primeras ciudades y los primeros
Estados en la historia de la humanidad.
En todo el Medio-Oriente, donde el agua siempre
fue particularmente rara Y escasa, su control
implicaba la manutención del poder. Algunos
historiadores llamaron a las civilizaciones que ahí
se desarrollaron como "hidráulicas", por que
estuvieron basadas en la propiedad y el dominio
de la gestión del agua.
En la cosmogonía mesopotámica, el mundo
provenía del caos y el agua. como corresponde a
una cultura hidráulica, la gran diosa de la
naturaleza era la diosa del Agua identificada con ~
la diosa Ishtar.
- 5 -
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcción de la Presa Santa Catarina
Introducción
Milenios más tarde , en Egipto y el valle del Indo, las inundaciones aluviales que fertilizan
naturalmente el suelo cada año, mantuvieron civilizaciones con niveles de desarrollo
impresionantes, pero en Mesopotamia y en China fueron los ingeniosos canales de irrigación,
que transportaban el agua de los ríos para las actividades agrícolas, quienes las mantenían .
En la antigua Grecia, el agua fue un importante tema en los postulados científicos-filosóficos:
Tales de Mileto, por ejemplo, afirmaba que el agua es el principio, causa y substancia primitiva
de todas las cosas. En la Roma antigua, el derecho romano consideraba el agua corriente como
un bien común y, por lo tanto , los ríos de flujo continuo y sus orillas estaban fuera del comercio.
En el sistema feudal, el poder político-militar siempre estuvo limitado por las comunidades
rurales, que consideraban el agua como un bien común cuya renovación incesante impedía la
apropiación señorial.
En la América precolombina , en la cosmogonía maya del principio del mundo, las cuatro
mujeres que fueron creadas como compañeras de los primeros cuatros hombres, fueron
llamadas CaháPalun á, Agua parada que cae de lo alto; Chomihá, Agua hermosa y escogida;
Tzununihá, Agua de gorriones ; y Caquixahá, Agua de guacamaya.
El dios de la lluvia, que jugaba un papel principal dentro de su panteón, se llamaba Chaac. Los
mayas creían que el universo estaba dividido en cuatro regiones, cadauna de las cuales tenía ,
entre otros elementos , un color, un ave, un árbol y un dios
de las lluvias, un Chaac.
El dios de la lluvia, Chaac está representado en los
códices con una larga nariz y dos colmillos enrollados que
le salen de la boca hacia abajo.
El adorno que lleva en la cabeza es generalmente una faja
anudada y el jeroglífico de su nombre tiene un ojo que, en
el Códice Tro-Cortesiano , toma la forma de una T. Se ha
sugerido que este elemento representa lágrimas que
brotan del ojo, pudiendo simbolizar la lluvia y, por
consiguiente la fertilidad .
Este signo es también el jeroglífico del día Ik, cuya deidad
patrona era quizá el dios de la lluvia. Chaac era una
divinidad universal de primera categoría, sin embargo no
era considerado como una deidad única, sino como los
cuatro dioses de los puntos cardinales, teniendo cada uno
su propio color:,
• Chac Xib Chaac (El hombre rojo) Chaac del Este
• Sac Xib Chaac (El hombre blanco) Chaac del Norte
• Ek Xib Chaac (El hombre negro) Chaac del Oeste
• Kan Xib Chaac (El hombre amarillo) Chaac del Sur
-6-
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcc ión de la Presa Santa Catari na
Introducción
Los mitos de los Aztecas también estaban íntimamente
relacionados con el agua. Cuando nacía un niño,
inmediatamente la comadrona lo lavaba, recitando una
plegaria a Chalchihuitlicue, la diosa del agua dulce, de los
lagos y ríos.
El mayor de todos los dioses del agua para los Aztecas era
Tláloc, señor de la Tierra, dios de las lluvias, quien daba a
los hombres los mantenimientos necesarios para la vida
corporal. Los pueblos prehispánicos no sólo se limitaban a
usar el agua desde el punto de vista ceremonial, el agua
también determinaba el éxito de su vida económica y social,
por tratarse de sociedades en las cuales la agricultura tenía
un peso determinante.
Las técnicas para poder aprovechar el agua, desde hace
cientos de años, incluyeron la captación, la transmisión, la
reserva y la distribución del agua de los ríos, lagos o lluvias,
para uso del hombre y los animales domésticos, así como para el riego de los terrenos
agrícolas, mediante diversos métodos, tales como pozos, represas y canales.
En la detallada y admirada descripción de los cronistas españoles en su llegada en
Tenochtitlán, sobresale la mención al acueducto construido en la época de Moctezuma 1. Esa
obra hidráulica, de más de tres millas de longitud, iba desde Chapultepec y llevaba agua dulce
hasta la ciudad, así como los puentes que había cada cierto trecho, en las tres calzadas
principales, que dejaban que el agua fluyera de un lado a otro del lago. Había también en el
México antiguo fuentes públicas en donde las mujeres podían recoger agua para sus hogares.
Moctezuma I ordenó, asimismo, la construcción de un gran dique en el perímetro oriental de la
capital, para evitar el desbordamiento de los lagos en la época de las lluvias.
Como nos podemos dar cuenta el agua ha sido a lo largo del desarrollo de la humanidad un
instrumento de poder, ha sido objeto de conflictos bélicos; durante la guerra en Irak, fueron
destruidas casi todas las plantas de desalinización.
- 7 -
Estudio Hid rológico y Anteproyecto para la construcción de la Presa Santa Catarina
Introducció n
El desarrollo de las comunidades y con certeza diremos de una nación; depende en gran
mediada del uso, manejo' y aprovechamiento de los recursos naturales; en el cual podemos
centrar como eje rector a el agua, con ella la agricultura se desarrolla lo cual significa el poder
alimentar a su propia comunidad, una nación fuerte es aquella que tiene la capacidad de
producir los alimentos suficientes para su población. No solamente el agua es utilizada en la
agricultura, también en la producción de energía, como vía de comunicación, uso domestico, en
general el agua es pilar importante para el desarrollo de las comunidades, es por ello que
vemos la necesidad de cuidar el agua y administrarla de forma eficiente en nuestro país, para
ello nos debemos valer de los instrumentos que la ciencia y tecnología han desarrollado para
poder estudiarla y de esta forma comprender su comportamiento.
El análisis que desarrollo en el presente trabajo tiene como finalidad estudiar la forma en que el
agua se mueve por la superficie, analizado los diferentes fenómenos climatológicos, determinar
la cantidad de agua que escurre con la propósito de realizar un diseño preliminar de un
almacenamiento artificial que tiene como objetivo principal; ser el factor fundamental para el
desarrollo de la agricultura en el municipio de Santa Catrina Tayata, en Tlaxiaco Oaxaca. En el
presente trabajo se presentan las diferentes partes que conllevan al diseño de una presa , a
través de un número importante de consideraciones tanto técnicas como legales.
En el capituló 1, se identifica la problemática existente en la zona de interés, se recurre a
consultar la normatividad existente para identificar algunas propuestas de uso y administración
de los recursos hidráulicos, se plantean los objetivos generales y particulares que nos lleven a
la solución más factible para establecer el modelo hidrológico y anteproyecto de presa más
adecuado, determinándose para ello una metodología de trabajo.
En el capítulo 11, analizamos los factores morfológicos y fisiográficos de la cuenca de estudio , se
evalúa el comportamiento climatológico teniendo como factor fundamental a la lluvia. El arrastre
de sedimentos en el diseño de una presa es un factor importante ya que afecta directamente a
la capacidad de almacenamiento del vaso, así como el régimen de escurrimiento, parámetros
que se analizan a fondo ya que con ellos podemos determinar las dimensiones de la obra.
Revisar por medio de simulaciones el comportamiento que presenta el almacenamiento, nos da
una idea con cierto grado de incertidumbre del comportamiento de la presa en las diferentes
épocas del año, con ello determinamos si el diseño preliminar que se ha dado satisface las
demandas. Para la protección de la obra es necesario conocer la avenida máxima posible que
se genera en la cuenca, ya que esta requiere de obras especiales para la protección de la
cortina, realizamos una serie de simulaciones denominadas transito de avenida, para
determinar la capacidad de la obra de excedencias, los análisis antes mencionados se detallan
y estudian a fondo en el capítulo 111.
En la sección IV, se enfoca a obtener las conclusiones hidrológicas que nos lleven a determinar
cual es el modelo mas adecuado para el diseño del anteproyecto de la presa Santa Catarina.
Los apartados V y VI del presente, tratan sobre el diseño y construcción de la cortina ;
considerándose en el primero lo relativo al diseño de la misma, incluyendo sus obras accesorias
necesarias para su buen funcionamiento, y en el último apartado tratamos sobre las
especificaciones constructivas de la presa y un costo aproximado que esta puede tener.
- 8 -
"-, '
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcción de la Presa Santa Catarina
Capitulo l
, 1 ANTECEDENTES
/. / PROBLEMÁ T/GA
Visión general del campo en México
El desarrollo .. del campo en nuestro país por años ha estado estancado debido a diversas
situaciones de diferentes índoles, sólo por mencionar algunas que se pueden ver a simple vista
se encuentra la falta de plarieación, infraestructura adecuada, el desa rrollo de tecnologías esto
aunado a la ,falta de recursos económicos; han sido factor fundamental para el retrazo en el
desarrollo del sector agrícola. La mayoría de las veces no se logra el desarrollo pleno por falta
de capacidad técnica o el deseo mismo de las personas por mejorar su situación , simplemente
es parla situación politíca que vive cada comunidad.
Incursionar en la política dentro de un país como México, no es asunto fáci l. Es decir, en un
sisterna -polltico donde el clientelismo y el corporativismo han sido las formas más usadas para
hacer política ; es difícil hacerlo fuera de estos esquemas. Sobretodo cuando falta identidad y
solidaridad alternativa. Resultaparadójico observar cómo por un lado se rechaza en ocas iones
a lbs partidos políticos como mediadores indispensables, y por el otro se les busca para
legitimar las demandas. Otro de los problemas que enfrenta el campo es la competencia que
se ha .desatado con la globalización del comercio, se puede observar que afecta directamente
en dos áreas específicas; la competencia de precios y la calidad de los alimentos que se
producen.
En cuanto a la competencia de precios, para nuestro país resulta difícil competir con las
grandes potencias mundiales, ya que los gobiernos de estas naciones mantienen subsidios muy
altos a 'los productores lo cual permite tener costos que son extremadamente bajos y por
. consecuencia ganar .unmercado que demanda precios bajos. En este factor esta directamente
.. ligado el desarrollo tecnológico y la infraestructura, nuestro país no tiene la capacidad instalada
en cuento .ainfraestructura hidráulica se refiere lo cual conlleva a no desarrollar los procesos de
producción del campo; la mayoría del campo se riega sólo en época de lluvias. Los medios de
irrigación siguen siendo por inundación, lo que genera consumos de agua hasta en un 80 %
mayor' a tecnologías como el riego por goteo, es necesario implantar e investigar tecnologías
que optimicén el consumo del agua. Con esto se tendría la capacidad para aumentar el número
de hectáreas de tierras de cultivo; la innovación tecnológica es un factor fundamental para el
desarrollo del campo.
Por otra parte .cabe destacar que el proceso de globalización genera contradicciones en los
patrones alimenticios y degradación nutricional, a causa de la homogenización en los mercados
de alimentos. Se consumen polímeros derivados del petróleo, en saborizantes, conservadores,
, tinturas, jugos artificiales, etc ., muchos de ellos cancerígenos. Se ha perdido el objetivo esencial
de la alimentación; descuidamos nuestro cuerpo y nuestra salud.
- 9 -
;,-.-"
, -.
.'. ,
Que la problemáticader s~étor agrícola nacional.hecesita ser investigada. desde-la
. perspectiva tanto'de .las ciencias sociales como de las' naturales. ' , ,
',. _, ,'- - " __'. " _,~' • " ' . , ' ~ '" ;" ~ ' "' . , " I ". '
,Que 'en el ámbito académico de la UNAM se considera 'fund~ment~L mantenerse.a 'la",' "
, vanguardia ,del conocimiento de los procesos y acontecímientos sociales, .así'cqrpQ del." .
" desarrollo y -fortalecimiento-de líneas de ¡nvestigación;que impliqueri la'formación y c.:.' : , ' "
actualización de los'académicos. ,,¡, '.': - , -, ' ,:, " :. - ':,c "
•
Estudio Hidrol ógicoy Ariteproye~topara la construccióñ de I~Pres~ Sinta Catarina
, , ; ' " ~',
Capitulo 1 . . ~ ,
- I r
", .....
,',. Necesidadesdelcamp'o
-":,;¿'a m'eta Yo~jetivÓ pri~c¡pal ' es ~meJ9~ar:lasitua¿iól1 del c~rripo; ' se ' debé~ tener. part¡~iP~Ci?n"en ,
todosIos -sectoreadefa sociedad, como ha ' manifestado su- interésIa . Universidad Nacional ' , ", "
Autónoma de México, al establecer ' el Proyecto de' Investigaéión ' Interinstitud o'nal SObrEr :e¡" " · .
Campo en M'éxico (PIISEéAM), algunos de los acuerdos son los sigui~.nt~~: '" ' ;'" ~ , . .: .' '- :
" .
. • " Que el conocimiento de ,'la 'realidad social del campÓ ', en Mé'xico ,requiere 'de ,,'
aproximaciones 'científicas multidisciplinarias en las.que seconsidere eleritrelazamiento " . .'
.de .,aspectosambientales, 'económicos, .sociales; políticos' ,y 'culturales .para 'la d~finición ' r
,
,, " de ~' ,proyectbs .de' investigad ón:sobre' el 'tema, 'así 'como. tparatla 'formúlación,;de ··/ <,
.. « : ' 'aportaciones dirigidas a-la formación de alternativas de"soiución. " o, . , " , '
\ ,.> ... ~ , ' _''o' ' , , " : 0 < ' _ . ' ' '. ,'
o,':"
'."
,c_ _
':-~- ": .'
, ' Bajo estas -situaciones que rigen el orden :e~~~ómicó mundial, "es como debemos dJ~ncontraL
'0 " ' ' "las soluciones, ' debemos observar que solo se 'mencionan' aquí algunos de los fáctq/-e's' que; .
" afectan el desarrollo del campo en México; podernos .ver que el panorama > ~o se muest,:~. fácil, '
'sinernbárqohuestro país.tiene el deseo .de superarse y sabemos-que tenemoa.la.óapá éidad
para lograrló, " -: " '<" ' • '. . '
< '1 '. > ', ' ,"
.' - ~ ,
1"'--
'. '/' <
'-..;,
,; ..".
~"..
,"' ,,:;' f "
; ..... -
.": 1 . ',,
v.
- Ó»Ó :
.. ',-'
, ' '
' S itÚ~ció'n ~~lc~~pÓen el .Municipi~ dé Sa~ia CatarinaTayatá':
~ 1" - ,_{ ,
. ".,~. ,-, ~ ' " "o" , -" " , ' ,_ ' " , { .. ~ ' : , " ~ , ~ __ '> ,' ':'--" .. ', " . ,: , ' , ' " , , ' " ' " " : , ' __,, " ',_" , .. " ' , ,' , o :~ . ," -':' 0
"~La agricultur.amoderna o intensi"a.secaracteriza po(el 'aprqve~h,ámientomáximoyn'mín.imo de:c " '
' ,: ' t erreno 'secaracteriza por.técnicas'desarrolladas, maquínaría moderna y su objetivo es lIevar'os ~ ,
1,'" productos al m~rcado¡Aesta:situación"de"produ9ción ,es'ad6nde debeni()~ :,c;onducire.l~mpQ' _,",
"'" ,',J)roductivó de Santa Gatarina. - - .'. " ' ' " ,., . , "
. ,
. ',- , :.Lás, cara:~te~ístié~sde la .aqricultura . en México ''solÍ dós; 'uha,de 'ellá~ ~ es';- I~ t?adición'al".o
,' .' ',., extensiva: se cah~cterizáporserde temporal tratando,de aprovechar al máximo las'c óndiciones
r - geográficas 'en la ~poca:dé"U\iias se 'distirigue por sLÍs't~cnicas . ru9im~ntarias, ; á la ve;z. ,que:sus
:' : instrumentos 'también Jo,son y,algo fundamental que logra .cumplír 'es el sustento de quien .Ja. .
, ' practica, este tipo de ágricultura es la que observamos en el münicipio 'de Santa Catariná.'; o,, ',. ;.
w Ó: •• ~ -, ,~ J,' , ~ v.~. " r ' .'- ",:~ ,",'
Ó, '.~
. . .':.."
{.'-" .: .....
Estud io Hidrológico y Anteproyec to para la construcción de la Presa Santa Catarina
Capitulo I
Los problemas a los que se debe enfrentar la comunidad para el desarrollo de la agricultura son
los siguientes:
• El cambio climático producido por alteraciones provocadas por el hombre, afectan el
ciclo de lluvias'y los cambios de temperatura. Sufriendo modificaciones en el ecosistema
de la cuenca de estudio.
. • El suelo ha sufrido alteraciones provocadas por la erosión antrópica debido a que se ha
perdido la cubierta vegetal.
-. Demoqráñco-econórnico: no reciben apoyo técnico y financiero los campesinos del
gobierno, que puede ser por no haberse organizado o por ser un número mínimo de
' campesinos para tramitarles un crédito.
, Las medidas que se sugieren para cambiar la situación, son las siguientes:
, ~ ¡ <;
• Recomendar el uso de abonos químicos e insistir en los orgánicos.
• Hacer efectivo.el reparto de tierras comunales y de pequeña propiedad.
• Buscar el apoyo económico en las diferentes instituciones de gobierno, teniendo como
base los beneficios que otorga la Ley de Aguas Nacionales y el Plan Nacional de
Desarrollo Hidráulico.
• Construcción de presas para fomentar el riego.
Dentro de este último punto, encuentro el principal factor para la solución de los problemas de
producéióndel campo, ya que el sistema de cultivos solo es de temporada, no existe la
: infraestructura hidráulica necesaria para almacenar el agua, y con ello poder cambiar a
sistemas de riego, de esta forma el campo esta en condiciones de ser utilizado durante todo el
año.
Hemos hablado de la problemática general del campo, los factores que afectan su desarrollo, y
los retos .que existen dentro para poder tener un campo competitivo; todos estos factores
afectan dé forma particular al campo del municipio de Santa Catarina Tayata y sus alrededores.
Son de particular interés los que se relacionan con la ingeniería, es por ello que vemos la
necesidad de diseñar un sistema hidráulico que permita el almacenamiento del agua para ser
utilizada en el riego, para ello se deben realizar diversos estudios.
Dentro -de estos estudios, se presenta a continuación el Estudio Hidrológico para la ubicación
de la Boquil~a de la Presa Santa Catarina, que permite evaluar las condiciones hidráulicas de
los escurrimientos que de manera natural convergen a la cuenca de captación de dicha
boquilla.
- 11 -
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcci ón de la Presa Santa Catarina
'CapituloI
/./1 MARCO LEGAL
.. "
' Ley de Aguas Nacionales
1,
I • .-
Para la ejecución del proyecto de la e Presa .s anta Catarina e~ importante conocer las
.disposiciones legales; ya que con ello podemosdeñnirlaviabilldad de la ejecución del proyecto. .
", debido a que en la:presente Ley se establecen los derechos y obligaciones de los usuarios, ' se
"def ine quienes la autoridad correspondiente. ' ,.
Las disposiciones en materia de regulación, uso o aprovechamiento, ' distribución y .controt del '>
agua se .encuentran establecidas dentro de la Ley de Aguas Nacionales, en la cual se dlspone' '
que el agua es un recurso.público. Por lo,que queda establecido q~e las comunidades tienen
, facultades para su administración de la misma. " ." .'
~>, • , , ." -,
,. ~ <,
"
. \
-'. .
, Esta ley otorga , derechos a los 'usuarios para tomar ~éJecis iones", en cuanto , al uso y
'~ .', administración del agua , mencionado en el ' Titulo Segundo, Capítulo 1,; Disposiciones ,
" . Generalesccorresponclentea.a la Administración del Agua, dicho artículo indicato siguiente: "
~ , • - ~ • • • ,., • . <;- • • ..
, (' ¡ ~ , .
, "ARTICULO, 50._ Para' el cumpli~ie~toy, aplic~ción de esta Ley,el Ejecutiv9 Federai'promov~r~; ' vÓ» ' "
;' la coordinación de acciones, con -los gobiernos de las entidades federales 'y de',los municipios; ~ ':: " '
, ' sin, afectersus .facultades en 'la materia y en el ámbito de sus correspondíenteeatríbuciones,
Asimismo fomentará la participacíón de los usuarios y de los particulares en la 'realización y
administración de las obras y de los servicios hidráulicos. ' ",
~ .. - .
,..¡ '" ,
"En el Capitulo 111, Comisión Nacional del Agua; seseñalan "as obligaciones' de este' organismo, ' .:
<' de 'gobierno para ayudar y fomentar el-desarrollo de infraestructurahidráuíica, la ,programación ,
'dentrode su presupuesto para el estudio; construcción, etc., de las diferentes obras hidráulicas- "
'que la comúnidad requiera;' así como el promover dentro de la población el uso del aguá: dichas , ' ,
facultades se -señalan en 16s siguientes artículos: ,:' " ,' ,', " ..
" J. __ \ ~
, :::ART ICULO 9°._ So~ atribuctonesdeLa Co~isión;' ,
.-- .," ..
.:
: ', IV .. 'Fomentar yapoy~r el desarrollo 'd~ los' sistemas de a~ua potable y,o-~I~añ~arillado; los -de
saneamiento, tratamiento y rehúso de aguas; los de rieqoo de ,d renaje,y 19S dé control
, . de ' avenidas y protección contra ' inundaciones. En su caso contratar dconceslonar la
, " .Ór prestación de Joseervicios 'que sean -de su ' competencia o que así convengan con
<, • terceros. ,', ' ; ":' ' ' "
," ,- ... .
-: 'VI. ', Proqramar, , estudiar, construir, ".operar, conservar y " ma~tener las' obr~s, t1'ki~á,u licas ,','
federales díréctamente o a través de contratos ' o concesiones con terceros,' -i realizar " ,' "
, acciones para el aprovechamiento integral del agua yla conservación de su ,cal i~,ad . e -
- ,
IX. Promover ~I uso eficiente del agua y su conservación eñ todas las fasesdel ciclo , ,/
hidrológico, e impulsar- una cultura ' del agua que se considere '~ .este elemento como
recurso vital y escaso. _ , ' , " , .' ,_," .'<" , • - ,
'-
'.,; .
~. ",
- 12 - "
e
'C , ,
- -'.-.
.\ .... ¡' .
" .
, "
~ ..
",
.. '(
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la con strucción de la Presa Santa Cata rina
Capitulo 1
Esta.ley otorga: facultades directas a los miembros de varias comunidades para participar las
· decisiones del uso y aprovechamiento del agua, ya que son ellos quienes mejor conocen la
cantidad y. calidad del recurso hídrico; se menciona lo anterior en el Titulo Segundo , Capitulo
IV, correspondiente a los Consejos de Cuenca:
ARTICULO 13°.': "La Comisión", previo acuerdo de su Consejo Técnico, establecerá consejos
de cuenca que serán instancias de coordinación y concertación entre "La Comisión", las
'dependencias y eritidades de las instancias federal, estata l o municipal y los representantes de
los usuarios de la respectiva cuenca hidrológica , con objeto de formular y ejecutar programas y
acciones para la mejor administración de las aguas, el desarrollo de infraestructura hidráulica y
de los servicios respectivos y la preservación de los recursos de la cuenca.
"La Comisión" concertara con los usuarios, en el ámbito de los consejos de cuenca , las posibles
· íimitaciones temporales a los derechos existentes para enfrentar situaciones de emergencia,
. escasez extrema, sobreexplotación o reserva. En estos casos tendrá prioridad el uso
doméstico.
/./11 OBJETIVOS
Objetivos ·generales .
Estudiar la cuenca hidrológica del Valle Tayata, para ubicar el sitio más adecuado para la
construcción de la Presa Santa Catarina.
Elaborar el anteproyecto de la Presa Santa Catrina , mediante la evaluación de las
.características hidrográficas del.vaso seleccionado.
Objetivos específicos
Definir las condiciones naturales de la cuenca del Valle Tayata, para conocer los factores que
afectan,al escurrimiento producido por las lluvias.
Determinar la cuenca hidrográfica de influencia en la boquilla en cuestión , y analizar las
· características del vaso.
Presentar .laintormacíón climatológica e hidrométrica disponible, para determinar el volumen de
, escurrimiento que se genera en la zona de estudio.
;': Establecer fas características del vaso seleccionado para revisarse capacidad y funcionamiento
durante las avenidas máximas.
Determinar el caudal de la avenida máxima que transitara por el vaso, con el cual se debe
'realizarla un tránsito de avenida.
, '
- 13 -
,<
,'E studio Hidrológico y Anteproyecto para la construcción de la Presa Santa Catarina
Capitulo I
,.-:" .
0" -.
Definir el sitio más adecuado para fa construcción de la presa"Santa Cat~r'ina paraelaborarel
anteproyecto. ' " '-" ' .
Aportar información que permita dimensionar la' cortina' y .sus diferentes estructuras 'para el
óptimo uso de:los recursos hídrícos. ' '
Definir el tipo ,de cortina a construir, para realizar su diseño así como el 'de las obras necesarias
para su funcionamiento. ' . ' ,.' " , . , ' "
" Diseñar. cada lino de los elementos ' que componen la ~bra de tdrila y excedencias . para
, . adecuado funcionamiento hidráulicoy construcción. '. . . ', '~,": " 1 .'"
: ,' ~ 'v.. 1 ,_. ..... .~ , 1 ' . " .Ó: _', r.
Determinar -las especificaciones' deconstruc~ión la cortina para su ad~cu~da o'~dific~ci6n :y' ,"
funcionamiento. ' , ,o. 'o>., -,
- . ' 1..
' . .r
.' . ~-
" ,
Objetivos particulan3s
"
, .
Deñnir. -los volúmenes de agúa que drena por la boquilla; así como aquellos que ,se
aprovecharán, para determinar si 'es procedente, desde el punto, de 'vista.'hidrológico;. el·
proyecto de esta presa.
Definir la superficie de riego para establecerlas demandas necesarias para lairriqaclón de los
cultivos. .. " ' ~ ..
~ " .
Realizar la ,simulación del funcionamientó del vaso para ' conocere] comportamiento de · los "
niveles•.de agua dura,nt~ el año. '
» ,
'.'- , ",~; ', '.J', .~ _ • _, .. ~ "', '.'. " _~ _ _ ,l - , , 'J .
..,D efinir la,capacidad de asolvamiento 'para determinar el volumen útil del vaso." r, ,
.. " Establecer el valor , ~e: la avenida máxima para realizar~ '~I ' disefio~décuado~'de ~'I~ ' obr~ ;' d~ :/
excedencías. . ",' . i- , o'. ' . " , ,: ' .; " ' , ": ,,t,.'- '.. '
.,tl,
• • " ,,~' I . '
Establecer elsitio más,adecuado de la. boquilla' para la réalizaCió~ .delanteproyecto.
Presentar. el íntorme final córréspondient~ · al Estudio',Hidrológico; :~omo soporte técnico de I~ "
selección del tipo de presa, y la elaboración de su Anteproyecto. . '. . :,: ' "O', • ' <
'. ;.....,
, "
~-, -
,~. ., -" ...'
, "
.. ,
- ~'.t ' .
. , '
, .""
, " , ,
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcción de la Presa Santa Catar ina
Capitulo 1
l. IV METODOLOGíA DE TRABAJO
.- Se debe realizar un recorrido ·de campo en el cual se conozcan los sitios de importancia, para
localizarlos sitios de boquillas y cuerpos de agua superficiales.
'c ,
e Para la ejecución del estudio se recurrirá a las dependencias de gobiernocorrespondientes, en
el estado de Oaxaca y la Ciudad de México; para solicitar información climatológica e
hidrométrica, en la zona de estudio. Se debe adquirir la cartografía editada por el INEGI, con la
que se determinaran las características de la zona de estudio, asi como información adicional
de escurrimiento .
Para ' la . realización del análisis hidrológico se estudiará la información climatológica e
.hidrológica, procurando obtener los datos mas recientes, a los cuales se les aplicarán
metodologías de análisis hidrológico.
. .
Para realizar el an álisis de escurrimiento y avenida máxima utilizaremos diferentes métodos en
los cuales se involucre las lluvias y las caracte rísticas de la cobertura del terreno.
Pa;á establecer el diseño y construcción de la cortina se acudirá con personal de la CNA, para
obtener comentarios y en su caso visto bueno del anteproyecto.
- 15 -
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la con strucc ión de la Presa Santa Catarina
Capitulo Il
1'1' E S r ü O 10 ' H I O ROL Ó G I e O
1/. r SITUACIÓN ACTUAL
Localización
La zona estudiada se localiza al noroeste de la Ciudad de Tlaxiaco, Oax. , en la porción central
delestado .de Oaxaca . El municipio al que pertenece el proyecto es el de Santa Catarina
Tayata, que limita al norte con el de Santa Cruz Tayata , al este con San Juan Ach iutla, al sur
con San. Cristóbal Amoltepec, y al oeste con Santa María del Rosario. (Plano EH-1 anexo).
Como parte del análisis, estudiaremos el comportamiento de dos sitios los cuales, por las
características topográficas y ubicación se consideran adecuados para albergar la cortina de la
presa, .es por ello que mediante el análisis hidrológ ico se elegirá la mejor alternativa para la
construcción de la cortina de la presa .Santa Catarina. La ubicación de la boquilla de la
alternativa A 'se encuentra sobre la corriente del Río Yutecahua, se localiza en 1T' 19' 57" de
latitud N~rte,9r32' 13" de longitud Oeste y una elevac ión de 2,000 m.s.n.m. La boquilla de la
alternativa B sobre la corriente del Río Yutendaco se localiza geográficamente en los 1T" 21'
.. '4 0" de .latitud Norte, 97°,33' 04" de longi tud Oeste , y una altura de 2,060 metros sobre el nivel
del mar: (Plano EH - 2 referido al anexo correspondiente).
.
Infraestructura
¡ -" .
-Las vías de comunicación al sitio del proyecto tiene lugar mediante la carretera federal No. 125,
.. San Juan Teposcolula -.Pinotepa Nacional, encontrándose a la altura del kilómetro 40 + 500, a
16 Km de la población de Santa María Asunción Tlaxiaco, sitio en donde se encuentra el
entronque' que -comunica por medio de una camino de terracería a la localidad de Santa
Catarina Tayata a 8.0 km al oriente. La infraestructura hidráulica con que cuenta el municipio es
sólo un acueducto localizado al sur - poniente, proveniente del cerro Yucuxito , sit io en el cual
se localizan algunos manantiales, que son utilizados para el consumo humano.
1/~ ./1 CONDICIONES NAr URALES DE LA CUENCA
.t ,
,Hidrografía
La.zona de estudio se encuentra dentro del Valle Tayata que es delimitado por la cuenca de
captaci ón del Río Yutecahua (Alternativa A), el que tiene como afluente el Río Yutendaco
(Alternativa B); por lo que este último es una de las cuatro subcuencas que conforman el
sistema hidrológico del Valle Tayata (Plano EH - 3 anexo), que tiene como límites al norte y
poniente la región hidrológica 18 (Río Balsas).
. 17 -
" .' . , ....", ;) - . " -",," ','
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcciÓn de la Presa Santa Catarina
é:a~i~uio,II ; ' .', ' " ,: " " ~ o " '-j" , . ~ '. " .
'.
.. , ..... .:
, (
': r
". -. J
. ':-;',
,1' •
•1' • .'
, '.:;
+, "
'. ,.,-
• ! ¡"
.c ·
" ,
'· ~' 1 8 :.
. ' '
"Fisiografía .,, '
' . " '. ; ' ", _ '-..-) ~ . •. ·C' ., ',• . - \" . . \,' ./ . -:. ~ v . ' : " ,~ .i. • " ~' .' , I j< .. -, •.• . . ", 0 '::"''' . ¡.'~.. 't.,, " . I~'>'" "
"S e:p r()cedió'a.deñnlrJas superñcies ocupadas por9ada'cuénca, 'qye fueron 'obtenidas rn.edtant~ · ,
'el uso.del, programa de .díbuio Auto: CAD ,2004, ,sobré-las: delimita,ciones reálizadas .en.una "
ampliación ' (á escala ):25,000) de' I~J cartoqrañatopoqráñca escala 1:50;000deLINEGL ,La,
cúenca del Río Yutecahua ocupa una superficie de 79.38 Kin2 (7938 Ha); la .subcuenca del Río " ..
Yutendaco tiene unasuperñcie de 19.61 Km2 (1961 Ha). , ,: ' . , ,- , "' " ' " ,
_, • "' .J
t~ - :
-". \ ' .
·· ..La característlca general de esta ~úenca,Ubica8a~ri· 'una,pordÓn.alta dela 'sierra ' M ixt~ca:Alta , ;
" ~s ,la .presencía .de . pequeñas corrientes ,de c árácter, tanto pe·rmanentE3 ·como:>il)térmitel}te;' . , . '
originadas ' por .las descargas pluviales~asrcomo.por. la suiqencia de 'manantiales' de éJiferentei r . .>
,m_ágnitudes; ,> ,,',': ': ,,:, ~ :. ' :- ~- . ' "". ..,...' . ' . ' ':< '""',:'< ~:","" '~'-' { -" " "
, La boquilla-del Río .Yutecahua,' recibe el escurrimiento, de ,un río quees alimentadopor; .tres
.' '_cauces principales; "Río Yutendaco; Río', Colorado y Rí~ Cuahutémoc.itooos son de , :carác~er
'. perenne, y-la escorrentía principal proveniente dela parte más alta 'deIa cU,enca:.t.'á Bóquilta del ' ,
Río ' Yutendaco recibe el . escurrimiento de u,n ri ó que es alimentado :por varios " arroyo~, ;
: solamenteuno es de carácter pereneproveniente de lapartemásaltade lasúbcuenca," > '.
. . - ~ .. ',,! '<" ' ','',' " , " . \ :' ,., " .~ ' .
. .'
. ' \ "
" T'~ , " " . >~. ~ Ó'"': ., . T _ _ .: ,~ • 'j-o ' '
'. ' Con.el'uso ' d~ la m,isma fuente ~<?ai1ográfiCa'seC?btu~iero~\Jas il'~ngitudes~~ela~ :corrientesgu~\ "
-t ierien' relacióncon nuestra cuenca y subcuencade estudió: La corriente:d~l~íoYu,~ecah~aqúe: : '
. presenta un desarrollo 'mayor' tiene una longitud de ,11.49 Km, mientras que se .tienen .tres ~'" v •
afluentes ésta, que por su carácter permanente es relevante; \y tiene un trayecto del órden de : e .. ' •
'16s 10.0 y6.(lKm: ..
., " lOl1gitud"de' la60rriente '" .
.~ ,.:- ...
. ~¡' ., ¡
.' , Ei' áre~ 'de ' estudio, ' s~ loca'liza dentro de ;a provincia ~si~9fáfic~ '~erio~in~da': 'cOrn?"Sier:ra
f. , M~drE3 del .Sur", se caracteriza por serunterreno predorninánternente montañoso.iburdarriente'
" ; 'dividido pó{losvalles de los ríosOrandeyAtoyac'detal torma-que.ta sierr~ MiXteca 'queda en la : .
; , porción' occidental,· donde. afloran rocas de oriqen.sedimentañoy. vqlcaoosedir~'-entariOc~yo'> " ~' ., , ' .
, 'reüevese caracteriza por.una partealta con fuerte pendiente, que seh:~dúc;~'haciªIª ,porción ".:
' intermedia,yel vaso del proyecto. Por interés del presente .estudlo, se -aria lizan las prinCipales .•
" características.•de "la'cuenca Y- ,subcuencasde"las'boquillas 'en 'cUestión,' necesarias para ta .
... "determinación-de las, d!ferentes variab,les,que serequiereñ, 'en,la 'implementaciÓn d~: di~tir'ltos. , · '
,'" métodos de cálculo: (Plano EH4 referido 'al anexo correspondiente). " " , " , .
, • ~ .,~5 ~~." f'''' ~ .. A '- - . ":
"'-,' .
La ' cuenca 'de captación del Río Yutecahua .fórma .'parte de'. la ~úbcüe-nca;Hío "Só~é1ó: : (d), , ' - Ó»
: pertenece a, la cuenca RíoAtoyac(A). ,'Dicha cU,~nca . representá lá ,porci6n ,altá y occiél.entalde- :
. ' ,' Ia ,Región Hidrológic~ No. ~20, Costa Chica ' - Río Verde,' pertenecea Javerti~,nte~el:Pacific()~
" , :, " ,' (Sur). ,Cabe rnencionarqueel parteáquas que la delimita corréspondeala diyi~oria;el)tre Ié!s, ;,
e "vertientes de .las regiones hidrológicas: RM18 y RH 20,por to-que-el agu,a ques~;generadel
"' otro lado de 'éste, vierte hacia de la.Reqión Hidrológicá del RloBalsas.v":. ' ' ~' ' :" " , - . /
. - ~ _\ .-,. .' . "'. ..' . -, _ . . '.' ~
- -~~ ", ~ . ,
. :',
<; ":,
, '
-r.
~ '- " .
i. ,
: ,. ' ~ .~ , -e
"" "
í ,'.'
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcci ón de la Presa Santa Catarina
Capitulo 11
Pendiente media del cauce
El cál'cuío de la pendiente media es mediante la aplicación del criterio de Taylor-Schwarz, que
propone calcular la pendiente media como la de un canal de sección transversa l uniforme que
tenga la misma longitud y tiempode recorrido que la corriente en cuestión,
,La velocidad de recorrido del agua en el tramo i puede calcularse como :
,,', Donde k es un factor que depende de la rugosidad y de la forma de la sección transversal y Si
es la pendiente del tramo i, además tenemos que:
!:J.x
V = -- -
I t,
I
En donde ~x es la longitud del tramo i y ti es el tiempo de recorrido es ese tramo, igualando
ambas ecuaciones y despejando ti, tenemos que:
Por otro lado la velocidad media de recorrido en todo el cauce dividido en m tramos es:
L - -
V = --=k· !ST '
Donde L es la longitud total ,del cauce, T es el tiempo total de recorrido y S la pendiente media
,- buscada. El tiempo T será:
m m I1x
T = It¡= I - - r-'
i=1 i=1 k,,¡S¡
y la longitud L:
m
L =Il1x =m!:J.x
i=1
- 19 -
:,'
. Estudio H idrológico y Anteproyecto 'para la construcción de la Presa Santa Catarina
'. Capitulo 11
, Utilizando lastres últimas ecuaciones se obtiene:
.".... ; ,
2
1 1 '. 1
-..- + re- +...+ " ¡ -.J&: , -VS 2 ,\19 m
, . , s= , ...... m .
i ,
,;..
I ;'. , ~.- .
,J
Mediante un razonamiento semej~nte , en ~aso 'de que los tramos no;sean iguales se obtiene la '
siguiente ecuación: . . ?
~ ~ I •
+ r \ . ; ' .:~ .
2
. I ,-. .: '1 " I
,__1_ ' ., _' _2_ 4- :.'.~ ';;-:, ,
..J&: ~S 2 -y Sm. >
~-' ..
-" .-.,.'
,~ "
, ~. \ ("
Est~ última ecuación es laque útÚizamos, ~I procedimiento que se reali~~'fu~ 'eI SigU~~~te :
, ' ,
Se identifica; ,y traza el escurrimiento más ' importante en cada una . de las v
subcuecás analizadas '.
Se miden las longitudes parciales en tramos divididos por 'las curvas dé nivel "
. ,
r-, :,
" ,~
"
0.
. .
,'Se calcula -cada una de las pendientes de cada tramo
'~. • _. ": ", , . . - I -... .~ ~ , ' '. , :~' e " _ ', ... o
. Se aplica la ecuación
'Los resultados obtenidos fueron los siquientes ser de 0.0157. en lacorrientedel Río Yutecahua
y 0.0427.enel Ri ó Yutendaco. En la tabla.ll .l y 11 ,11 se presentael cálcutodela pendiente media
del cauce de los ríos Yutecahua y Y~tendaco, .
~..' .
.,
".
o . ~- • l '
~., -
"00
, ', ;;
'y ¡
'. .: -. ~ ,
0-,. ' ,.' ,;.
'. _ T
;",
.r . "
: '; .
, '
. ,, : - ~ "",
' -: ,:.
'.
.-;' .
, ..'
j ,
" , .. " ', .: ¡ oí r
(; .
37 88
1080.38
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcción de la Presa Santa Catar ina
Capitulo II
CÁLCULO DE LA PENDIENTE MEDIA POR EL CRITE RIO DE
TAYLOR - SCHWARZ
Cuenca Río Yutecahua Area (Km2) : 79 .38 Longitud del cauce (m): 11,488.10
Longitud del Longitud
Cota inicio Cota llegada Pendiente
.Tramos : Tramo acumulada 1/(5 112)
' . (m) (m) (m.s.n.m.) (m.s.n.m.) (s)
..': ,~ 2:::: I :,:3;0 I ::::~:: -H::::::u:::::
.- --..----'-7 - -- - + -----~-------- j ---........ - - -- - -- .. ····1- .... -- - - - \ .. ;
I ·_: _··_··.._~: :: ' 1 1~::36:0 1 ::::::: HfJ~ ui uj :ili=:~:~~~
1 5_ -,+-",,' 70I~5 ;~_J ~~00~n~0 0,0249 507578
6 ' . 564.20 2,639.40 I 2,180 .00 I 2,160.00 0.0354 2996.64 _
.. 7 163.50 I 2,802 .90 I 2,160 .00 I 2,140 .00 0.1223 467 .48
1-- 8 ~-_ 25740 ~G.060 30 I_2 . , ~~ 0~J; . , 2~ 00 ~',~ - 923 ~
-'-:.-,',1
90
-'- -+ ' ,~~i:o H::::-::+~:~-H~~: :: . : :~~- ,5:2~543:9
. I ' , t----- -L.- - ..---------.----- - - --------...
.. ' 11 I 1,343.10 J 6,721 .90 i 2,080.00 j 2,060.00 0.0149 11006.46
, o -- .: ~; -- - -- - j -- -~ -, ~64.;~--- ... 1 - -8 ,~~~:60 : ; ,~~~ .~~ - 1 - 2 ,;~0 . ;0 0.01;~ ... - 19472 .84
-- - ··- -~-~~-_r_~~;~-~;-t---- ·~~;~~~~~ -- - t - - ;~;~-~~~ - - -r --; ,~2o .0~- l __ ~~~_~~ 3~ --~-~~~~40- -
14 / 1,326.70 ! 11 ,488.10 1 2 ,020.00 I 2,010.00 0.0075 15281.26
¿ = 91,805.43
Desn ivel (m) =
Número de tramos =
Pend iente medía =
260 .00
14.00
0.0157
TABLA No. 11.1
- 21 -
Estudio.Hidrológico y Anteproyecto para la construc ción de la Presa Santa Catarina ,..... , . - " ' "/ ' . " .- "
',"
:0:04. c'
0.022,180.00
2,240 .00
2,260 .00 "
- Ó:~.
. (m.s.n.m.)
;)- .'.
"0.0227
2,270 .00 '
2,260.00' ~: .
(m.s.n.m.) ,
,2,240.00 ';2;220.00 '
1 '
.. • (1
" , .
\ .,' .,
':",. '.- . .
TAYLOR - SCHWARZ; ' .,.
24.30 '
(m) '
' 310.10
Longitud , .
.acumutada
Desn¡v~1 (m) ~' .
( . ~
\ .
, ~Area (Km2) : :..
~ '.-
P~ndierite media = .
Longitud del
. 'Tramo,
' ~m)
<:'.
4 ,
, 5,
c J 1 1 ' 24.30
i ,
2 . 285.80
:3 .:..;\; 418~50 ' :
J- ~" - ••
,CÁLCULO DE'LA' PENDIENTE MEDIA POR EL CRITERIODE~
." '" ' - ,., -
.Subcuenca'R,íoYutemda¿o '
_ ~: ~i~~~;~ .... ; H~~~; ~~;-~;:;;-~...~~
:8 ' 1;, 257;40 '~0.30 1 · 2 , 1 4~.óo 2;120:00 ' ! ~ , . '0.08 , '
9 r:- 878.80 : 1 3,939'.10 . 1" " 2,120.00 . : 2,100.00 r ' 0.02
,10 ' ..: · 1 :. :~1 ·:~;~.~0 " 5 , 3;~~;~-'-· -[: '. ~~O~~OÓ :: . - .-. ;:~~~:~~ ..~~; .: .',
- < ' \.~.- - . •• ".
· ;1 1" '. '. 1;343.10 ' '1' :, 6,721.90 ,, ' ! 2,080.ÓO : • '2,060:00
..·----.:.::.::..--:.: . .-,-L-- :...:.:.. -.-....::,,---t- . ' - ---:.:...--!.:.. ...:.~- .. .;.."---... ",::,,-+' - .-"-.....-_-r-~:-.._.:... .....;..-,... - ..::.
12 . ' ···· .269.70 : · ' ·< 6 ,991 .60< 1· '~ 2 :060 .00 .
. ".- ' " " .
Capitulo IJ ~.
-.' '''- ,-'"
, ; , .,
Estudio Hid rológico y Anteproyecto para la con strucción de la Presa San ta Catarina
Capitulo 11
Concluyendo esta información acerca de las características físicas de la cuenca y subcuencas,
en la tabla 11. '11I se resumen éstas, que son: área, longitud de corriente, pendiente media de la
corriente, desnivel, tiempos de concentración a partir de tres métodos de cálculo, y el promedio
de la precipitaciónmedia anual.
CARACTERíSTICAS DE LA CUENCA Y SUBCUENCAS
Área
Longitud de la .Longitud de la
Desnivel
Cuencao subcuenca corriente corriente Pendiente media
corriente
(Km2) (Km) (m) (m), .. ,
"
Río Yute~ahua 79.38 11.49 11,488.10 0.0262 260.00. .
. '
Rlo Yutendaco 19.61 6.99 6,991.60 0.0353 215.00
Rfo Santa Catarina 19.00 10.47 10,474 .80 0.0172 180.00
Río Colorado 21.92 5.66 5,657 .60 0.0318 180.00
Rlo Cuahutémoc I 18.86 6.98 6,975.00 0.0416 290.00
I
Tíempo de concentración Precipitación media
Subcuenca (horas) anual
Método de Rowe IMétodo de Kírpich I Método del ses I Promedio (mm)
'.
Rlo Yutecahua 1.87 1.69 1.83
; 1.80 84 1.8,
Rlo Yutendaco 1.13 1.11 1.11 ; 1.12 868.9
I i
Rlo Santa Catarina 1.94 1.74 1.89 , 1.86 841.8
Río Colorado 0.95 0.95 0.93 0.95 841.8.. . .
i Rlo Cuahutémoc 1.01 1.00 0.99 1.00 841.8
,
TABLA No. 11. 111
Orografía
La zona en cuestión pertenece a la porción norte de la Sierra Mixteea; hacia el oriente de ésta
.se encuentra la Sierra de Juárez. Se caracteriza por ser un terreno predominantemente
montañoso, burdamente dividido por los valles de los ríos Grande y Atoyac. Existen otros
sistemas intermontañosos, como el de Oaxaca y Cañada de Cuieatlán en donde se han
desarrollado poblaciones importantes como: Putla, Huajuapan, Tlaxiaco, Tamazulapán y
Nochixtlan, entre otras.
Al poniente de Santa Catarina Tayata la altitud que rebasa los 2,300 metros; constituye la
frontera o límite poniente de la Región Hidrológica 20. La cuenca presenta características de
terreno montañoso en su parte alta, que se convierte en lomeríos en la zona intermedia y baja,
que será ocupada por el vaso.
- 23 -
...; .
. '
' Estudio Hidrológico y Anteproyecto parala construcción de la Presa Santa Catarina
Capitulo 11
"
".l. f
, '': "
Geología
-'1_,
'.'
En la cuenca ,de estudio afloran cuatro tipos de rocas, tres de , ellas f órrriadas durante ' el ;",
, cenozoico y sólo una del mesozoico, a continuación se describe a cada una-de ellas : -" - .
. - , " "r " ,
" Ti' (1m - .ar): roca - de tip'o sedimentario~ del ' te~ciario ' inferio'~c¿~p~e;t~ p6~~na '
.' .secuencia :detritica . de origen continental; depositada probablemente ' en', .
un ambientelacustre; consiste de una .altemancíade lirnolitasy areniscas ':
con algunas capas , de yeso en posición gener~:lImente ' horizontal. Las
lirnolitas -son de colores 'amarillos y crema que intemperizan en un tono '.
pardo, medianamente compactas, en estratos medianos y delqados. Las ~
areniscas consisten de lita rerÍitas ysubarcosas, de "coíor rojo,rosa,' . 1, •
.amarillo ycrema que internperizan en rojo ypardo, en,estratosmedianos '
y delgados, de granos medios y ñnos.. subánqulosos;' principalmente' de
cuarzo y ' algúnos , de feldespatos, los líticos" son de roc ásvíqneás:
metamórficas y' sedimentarias principalmente calcáreas; en .uria.rnatriz
. arcütosacon cernentante de carbonatos y oxido .i . ", ,.,' "> .
"
.-1-'. t.Ó:
'·'0
.",' ....,.
.; Ti(ar ' ':'' c~>:: roca qetipo sedi~elÍtaria' del terciario inferior compuesta . por una,
alternancia de arenisca 'con conglomerados con esporádicas capas ' de ; ". '
limonitas depositadas en un ambiente f1uviolacustre. las areniscas son de '
grano medio, con granos subánqulosos y subredondeados. Formados a
partir de rocas carbonatadasy metamórficas, en . una 'matriz" areno t: .... ,
arcillosa con algo de cernentante de óxido de fierro, se presentan estratos ' ,'c , "
-rnedianos y delgados. "Los . conqlomer ádos 'son .'~p6I im íctios, ,bien:,:'; "
.compactados cuyos " fragmentos se encuentran bien: ' redondeados, .'
generalmente de ocho a diez' centímetros de diámetro decornposición , .
'; similar .a las areniscas ,en estratos medianos.' o· masivos, Se ' encuentra ,_
expuesto en las cercanías de Cuicatlan en elValle del Río Grande en lá' ,
· denominada cañada oaxaqueña, en la queda una apariencia de terrazas. ,::'
. , » - ..' ' ;' , ~ . ,
• ,," . - " _." J , • ~._ ' '" - ," ., ", { , _ .Ó, "o" ,:: :: : - , -. " • .' ': , _,
Tom (A): roca ígnea de tipo extrusiva comprendida su.edad entre el terciario infériory~ ' ,
: , superior en el período del 'mioceno y oligoceno compuesta por andesitas
porfídica de.:color gris oscuro que intemperizan en ' colores verdes verde "
· oscuro y café. vccasionalmente con estructura f1uidal, seudoestratiñcaclón .
. .' e íntemperísmo esferoidal. ' Se .expone.enja porci ón-occidental en las
~ " cercanías de Huajuapan ~Tlax!aé~. " ". ~ i.: ' ....
/.-
"
.. Ts (ar-Ti): roca vólcanos~dimentária' del terciario inférior"conipue'sta p~;r ún~ asociación ",>
-, de arenisca y toba intermedia. Literanitas de grano medio <> , grueso .
ocasionalmente', conglomeráticas, de colores amarillo ' .y verdé. . poco .
sementadas, con estratificación cruzada de cincometros de "espesor que
se intercalan con . horizontes' ,de tobas intermedias: La "unidad 'cubre','
dlscordantemente ' a' las' rocas volcánicas r teréiarias:'y 'presentcl:' una : ",;-
morfología de cerros y lomerlos.de gran altitud pero.conpendiente 'súave
·Y. sus afloramientos se.localizan .al 'oriente de Putla yen las cercanías de'
San Antonio Cuajlmoloya. '. ,
r -v . ', .
J ,
"
'. ,
.. ..".
'..
'. ' "
.;- ~ ,
, "
-', • ' 'i " ...
' ,.-
"1' .r'
, .;;. o.~ " '<; ,
,'.
Estudio Hidrológico y Antepro yecto para la construcc ión de la Presa Santa Catarina
Capitulo 11
Ki (cz):roca sedimentaria del cretácico inferior compuesta por caliza masiva , de textura
mudstone, parcialmente recristalizada , con nódulos de pedernal y óxidos
de fierro, ' con miliolidos y pelec ipodos, con una brecha calcárea
. intraformacional con miliólidos. Se utiliza como material para construcción.
Sobreyace discordantemente a sedimentos del jurásico inferior y a rocas
metamórficas del basamento precámbrico, y en el borde oriental de la
sierra mixteca sobreyace también en forma discordante a sedimentos del
jurásico superior. La cubren discordantemente sedimentos terciarios.
Las unidades anteriormente descritas podemos observar su distribución a lo largo de la cuenca
en el plano EH - 5 referido en el anexo.
Pará: fines hidrológicos, la unidad geológica de andesitas se ha considerado como de
permeabilidad baja, aunque en zonas muy localizadas, donde existe fracturamiento intenso,
·puede clasificarse como de mediana permeabilidad .
En virtud de sus características, las rocas del área son utilizadas como material de construcción
para agregados', mampostería o acabados. El proyecto de la presa contempla su utilización
para el levantamiento de la cortina.
. .1' - .
AgUas subterráneas
8edefine como acuífero a la unidad de roca constituida por uno o varios materiales que tengan
la capacidad de almacenar agua. Las unidades geoh idrológicas están constituidas por uno o
-varios tipos de de materiales cuya éaracterística común es que puedan o no funcionar como
acuíferos. Los términos de material consolidado o no consolidado se refieren a la condición
· física en que se encuentran los diferentes materiales con el fin de poder asociar una idea sobre
los esfuerzos que se requieren para la perforación. De esta forma el material consolidado
representa la -roca masiva, coherente y continua, mientras que el material no consolidado
representa el material suelto, disgregable y no cementado.
La cuenca de est~dio se encuentra situada en la unidad geohidrológica de material consolidado
con posibilidades bajas, que es la que predomina en todo el valle Tayata . A esta unidad la
constitúyen la mayoría de las rocas sedimentarias que corresponden a intercalaciones de
caliza, lutita.fimoníta, arenisca de grano fino y conglome rado.
La caliza aflora eh la cercanía de San Juan Mixtepec y noroeste de Huajuapan; al sureste de
Tamazulapan aflora la unidad de calizas arcillosas , lutita con yeso y pequeños horizontes de
ceniza volcánica; en.el noroeste además de los depósitos descritos, se localizan afloramientos
.' de areniscas de grano fino a medio con intercalaciones de horizontes limolíticos, por último
. . tenernos conglomerado polimictico de baja compactación y permeabilidad media; en conjunto
· las -unidades se encuentran bien Iitificadas con fracturamientos escasos y plegamiento
· moderado; estos factores determinan la baja permeabilidad de la unidad debida a la
... incapacidad de .transmitir o almacenar agua; se observan ciertos manantiales que nos
manifiestan infiltración debido a la existencia de escasas estructuras trasmisoras que para fines
- hidrológicos son despreciables. (Plano EH - 6 anexo)
- 25 -
-~ .
." ,
.)., ,:-. ,
, "
e,
... > . ..
Localización '
' , ,' ,
-,
1r 30'
, Latitud '
¡. "-.
, ,'TABLA No.U.IV ,
l' .'
:•• r_
.Nornbre de la Estación " I-'----'-.,..---'-.,-------'--'---i
,-.;, -
<- -' '1
¡Santa Maríá Chilápa de Dí~Z "
, . - , '_ • : • c · , .,
\ "':,
, i's anta Mada Tiltepec '..' .
" ¡ , , ',
: ",[S an Agustín Tlacotepec
. ;;,"
20 ?168 "" ,;SantaM'aría ,AsunciÓn Tlaxiaéo.'
- - ,' ~: '
" 20 '-167 ;': iSanta ~aría A~un~iónTlaxi~éo
"' Fuente,: ERICV:SMN.(~. N.A.'..; SEMARNAT)'
, , ',
Dos deellas en la' verti énte del Río :Sordo 'y ' las' restantes ~n la d~I :Río , Mixte¿ó: ,S'an 'Agusti~
Tlacotepec, 'Sarita" María Tiltepec, '. Santa María ',chilapa .cJeDíaz:y :San'ta ,Máría Asunción
-T laxiaco, mismas que se relaci ónan'en la tabla No:' 11: IV.
, IÍ. III INFORMACIÓN DISPONIBLE
, EstudioHidrológico y Ante~royecto pa¡'al~<iO~struc<:.,iÓ~'de 1~,pr~S~"s~nta<=at~rina
, Capitulo ll -: ~ - . ,
,'" ClimatólÓgica ;
' , Pá r~ . IÓs fines ' del presente estudio; se han selecclonado -S: estaciones"dimáto¡ógit~s qUe
.:'operan en los-alrededores del.siti ó de Proyecto, una dé ellaes utiüzada úniFam~nted~apóyp:-' : ,\ " "
; Se tienen dos estaciones-climátol óqicas en la Ciudad de Tlaxiacó, 'cada .úna dé ellas"con , ,
",: diferente 'período de registro; ;10' cuál supone que ' la,estacióh :de 'datOs 'más " re~iente's, 29:161,
, substituyo a la 'e stación iÓ~168>Tomando'em 'cúenta lo' anterior únicame'nte útilizamOs para
-hacer él análisis 'hidrológiéo cuatro estaciones Climatológicas. , ' , F " , ,:', , -
J . ';: ':--. , - "., ¡ '., '. ' . , _, , ' ",' • ,,-.) ,, ' "- - - • , ~ . '. ,' -., . .:.. _,
e AIQUrip!s ~datosgenera~s: como clave' ERIC, pe~iodo ; ,d~;Juncion~mient~ , ' . preciP'it~~ió'n '\'
.,,;;,evapora'ción' media anuat.como Jo~ parárT)étros mas relevantes pata el estudio quérlos,'ocupa;:'
,", ysus coordenadas -geográficas, obtehidos de.lasestaciones climatológicas.considéradas en ,el i
(\ ' . ' presemte estudio se presentan en.la tabláNo. II.V'- " ~ , . . "
' ,,,, ."C~: ', ' ,. • ,"' -"'; . ', , • .~ ..!. . I " ~ :'f' " -'_ ,_ ~ _, ' ,:' - ; ~~.,- ' . . , {,. . ,-. :-~ ,".' .. , ;,'
',' "'
" .. !
1,
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la con strucción de la Presa Santa Catarina
Capitulo 1I
REGISTROS CLIMATOLOGICOS
Precipitación
Precipitación
Evaporación Temperatura
total
máx ima en 24
total media
, Clave ERIC Nombre de la Estación horas. ,
(mm) (mm) (mm) (oC)
20 - 028 Santa María Chilapa de Díaz 615.8 70.0 1,806.4 13.8
, ,
20 - 102 San Agustín Tlacotepec 806.8 120.0 1,567.2 17.1
20 -164 Santa María Tiltepec 972.2 75.5
20 - 1,67 ;. Santa'M ária Asunción Tlaxiaco 857.3 1090 1,433.6 14.0
.-
20-Ú58 Santa María Asunc ión Tlaxiaco 1,001.8 82.0
,
I
, !
Fuente. ERIC y SMN (C.NA - SEMARNAT)
TABLA No. ILV
Esta información ha sido obtenida de dos fuentes principales, el ERIC (Extractor Rápido de
' Información Climatológica), con actualización y comple mentación en el Servicio Meteorológico
Nacional.
Hidrométrica
En. la zona de estudio se carece de información hidrométrica ya que las corr ientes son de corta
.: trayectoria 'debido a su altitud, es una condición típica de la zona la escasa información
hidrométrica debido a que no existen estaciones de aforo a más de 40 Km de la zona de
. estudio , sin embargo, aguas abajo, de la cuenca del Río Sordo, existe la estación hidrométr ica
Santiago Ixta~utla cuya área de captación es de una magnitud muy superior a nuestra cuenca
(7,631.0 Km): La estación de aforo considerada como un parámetro que pudiese ser
comparativo para la evaluación-del escurrimiento. La información hidrométrica correspo nde a la
obtenida en el BANDAS (Banco Nacional de Datos de Aguas Superficiales).
Topográfica
En una primera etapa del estudio, se tuvo la información topográfica de la cartografía deI INEGI,
l· a éscala 1:50,000 que, mediante una amplificación a 1:12,500, fue posible determinar, de
.manera preliminar, las principales características de la cuenca, así como de la boquilla y el
vaso.
- 27 -
',o' Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcci ónde la Presa Santa Catarina
Capitulo n
11. IV ESTUDIO HIDROMETEOROLÓG/Cá
Climatologíáde la cuenca
El tipo-cllrnático imperante en esta-zona es templado : subhúrnedo' con lluvias en v~rano, 'y ' : "
, porcentsje de precipitación invernal menor de 5,%, cabe. mencionar que hacia-la parte sur dela .
cuenca-la precipitación del mes más' seco es menor de 40 mm de acuerdo con laclasiñcación '
de Koeppen, modificada para las 'condiciones de' M éxlcopor Enriqueta García.. ~:; ,', ~' " "
.' . . , . -'" ,-
.. ' Se presenta la condición de canícula; es p~Ci~~ unapequeña te~porada'menos' l l lJviÓS~ , dentro
.,' de las estaciones dé lluvia, también llamada sequía de medio verano. "" .~' ':, ': :';., /,"
" '.e ' _. r • v • /. '. ~, • .~. • . ', • .' '
<' '," ~
.- La temperatura media anual e~ la cuenca varía entre los 12 °Cy los 16 oc, presentán9(jse~ ;",
, temperatüramás baja hacia ,el noroeste y las más alta , hada' la ' parte" sur .de.Iacuenca, ,,' "
obteniéndose 'una temperatura media delorden de los 15°C; "dé. acuerdo a la información de "
. lsoterrnas.: , " ,,'
En las estaclonescltmatol óqicas se' obtienen los siguientes registros; Santa María Chilapa de ,
Díaz 13.8°C, San Agustín Tlacotepec 17.1°C y Santa María Asunción Tlaxiaco 14°C; el
promedio de las estaciones es; 14.9° C. Los registros de las estaciones mencionadas así como
las gráficas de distribución de latemperatura se presentan en las tablas Nos: 11. VI a 11. VIII, así
como en lasfiguras 11.1 a 11.111. (Anexo climatológico). Es característica de esta porción.alta.dé la '
. sierra mixteca las 'condiciones de temperatura, que se incrementa jumboalsury.occidente.i
, -contórrne se desciende a los valles de las serranías. .- " , "
J • ..,~
La ' preciPita~ión total anual en 'la zona de 'estudio se en~'uentra en !~ I ran~o ' medi6 .d~ :'la . ~i~rra .
Míxteca.Alta; de acuerdo a' información de isoyetas, donde se alcanzan v¡;lIqresd~l, orden de ~
,900 mm, ' que -decrece hada el norte ,en la zona de Tarnazulapan, Teposcolula, 'Yolorneéatl;
,. alcanzando una altura del orden deios 800 mm, yse incrementan hacia la porci ón.sur teniendo "
de 1,000 mm. - . . , ' '"," .' ';.".:.:
...... ,.¡
-.". ,-
" ' Datos 'climatológicos
. ,
1"
.~.
.~ . -'
lo,.,.
( , "
.'" ;-,¡~ ;
La, precipitación total anu~:dvaríaentre los 615.8 ~m en Sant~ M~ria Chilapa 'de'D laz y los
857.3 mm'en Santa María' Asunción Tlaxiaco. .Los registros -de las estacionescllmatolóqicas
',' ' seleccionadas sepresentan en el anexo climatológico; .tablas.II.IX a 1LXIII, así como las gráficas
de precipitación total anual y las de distribución de la precipitación; figuras II.IV a II.XII!., ' -Ór - ' _,
En el período de reqistrod é 1'940 a Ür71-correspondiente a la estación Santa María- Asunción
-T laxlaco (20-,168), seobserva una .precípítacíón media de 972~6 .mm, la mayor altura r~gistrada
en esta estación fue de 1,478.7 mm en ,el año de..1958, podemos observar que existe una
notable variación de'Iluvla con la .presente estación. .Los registros hístóricos 'de 'esta 'estación se
integran en el anexocllmatolóqlco en la tabla ILXIII y las figuras ILX!.I y ,ll.XIIL . ". . .
• '. . • • • - ,'\ ' • ~ > ". ~~.
1,;",
- 28-'
,," '\ .... ,~-; -
" •...:,J,.:
-,
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la con strucc ión de la Presa Santa Catarina
Capitulo 11
La mayor altura de lluvia registrada en la zona , de acuerdo a datos de las cuatro estac iones
consideradas fue de 1,922.3 mm en San Agus tín Tlacotepec , Oax., en 1980, mientras que la
mínima lámina anual tuvo lugar en el mismo sitio con 401.3 mm en 1976. La variación anual de
la lluvia es relativamente estable y presenta una distribución que se concentra de mayo a
septiembre-octubre, como se puede observar en las gráficas del Anexo de información
clirnatolóqica.
Los reqistrosde precipitación máxima en 24 horas presentan láminas de 70.0 mm en Santa
. María Chilapa de Diaz, 120.0 mm en San Agustín Tlacotepec, 75.5 mm en Santa María
Tlltepec, 109.0 mm en Santa María Asunción Tlaxiaco y en el período de registro de 1940 a
1971 'ge "esta rnisrno lugar se presento una altura de 164.0 mm el 18 de Noviembre de 1968. La
., información de lluvias máximas se presenta en las tablas No. 11. XIV a 11. XVIII.
.Métódo de Polígonos ~e Thiessen
'Para el desarrollo de este criterio, es necesario conocer la localización de las estaciones
seleccionadas para delimitar la zona de influencia de cada una de ellas. En el Plano EH - 7 que
se encuentra referido en el anexo correspond iente, se ubican las estaciones consideradas, se
puede consultar el trazo de los polígonos. La estación Santa María Tiltepec (20-164), es la que
se encuentra más alejada de zona de influencia de la cuenca de estudio según se aprecia en el
trazo de los polígonos , se consideran cuatro estaciones climatológicas para determinar la
precipitación media.
-Se obtiene que la precipitación'media en la cuenca del Río Yutecahua es de 841.8 mm y en la
cuenca del Río Yutendaco es de 868.9 mm (Tabla No. II.XIX).
- 29 -
" '~ - .',
. Estudi~ HidioIÓ~i~oy Anteproyecto p;r~ 111 cónstrucció ~ de'ia P~esa Sant~ ¿t~¡-ina
• ; ~ L ' ~ ~ ", ' " ,
'1, '
,,0 '}
.,
.\
0.13
4.67: '
'"', :", ~
Precip itación media (mryJ) =841~8 " :
-', "
857 .3
806 .8
.
972 .2
,[
615.8 · l '
., 'T
806.8 l.:
l .
I
857 .¡ ' ;~ I
, .< ¡
. "972.2
Precipitación ,
; (hp) :
(mm)
Precipitación
, (hp)
' (mní) .
'.'
TABLA No. uxix
Cuenca Río Yutecahua , .
'. '
,- '.'. Cuenca RíoYútendaco
, PRECIPITACiÓN MEDIA
".. l'--'--
" POLíGONOS DE lHIESSEN
Nombre ,
. "
Estación .
Estación
sÓ: • Nombre
S~nta María Asunción TI~xiaco
Santa ~aría Ti l~epec
I -, ' , o"
San Agustín Tlacotepec
Santa María Chilapa de Díaz
~antaMaría~~nciónTlaxiaco "
,
Sant~María Chilapa de Día~ '.
',' • _ , ' \ ~ , T
' /
.,1, ' -
1,
Capitulo II
. - 30 2
" .~: Evaporaciórj
, . ,,,'
-, ',1
. ~Se -anaüza. breveménte',la ;evapo~adón en 'virtud de su importanciá en este .tipo 'de.próyecto,
"dónde:se prétendeil1a~t~n,erlJnespejo~de ' aqua, ~ .~as! f'1~dic~one~ al r~~pe.~~o -o~cHaÍ1'~,ntre ~ los ,.,
1,430 Y 1,800. mm; que representanla .evaporación potenctat.anuat, . Iamlna de agua qy~ .se. ,
.,' pierde durante cada año, 'en' un cuerpo de agua::Cqn los datos anuales Cie los tres 'sitios dónde'~
·Yse realiza 'esta medición, se tie'ne una media-de 1:602.4 mm: -, ,
),"':1 • - • < _.- ~ - ' , .- " ~ ," " , ', ~ .. '. , ' " ' : ' " .., ".
v:
,(
. -- ~ \
. L
"
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcción de la Presa Santa Catarina
Capitulo 1I
Método de Turc
Turc (1954) propuso un método sencillo , basado en la temperatura y la precipitación . Al igual
que otros métodos basados en correlación entre la precipitación como única recarga y la
evaporación, pueden ser muy útiles para ciertas cuencas. La evaporación real es posible
evaluarla mediante la aplicación del método de Turc , cuya expresión es:
p
Ev =- -- - - - -- - _._--_.-
i/(09 +~;i J
Siendo:·
L(t) = 300 + 25t + 0.05t 2
Donde:
P =precipitación media anual (mm)
t =temperatura media anual (oC)
Con los datos obtenidos del análisis de precipitación media de la cuenca y del apartado
climatológico, tenemos que:
P =868.9 mm (Polígonos de Thiessen)
t = 14.9 "C (promedio de cuatro estaciones)
Desarrollando la expresión se obtiene que:
L(t) = 300 + 25t + 0.05t 2 = 300 + 25(14.9) + 0.05(14.9)2 = 683.60
P 868 .9Ev = - ------------ = ..-_ - ....=c .--,.:- = 547 .83mm
!( 0--;+ _~~2 J ,' ( 0 . 9 +.-86~ . 9 ~2 J
'V . L(t)2 "i 683.60
Se puede observar que la evaporación registrada en las estaciones climatológicas y la obtenida
por el método de Turc, tiene una variación significativa, representa el 34.2 % de la que se
evalúa en las estaciones climatológicas.
En el Anexo se presenta un apartado con la información de las estaciones climatológicas
consideradas, con los datos de la evaporación (Tablas ILXX a ILXXII y figuras ILXIV a ILXVI),
que permiten conocer con .mayor detalle, las condiciones de los elementos del clima, con
aplicación al estudio hidrológico.
- 31 -
Estudio Hidrológ ico y Anteproyecto para la construcción de la Presa Santa Catarina
Capitulo II
Capacidad de azolves
Para el proyecto en cuestión, es importante conocer la cantidad de azolve que con el tiempo se
irá acumulando en el vaso, lo cual reduce la capacidad útil del vaso y es determinante en el
diseño de la altura de la obra de toma de la presa. La producción anual de sedimentos de una
cuenca depende de muchos factores tales como el clima, el tipo de suelos, el uso de la tierra, la
topografía y la existencia de embalses .
Para fines de la estimación de sedimentos se considera la curva de "Producción de sedimentos
como función de la precipitación media anual" (Figura No. II.XVII), realizada por Langbein y
Schumm mediante la utilización de datos de numerosas cuencas. Dicha curva relaciona la
producción media anual de sedimentos por unidad de área con la precipitación media anual.
PRODUCCiÓN DE SEDIMENTOS COMO FUNCiÓN DE
LA PRECIPITACiÓN MEDIA ANUAL
Producc ión anual de sedimentos . tons I km'
60 0r--~.......-r"'T'1t'T-''---.:.;=----=,=---=r-=---, 1S00
so 12S0
40 Bosques 1000
:; E
o. E
ro ro
" 30 7S0 "e eal al
al al
'ü 'ü
Q) Q)
E E
e e
-O :2'0 Pastos us 20 SOO .~'0.. o.
'0 .~
~
a. a.
10 2S0
Arbustos
I I I
200 400 600 800
Producción anual de sedimentos, tons/mi'
FIGURA No. II.XVII
- 32-
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcción de la Presa Santa Catarina
Capitulo "
La tasa de producción máxima ocurre para aproximadamente 305 mm de precipitación media
.anual, dado que en esas condiciones existe poca cobertura vegetal. Con precipitación más
intensa, la vegetación prolifera y reduce la erosión; con lluvias más bajas también ocurre una
reducción de sedimentos. De esta forma tenemos para nuestra área de estudio lo siguiente:
Cuenca Area
Precipitación media
km2 mm
Río Yutecahua 79.38 841.8
Río Yutendaco ' i 19.61 868.9' 1
1
. Utilizando el valor de la precipitación en la Figura No. 11. XVII obtenemos que la producción de
sedimentos en la .cuenca del Río Yutecahua es 103 Ton/Km2 y en la subcuenca del Río
." . Yutendaco de 100 Ton/Km2. Por otro lado el peso específico del material de arrastre es de 1.2
. Ton/m", que corresponde a un limo. La cuenca tiene una producción de sedimentos anual igual
a:
Sedimentos =Area de la cuenca x Producción de sedimentos
Sedimentos =79.38 Km 2 x 103 tn/Km 2 = 8,176.14 tn/año
. . 8 176.14 tn/año 3 / _
Volumen de sedimentos anual = ' = 6,813.45 m /ano
1.20 tn/m 3 '
Si consideramos qué la'presa se tiene una vida útil de 50 años, tenemos un volumen ocupado
por sedimentos de 340,672.50 m3 que representa un 10.2% de la capacidad del vaso y
corresponde a la elevación 2,017.02 m.s.n.m., con lo que podemos obtener el volumen útil:
, Volumen útil =volumen del vaso - volumen de sedimentos
~ Volumén útil =3,329,499. 78 rn" - 340,672.50 rn ' = 2,988,827. 28m 3
';,"
En el cas? de la subcuenca se tiene la siguiente producción:
, Sedimentos '= Area de la cuenca x Producción de sedimentos
. Sedimentos =19.61 Km 2 x 100 tn/Km 2 =1,961.0 tn/año
V I . de sedi 1,961.0 tn/año 34 16 3 '-o umen e sedimentos anual =--, ._ - _..--- =1,6 . m l ano
. . 1.20 tn/m 3
Si consideramos que la presa se tiene una vida útil de 50 años, tenemos un volumen ocupado
por sedimentos de 81,708.3 m3 que representa un 2.6% de la capacidad del vaso y corresponde
a la elevación 2,066.70 rn.s.n.rn., con lo que podemos obtener el volume~ útil:
Volumen útil =volumen del vaso - volumen de sedimentos
Volumén útil =3,099,984. 70 rn" - 81,709.30 m3 = 3,018,275. 40m 3
- 33 -
----,--------,---,---------,------,-------;--...,......,---
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcción de la Presa Santa Catarina -.
-, -,
Capitulo II
11. V REGIMEN DEL ESCURRIMIENTO
Escurrimientos a partir de las lluvias y la fisiografía
;'.:
La Carta Hidrológica de Aguas Superficiales , utiliza un método, de tipo indirecto, que permite de
una forma . sencilla. y rápida, tener una idea aproximada del escurrimiento . directo en cada
cuenca. La carta . en cuestión, a escala 1:250,000, aporta información especial relativa a
Unidades de Escurrimiento que son áreas con condiciones comunes en base a la permeabilidad
de los materiales constituyentes del terreno, densidad de la cubierta vegetal ; precipitación
media 9,ríual y características del reiieve. En la zona que nos ocupa: elescurrimiento imperante
está en' el rango entre 5 y 20 % lo que significa, que del agua precipitada es la proporción se
drena o se acumula superficialmente. (Plano EH - 8 re~erido ai anexo correspondiente) . . ·" r '. •
Para nuestro 'caso en partic'uia; de las subcuencas' anali'zadas del' V~lIe Ta~ata, s~realizó el
estudio de las unidades de escurrimiento siguiendo la metodología: mencionada,' pero' con un
mayor detalle , cuyo resultado se integra en la tabla No. IL XxIII. El coeficiente de escurrimiento
se determina mediante .Ia siguiente expresión :
- . . ' l:(Ce xAi)
Coeficiente de escurrimiento =-----. A
. T
' ..
Los resultados del coeficiente de escorrentía son de 13.8. % para la subcuenca del Río
Yutecahua y 12.7% en el Río Yutendaco.
COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO
CARTOGRAFíA INEGI ,
CUENCA Rlo YUTECAHUA
Valor del coeficiente (Ce) Area
' 1
,
~-R~~~o (%) " '. f -Ce Co~;¡d~rad~-rí~i' (Km2)
(Ce ' ,A)
Oa5 l . 9.37 I - 0.47 '5¡ . 1
5a 10 I ' 7.5 ,,,, 0.56 ', 1
0.04..
: 10 a 15 i 15 69.45 10.42
r = 79.38 I 10.93 "
"
COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO =13.8% '
. SUBCUENCA Rfo YUTENDACO
.' -
Valor del coeficiente (ce)
- -,R~~go (%) "Tee-con-S-=-¡d-era-d-O-('Yc-.)-I (ce ' A)
2.48
0.23
2.25
4.60 .
15.01 ,' 1
. 19.61 ~r=L....- ---''-- ---'
Oa 5 I 5
i "
10 a 15 I 15
COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO 7' 12.7%
. 'TABLA No. II.XXIII
:.
- 34-
~, ~\' ,
. ,-, ~
. "": ',-
Estudio Hidrológico y Anteproyecto para la construcción de la Presa Santa Catarina
Capitulo 11
Aplicando este índice a los datos de precipitación de la cuenca se obtiene el escurrimiento
anual en ésta, que es del orden de los 9,199,000.0 m3, y que corresponde a un gasto