Alternativas-de-modelacion-hidrologica-mediante-sistemas-de-informacion-geografica-para-las-subcuencas-de-Amecameca-y-del-curso-alto-de-la-cuenca-alta-de-Lerma-Estado-de-Mexico

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE 
MÉXICO 
 
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES 
ZARAGOZA 
 
 
 CARRERA DE BIÓLOGO 
 
 
LABORATORIO DE GEOMÁTICA 
 
 
 
 
Alternativas de Modelación Hidrológica Mediante Sistemas de 
Información Geográfica para las Subcuencas de Amecameca y del Curso 
Alto de la Cuenca Alta de Lerma, Estado de México 
 
 
 
 
T E S I S 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
B I Ó L O G O 
P R E S E N T A : 
 COBOS RAMÍREZ RODRIGO EDUARDO 
 
 
 
DIRECTOR DE TESIS 
M. EN C. ELISEO CANTELLANO DE ROSAS 
 
 
 
 MÉXICO, D.F. 2006 
 
 
Investigación apoyada por DGAPA proyecto PAPIME EN206703 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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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. 
 
 
 
 
DEDICATORIA 
 
A mis padres Lorenzo Cobos Cantero y Raymunda Ramírez Pintado, quienes 
me dieron la vida, por todo el cariño y amor que me han dado a lo largo de todo este 
tiempo, por estar siempre con migo en las buenas y en las malas y por el esfuerzo 
que realizaron para alcanzar esta meta, que no solamente es mía sino de ellos, 
gracias por todo. 
 
A mi hermano Rodolfo U. Cobos Ramírez, por lo que es, por ser un hermano 
ejemplar y por todo lo que medio en estos años sin pedir nada a cambio. Esto no 
solamente es mío, también es tuyo carnal. 
 
A mi familia; Ángela, Isabel, Jorge y Juan por el apoyo brindado. A mis 
sobrinos Ricardo, Karina, Oscar, Gustavo, Tavata, Daniel y Jocelyn, por 
esos momentos llenos de alegría. 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
A la Universidad Nacional Autónoma de México, por darme la oportunidad 
de superarme como persona. 
 
A la facultad de Estudios Superiores Zaragoza, por permitirme terminar mis 
estudios profesionales. 
 
Al laboratorio de Geomática de la FES Zaragoza por todas las facilidades 
brindadas para terminar este trabajo. 
 
Al Maestro en Ciencias Eliseo Castellano de Rosas, por brindarme todo su 
conocimiento y guiarme para realizar este trabajo. 
 
A la Bióloga Maricela Arteaga Mejía, por el apoyo y tiempo que me brindo. 
 
A los integrantes del jurado: 
 
 M. en C: Armando Cervantes Sandoval 
 M. en C. David Nahum Espinosa Organista 
 Biól. Eloisa Adriana Guerra Hernández 
 Biól. Beatriz Martínez Rosales 
 
Por su valioso tiempo, que hicieron posible el enriquecimiento de este trabajo. 
A Elsa, Jorge y Julio por compartir con migo momentos increíbles y ofrecerme 
su amistad. Diana, Sandra Ramos, y Vicente por ser unas personas muy 
valiosas y compartir alegrías y tristezas a lo largo de la carrera. Gracias mis 
queridos amigos, de todo corazón. 
 
 
A Adriana Vallejo. 
 
 
A todos mis amigos, con los cuales pase momentos inolvidables en la cancha de 
fútbol, las rejas y en campo. 
 
 
Jorge Rodríguez, Alejandro “El Hermano”, Adriana “La gorda”, Auria, 
Fernando, Luís “el prof” Miguelito, Sandra “la Pequeña”, Martín “el pez”, 
Carmen, Víctor “el mamado”, Arturo Chirinos, Alejandro “el Flaco”, 
Braulio, Ricardo “el richi”, Edgar “el cachorro”, Pablo, Luís, Bety 
Moncada, Bety Martines, Natalia, Biki, German “el lobo”. Yona, Martha, 
Brisa, Gaby, Beto. 
 
 
Y por todos aquellos que no recuerdo, pero que de alguna forma estuvieron 
presentes, mis sinceros agradecimientos. 
 
 
Rodrigo E. Cobos Ramírez Contenido 
ÍNDICE 
CONTENIDO PAGINA 
 
INDICE DE FIGURAS………………………………………………………………………………..II 
INDICE DE CUADROS……………………………………………………………………………..III 
 RESUMEN……………………………………………………………………………………v 
1 INTRODUCCIÓN....................................................................................................... 1
2 MARCO TEÓRICO .................................................................................................... 5 
2.1 Sistemas de Información Geográfica ...............................................................................5 
2.2 Manejo de Cuencas .........................................................................................................9 
2.3 Sistemas de Drenaje......................................................................................................11 
2.4 Modelación Hidrológica..................................................................................................13 
2.5 Modelo de Elevación Digital ...........................................................................................16 
2.6 Modelos Hidrológicos.....................................................................................................19 
3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA...................................................................... 26 
4 JUSTIFICACIÓN...................................................................................................... 28 
5 OBJETIVOS............................................................................................................. 30 
6 MATERIALES Y MÉTODO ...................................................................................... 31 
7 DESCRIPCIÓN DE LAS ZONAS DE ESTUDIO ...................................................... 34 
7.1 Subcuenca Amecameca ................................................................................................34 
7.2 Subcuenca Curso Alto de la Cuenca Alta del Lerma .....................................................38 
8 ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ......................................................... 47 
8.1 Comparación de modelos ..............................................................................................47 
8.2 Hidrología de cuencas ...................................................................................................50 
8.2.1 Dirección de Flujo................................................................................................... 51 
8.2.2 Acumulación de Flujo ............................................................................................. 56 
8.2.3 Línea de Drenaje.................................................................................................... 59 
8.2.4 Delineación de la Cuenca ...................................................................................... 85 
8.2.5 Delineación de Subcuencas................................................................................... 90 
8.3 Discusión general de los modelos y zonas ....................................................................99 
9 CONCLUSIONES .................................................................................................. 103 
10 APLICACIONES .................................................................................................... 105 
11 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................... 108 
 
 i
Rodrigo E. Cobos Ramírez Contenido 
INDICE DE FIGURAS 
 
 
Fig.1 Ciclo Hidrológico…………………………………………………………………………………….2 
Fig. 2 Parteaguas de una cuenca hidrográfica…………………………………………………………10 
Fig. 3 Sistemas comunes de drenaje……………………………………………………………………13 
Fig. 4 Modelo Digital de Elevación E14B41 escala 1.50,000 INEGI………………………………...18 
Fig. 5 Zonas de Estudio…………………………………………………………………………………..46 
Fig. 6 MDE y red hídrica del INEGI de la zona de Amecameca……………………………………..50 
Fig. 7 MDE y red hídrica del INEGI de la zona de Lerma…………………………………………….51 
Fig. 8 Dirección de flujo con el modelo ARCHYDRO en la zona de Amecameca…………………52 
Fig. 9 Dirección de flujo con el modelo AGWA en la zona de Amecameca………………….……..52 
Fig. 10 Dirección de flujo con el modelo ARCHYDRO en la zona de Lerma……………………….54 
Fig. 11 Dirección de flujo con el modelo AGWA, en la zona de Lerma……………………………..55 
Fig. 12 Acumulación de flujo con el Modelo ARCHYDRO para la zona de Amecameca…………56 
Fig. 13 Acumulación de flujo con el Modelo AGWA para la zona de Amecameca………………...57 
Fig. 14 Acumulación de flujo con el Modelo ARCHYDRO para la zona de Lerma………………...58 
Fig. 15 Acumulación de flujo con el Modelo AGWA para la zona de Lerma………………………..58 
Fig. 16 Línea de drenaje con el Modelo ARCHYDRO para la zona de Amecameca………….…..60 
Fig. 17 Línea de drenaje con el Modelo AGWA para la zona de Amecameca……………………..60 
Fig. 18 Línea de drenaje con el Modelo SWAT para la zona de Amecameca……………………..61 
Fig. 19 Línea de drenaje con el Modelo ARCHYDRO para la zona de Lerma……………………..68 
Fig. 20 Línea de drenaje con el Modelo AGWA para la zona de Lerma…………………………….69 
Fig. 21 Línea de drenaje con el Modelo SWAT para la zona de Lerma…………………………….71 
Fig. 22 Escorrentías verificadas con el modelo ARCHYDRO para la zona de Amecameca……..75 
Fig. 23 Escorrentías verificadas con el modelo AGWA para la zona de Amecameca…………….76 
Fig. 24 Escorrentías verificadas con el modelo SWAT para la zona de Amecameca……………..77 
Fig. 25 Escorrentías verificadas con el modelo ARCHYDRO para la zona de Lerma…………….78 
Fig. 26 Escorrentías verificadas con el modelo AGWA para la zona de Lerma…….……………..79 
Fig. 27 Escorrentías verificadas con el modelo SWAT para la zona de Lerma……………………79 
Fig. 28 Comparación de Línea de drenaje y red hídrica de INEGI con el modelo ARCHYDRO 
para la zona de Amecameca…………………………………………………………………….81 
Fig. 29 Comparación de Línea de drenaje y red hídrica de INEGI con el modelo AGWA para la 
zona de Amecameca……………………………………………………………………………..82 
Fig. 30 Comparación de Línea de drenaje y red hídrica de INEGI con el modelo SWAT para la 
zona de Amecameca……………………………………………………………………………..82 
Fig. 31 Comparación de Línea de drenaje y red hídrica de INEGI con el modelo ARCHYDRO 
para la zona de Lerma……………………………………………………………………………83 
 ii
Rodrigo E. Cobos Ramírez Contenido 
Fig. 32 Comparación de Línea de drenaje y red hídrica de INEGI con el modelo AGWA para la 
zona de Lerma…………………………………………………………………………………….84 
Fig. 33 Comparación de Línea de drenaje y red hídrica de INEGI con el modelo SWAT para la 
zona de Lerma…………………………………………………………………………………….85 
Fig. 34 Delineación de la Cuenca con el modelo ARCHYDRO para la zona de Amecameca……86 
Fig. 35 Delineación de la Cuenca con el modelo AGWA para la zona de Amecameca…………..86 
Fig. 36 Delineación de la Cuenca con el modelo SWAT para la zona de Amecameca…………...87 
Fig. 37 Delineación de la Cuenca con el modelo ARCHYDRO para la zona de Lerma…………..88 
Fig. 38 Delineación de la Cuenca con el modelo AGWA para la zona de Lerma………………….89 
Fig. 39 Delineación de la Cuenca con el modelo SWAT para la zona de Lerma…………………..89 
Fig. 40 Delineación de la Subcuencas con el modelo ARCHYDRO para la zona de 
Amecameca……………………………………………………………………………………….90 
Fig. 41 Delineación de la Subcuencas con el modelo AGWA para la zona de Amecameca……..91 
Fig. 42 Delineación de la Subcuencas con el modelo SWAT para la zona de Amecameca……..92 
Fig. 43 Delineación de la Subcuencas con el modelo ARCHYDRO para la zona de Lerma……..95 
Fig. 44 Delineación de la Subcuencas con el modelo AGWA para la zona de Lerma…………….96 
Fig. 45 Delineación de la Subcuencas con el modelo SWAT para la zona de Lerma…………….97 
 
 
 iii
Rodrigo E. Cobos Ramírez Contenido 
INDICE DE CUADROS 
 
Cuadro 1 Características de los modelos……………………………….……………...………...…...48 
Cuadro 2 Capas que generan los modelos…………………………………………………….…….. 49 
Cuadro 3 Sitios verificados en la zona de Amecameca………………………….………………….53 
Cuadro 4 Características de la capa de la línea de drenaje de Amecameca con el 
 Modelo ARCHYDRO…………………………………………………………..…….………63 
Cuadro 5 Características de la capa de la línea de drenaje de Amecameca con el 
modelo AGWA………………………………………………………………………………..64 
Cuadro 6 Características de la capa de la línea de drenaje de Amecameca con el 
modelo SWAT (parte I)……………………………………………………………………....66 
Cuadro 6 Características de la capa de la línea de drenaje de Amecameca con el 
modelo SWAT (parte 2)……………………………………………………………………...67 
Cuadro 7 Características de la capa de la línea de drenaje de Lerma con el 
modelo AGWA…………………………………………………………………………….….71 
Cuadro 8 Características de la capa de la línea de drenaje de Lerma con el 
modelo AGWA………………………………………………………………………………..71 
Cuadro 9 Sitios verificados en la zona de Amecameca……………………………….……………..72 
Cuadro 10 Características de la línea de drenaje de Lerma con el modelo SWAT….…………...74 
Cuadro 11 Sitios verificados en la zona de Lerma………………………………………….………...80 
Cuadro 12 Características de las subcuencas de Amecameca con el modelo 
hidrológico AGWA……………………………………………………………………………91 
Cuadro 13 Características de las subcuencas de Amecameca con el modelo 
hidrológico SWAT (parte 1)…………………………………………………………………93 
Resumen Cuadro 13 Características de las subcuencas de Amecameca con el modelo 
hidrológico SWAT (parte 2)………………………………………………………………….94 
Cuadro 14 Características de las subcuencas de Lerma con el modelo hidrológico 
AGWA (mayor superficie)……………………………………………………………………96 
Cuadro 15 Características de las subcuencas de Lerma con el modelo hidrológico 
AGWA (menor superficie)…………………………………………………………………...96 
Cuadro 16 Características de las subcuencas de Lerma con el modelo hidrológico 
SWAT………………………………………………………………………………………….98 
 
 
 
 iv
Rodrigo E. Cobos Ramírez Introducción Resumen 
RESUMEN 
 
La problemática de agotamiento y deterioro de los recursos 
hídricos para el consumo humano y las actividades productivas 
requiere de instrumentos de estudio y planeación que permitan una 
adecuada representación de las cuencas hidrológicas. El uso de 
modelos hidrológicos permite entender los procesos involucrados en 
el manejo del recurso agua en una cuenca y simular respuestas a 
eventos particulares. En el presente trabajo se realiza una 
comparación de la manera que los modelos simulan, a través de 
sistemas de información geográfica, así como los productos que 
genera cada uno de ellos, particularmente en la modelación 
hidrológica para la delineación de cuencas y subcuencas a partir 
de modelos de elevación digital. Los modelos hidrológicos 
empleados para la comparación de las zonas de estudio (Amecameca y 
Curso Alto de La Cuenca Alta de Lerma) fueron AGWA, ARCHYDRO, SWAT 
y BASIN. Los modelos AGWA y ARCHYDRO generan las capas de 
dirección de flujo de manera muy similar para la zona de 
Amecameca. En la zona del Lerma el modelo AGWA genera la capa de 
manera correcta, con ARCHYDRO se produce un error posicional que 
afectó la totalidad de capas obtenidas. La acumulación de flujo, 
con los modelo AGWA y ACRHYDRO en la zona de Amecameca, genera 
capas muy diferentes, con ARCHYDRO se generó una red del tipo 
dendrítico y AGWA obtuvo sólo una escorrentía principal, para el 
caso de Lermacon el modelo de AGWA presenta sólo una escorrentía. 
La capa de línea de drenaje se obtuvo de manera similar en los 
modelos AGWA, SWAT y ARCHYDRO en el caso de Amecameca. En la zona 
de Lerma SWAT generó una red solo en la parte central de la cuenca 
y AGWA la generó en toda su extensión. Los modelos AGWA y ARCHYDRO 
generan en la zona de Amecameca una cuenca muy similar en forma y 
tamaño, SWAT obtuvo una cuenca de mayor tamaño y la forma es muy 
parecida al MED que se utilizó. En la zona de Lerma el modelo AGWA 
generó dos cuencas y SWAT únicamente una. En el delimitado de las 
subcuencas de Amecameca ARCHYDRO generó dos subcuencas, con AGWA 
 v
Rodrigo E. Cobos Ramírez Introducción Resumen 
17 y SWAT 111 subcuencas, mientras que para Lerma AGWA generó 16 y 
SWAT 64 subcuencas. Las redes hidrológicas generadas por los 
modelos son de tipo dendrítico, las cuencas son de la forma 
arréica, esto se presentó para los modelos AGWA, SWAT y ARCHYDRO. 
El modelo hidrológico que dio mayor información hídrica de las 
zonas fue SWAT. 
1 
 vi
Rodrigo E. Cobos Ramírez Introducción Introducción
INTRODUCCIÓN 
 
El agua es el más preciado de todos los recursos terrestres, Se 
calcula que el volumen de agua terrestre es de 1,360,000 Km3, la 
mayor parte se encuentra en los mares. Alrededor del 2.15%, está 
congelada en los glaciares y el restante 0.65% constituye toda el 
agua de corrientes, lagos pantanos, capas freáticas y la 
atmósfera, solo una diminuta porción del agua total de la tierra 
se encuentra en arroyos y ríos (Wicander, 2000). 
 
EL ciclo hidrológico consiste en el reciclado continuo del 
agua de los mares por la atmósfera y de vuelta a los mismos. 
Enormes cantidades de agua se evaporan de los mares a medida que 
la energía solar calienta su superficie. Alrededor del 85% de toda 
el agua que pasa a la atmósfera procede de los océanos; el 15% 
restante viene de la evaporación del agua en la tierra. Cuando se 
evapora el agua, asciende a la atmósfera, donde tienen lugar 
complicados. Alrededor del 80% de toda la precipitación cae 
directamente en los mares, en cuyo caso el ciclo hidrológico se 
limita al proceso de tres etapas: evaporación, condensación y 
precipitación (Aparicio, 1999). 
 
Aproximadamente 20% de toda la precipitación cae en la tierra 
como lluvia y nieve, Parte de el agua que precipita se evapora en 
cuanto cae y reingresa en el ciclo hidrológico como vapor; el agua 
que se evapora de los lagos y corrientes también se reincorpora a 
la fase como vapor, lo mismo que la humedad evaporada de las 
plantas por transpiración (Wicander, 2000). 
 
 vii1
Rodrigo E. Cobos Ramírez Introducción Introducción
 
Figura 1. Ciclo Hidrológico (Wicander, 2000). 
 
Los recursos hidrológicos del país son de vital importancia 
para el desarrollo socioeconómico de México. Sin embargo, la gran 
diversidad fisiográfica y climática del país hace que el agua éste 
distribuida de manera heterogénea con respecto a la población, 
debido a que el 80% del agua se encuentra en altitudes menores a 
los 500 msnm y sólo el 5% se ubica por encima de los 2000 msnm, 
altitud donde se localiza la mayoría de los asentamientos humanos 
y las zonas industriales, por ello el Altiplano Mexicano es la 
región que sufre en mayor medida el problema de la escasez del 
agua. 
 
En México hay un promedio anual de 780 mm. de precipitación 
pluvial, que corresponde a un volumen de 1,532 millones de m3; en 
 viii2
Rodrigo E. Cobos Ramírez Introducción Introducción
la zona norte y en el altiplano (52 % del territorio) la media 
anual es inferior a los 500 mm. y en sólo una porción del sureste 
(7 % del territorio), la precipitación alcanza valores superiores 
a los 2,000 mm anuales (Miller, 1994). La diversidad orográfica 
del país tiene gran influencia en la precipitación, en especial 
las sierras Madre Occidental y Oriental sobre el altiplano. La 
mayor parte de las lluvias provenientes de los océanos chocan con 
las serranías y caen en las vertientes, mientras que en el 
altiplano y la mesa central del país sólo descargan las que 
sobrepasan los macizos montañosos (Rice, 1983). El agua se 
encuentra disponible en escurrimientos superficiales cuyo volumen 
promedio se estima en 410,164 millones de m3 anuales. Estos 
escurrimientos se distribuyen en 320 cuencas hidrológicas, en la 
vertiente del Pacífico las más importantes son las de los ríos 
Yaqui, Fuerte, Mezquital, Lerma, Santiago y Balsas, y en la 
vertiente del Golfo de México las cuencas de los ríos Bravo, 
Pánuco, Papaloapan, Grijalva y Usumacinta, y la del río Nazas 
entre las cuencas endorreicas (Miller, 1994). 
 
La gestión del agua es fundamental para la planeación y para 
el manejo de los recursos naturales con fines de sustentabilidad 
(Brooks, Folliot, Gregersen y Easter 1991). El conocimiento de la 
hidrología es necesario para determinar reservas, demandas y 
suministros de agua, para predecir fenómenos de frecuencia extrema 
(inundaciones, desbordes, sequías) y para proteger la calidad del 
agua (Baker, Benavides-Solorio y Talavera-Suñiga 1995). Uno de los 
enfoques más recientes es el manejo integral de cuencas, para lo 
cual se han empleado la modelación de cuencas, en donde se puedan 
incorporar aspectos hidrológicos y de otros recursos naturales. 
 
El siguiente trabajo es un acercamiento a la importancia que 
posee la herramienta de los modelos hidrológicos para el manejo de 
cuencas teniendo como base a los Sistemas de Información 
Geográfica. Los recursos naturales tales como el agua y sus 
ix3 
Rodrigo E. Cobos Ramírez Introducción Introducción
cuencas, se distribuyen sobre espacios concretos y son 
susceptibles a ser representados en mapas. La evaluación y manejo 
del recurso agua en una cuenca requiere de un enfoque integral que 
considere la cuestión geográfica y territorial, como un componente 
clave. En este trabajo se valoran cuatro modelos hidrológicos cada 
uno con características diferentes para obtener un panorama 
completo de su uso y así modelar cuencas y subcuencas y 
representarlos en sus correspondientes mapas. 
 
x4 
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
2 MARCO TEÓRICO 
 
La tecnología de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) 
proporciona un gran medio para integrar la información de un modo 
más claro ya que permite localizar y entender los problemas y su 
relación con factores ambientales globales. El número y variedad 
de aplicaciones de los SIG es impresionante, la cantidad de datos 
geográficos generados y acumulados supera toda expectativa. 
Actualmente las dependencias científicas y otras utilizan la 
tecnología de los SIG para apoyar las labores de investigación, ya 
que esta tecnología no es simplemente un medio para la creación de 
mapas, si no que es una herramienta de análisis cuya ventaja 
principal radica en la capacidad para identificar las relaciones 
entre entidades cartográficas y sus respectivas descripciones del 
medio ambiente (Morad y Treviño 2001). 
 
2.1 Sistemas de Información Geográfica 
 
El origen de los sistemas de información geográficos (SIG) se 
remonta a casi 30 años atrás, cuando un grupo de geógrafos 
desarrolló un sistema para almacenar y organizar información 
espacial en un computador. El desarrollo de esta tecnología ha 
permitido introducir avances notables a la tecnología original. 
Desde cartografía de alta calidad hasta planificación de usos de 
suelo, modelación hidrológica administración de recursos 
naturales, demanda educativa. Los sistemas de información 
geográficos se han convertido en uno de los sistemas más 
versátiles y adaptables a las más variadas aplicaciones de la 
ciencia (Anónimo, 2004). 
 
La tecnología SIG proporciona un medio para integrar la 
información de un modo que permite focalizar los problemas y su 
relación con factores ambientales, permiten organizar el uso del 
computador,la información y los sistemas en torno al usuario, 
 5
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
estableciendo la relación espacial entre los datos y por 
consiguiente apoyando en forma más inteligente el proceso de toma 
de decisiones. El manejo y análisis de los datos espaciales 
permite: 
 
• Producir datos derivados fáciles de evaluar. 
• Generar nuevos datos. 
• Contestar preguntas específicas sobre problemas 
complejos. 
• Analizar alternativas para un problema determinado. 
 
Los sistemas en general permiten visualizar la información de 
diferentes maneras de acuerdo con los objetivos de evaluación. Un 
SIG permite organizar los datos de acuerdo con su localización, 
tamaño, dimensiones, y procesarlos a partir de coordenadas, para 
producir información relevante. Sus características geográficas y 
cualidades espaciales son las variables que permiten su 
categorización y organización (Anónimo, 2004). 
 
El eje operativo central de un SIG es el uso de un software 
especializado con capacidad de análisis espacial. Este software, 
además de administrar la base de datos y entregar elementos de 
análisis espacial, debe proveer los insumos básicos para 
construir los procedimientos especializados que requieren los 
usuarios. Los procedimientos, en un SIG, deben ser concebidos, 
diseñados, construidos e implementados según las reales 
necesidades de los usuarios. La estructura de desarrollo de estas 
herramientas está relacionada con la diferenciación del diseño en 
aspectos lógicos y físicos. 
 
Un enfoque para representar las relaciones complejas 
existentes en nuestro mundo es definiendo el límite del área de 
interés y dividiendo el conjunto total en subconjuntos o estratos 
temáticos. Cada estrato representa una clasificación de 
 6
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
información semejante. Existen tres tipos diferentes de objetos 
que pueden ser representados en el espacio bi-dimensional: 
puntos, líneas y polígonos. En un SIG sofisticado, estos objetos 
se catalogan como entidades y se almacenan en forma separada 
dentro de estructuras denominadas "coberturas". Una cobertura es 
una agrupación de entidades semejantes que han sido modeladas 
para representar el mundo real. Existen tres tipos diferentes de 
coberturas que corresponden a los tres tipos de representaciones 
espaciales: coberturas de puntos, líneas y polígonos. Cada 
cobertura posee la información de coordenadas que le permite 
posicionarse (Anónimo, 2004). 
 
Un proyecto SIG puede organizado en una serie de cuatro 
pasos: 
 
1. Objetivos; son los elementos más importantes a considerar 
cuando se esté determinando los objetivos del proyecto. 
2. Base de datos; esta es la etapa más crítica del proyecto. El 
nivel de cobertura y la exactitud de la base de datos 
determina la calidad del análisis y productos finales. 
3. Análisis de la información; es donde ocurre el verdadero 
valor de un sistema de información geográfico. Un SIG puede 
ejecutar tareas analíticas de gran consumo de tiempo que 
muchas veces son hasta imposibles de realizar manualmente. 
4. Resultados; Un SIG ofrece distintas alternativas para 
presentar la información en forma de mapas o informes 
(Anónimo, 2004). 
 
La modelación hidrológica es una herramienta de primera 
importancia a fin de entender los procesos involucrados y simular 
respuestas a eventos particulares. Como varios parámetros con 
variabilidad espacial influyen sobre la cantidad y la calidad del 
recurso agua, el uso de los SIG se vuelve esencial para la 
gestión de las características espaciales del medio ambiente. 
 7
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
Aunque el ciclo del agua es un fenómeno espacio-temporal, 
los modelos hidrológicos de cuencas, los modelos hidráulicos de 
ríos, los modelos de calidad del agua dentro de los lagos por 
ejemplo, se apoyan principalmente sobre datos temporales, 
mientras que los SIG están basados sobre laS áreas delimitadas 
del espacio a un tiempo dado. Así, un vínculo entre los modelos 
hidrológicos y los SIG parece ahora indispensable, varios niveles 
de integración de datos son posibles: la gestión de base de los 
datos espaciales, la extracción de parámetros necesarios para el 
modelado hidrológico, la visualización cartográfica de los datos 
de entrada y de salida del modelo, la modelación del flujo sobre 
el terreno, así como el desarrollo de una interfase entre el SIG 
y el modelo (Felicísimo 1994b). 
 
Por tanto, un modelo es siempre una representación 
simplificada de la realidad, es decir, una versión en pequeño de 
las situaciones del mundo real. Esta visión de la realidad es 
necesariamente simplificadora debido a la propia complejidad del 
mundo real, inexactitudes de las medidas observadas, 
imperfecciones de las hipótesis, aproximaciones del sistema, y las 
necesidades de cambios de escala espacial o temporal (Felicísimo, 
1994a). 
 
Desde un punto de vista formal, los modelos se pueden dividir 
en dos grandes grupos: modelos físicos y modelos lógicos. Los 
modelos físicos son modelos a escala de la realidad construidos 
con materiales. Por su parte, los modelos lógicos o simbólicos son 
un conjunto de entidades que satisfacen un conjunto de 
restricciones, axiomas y teoremas. Por su parte, los modelos 
matemáticos son el tipo de modelo lógico más utilizado y extendido 
(Felicísimo, 1994a). 
 
 8
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
2.2 Manejo de Cuencas 
 
Muchos tipos de proyectos, planes o programas producen 
impactos en las aguas superficiales como ríos, lagos, estuarios, 
mares u océanos. Los efectos pueden estar representados por 
cambios en la cantidad o calidad de las aguas produciendo 
alteraciones en el ecosistema acuático, lo que trae como resultado 
una degradación de toda el área hidrográfica. 
 
La forma de abordar un estudio hidrológico de una región es a 
través de una cuenca, debido a que esta última constituye la 
unidad física completa donde la entrada es la precipitación y las 
salidas son el escurrimiento y el sedimento, incluyendo en el 
proceso la influencia de vegetación, suelo y topografía (Torres, 
2004). 
 
Una cuenca hidrográfica es la unidad fundamental para el 
manejo de los recursos hidráulicos, ya que representa un sistema 
de drenaje y captación bien definido. Puede servir como una unidad 
ideal para el desarrollo de ecosistemas, la estimación de balances 
de agua, y la planeación económica y política que permite 
establecer un manejo controlado de los escurrimientos para su 
mejor aprovechamiento. Una cuenca hidrográfica se puede considerar 
como la totalidad del área drenada por una corriente o sistema 
interconectado de cauces, tales que todo el escurrimiento 
originado se descarga a través de una salida única (Salazar, 
2000). 
 
Por otro lado, una cuenca hidrológica no tiene límites 
físicos visibles, esto es, dentro de una cuenca existen además de 
escurrimientos superficiales un flujo subterráneo o freático, 
determinado generalmente por las características del suelo y 
geología. Sin embargo, la topografía del terreno sólo fija el 
área que dirige los escurrimientos superficiales pero puede 
 9
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
suceder que ocurra un escape de agua freática de una cuenca 
contigua a otra (Aparicio, 1999). 
 
El manejo de cuencas es el proceso de formular y aplicar en 
una cuenca hidrográfica un conjunto integrado de acciones 
tendientes a orientar su sistema social, económico y natural para 
lograr unos objetivos específicos. Por lo tanto, los principales 
objetivos del manejo de cuencas es maximizar los beneficios de la 
cuenca en tanto al suelo, los recursos hídricos y el nivel de vida 
poblacional, a su vez que se minimizan los efectos negativos. El 
manejo de cuencas, no es una ciencia en sí misma, sino más bien un 
enfoque administrativo que trata de resolver problemas prácticos 
de aprovechamientoy conservación de los recursos naturales en 
zonas vulnerables (Felicísimo, 1994b). 
 
El parteaguas de una cuenca está limitado por una línea 
virtual, formada por los puntos de mayor nivel topográfico y que 
cruza la o las corrientes en los puntos de salida. Esta línea 
delimita el área de una cuenca hidrográfica y define el contorno 
de la cuenca que la separa de las cuencas adyacentes, además 
distribuye el escurrimiento originado por la precipitación, en el 
sistema de cauces que fluye hacia la salida de la cuenca (Salazar, 
2000). 
 
 
Figura 2. Parteaguas de una cuenca hidrográfica (Salazar, 2000). 
 10
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
 
De acuerdo con las características del sistema de drenaje y 
la descarga de los escurrimientos superficiales, las cuencas 
hidrográficas se clasifican de la siguiente manera: 
 
1. Cuenca Arréicas. Es una región continental, sin salida 
al mar o a un embalse interno y sin una red de drenaje 
permanente y organizado, sus escurrimientos se pierden 
por evaporación o infiltración. 
 
2. Cuencas Criptorréicas. Carecen de una red fluvial 
permanente y organizada, corren como ríos subterráneos. 
 
3. Cuencas Endorreicas. Son cuencas con un sistema de 
drenaje formado por uno o más ríos troncales, cuyos 
escurrimientos descargan en los lagos o lagunas, sin que 
estos alcancen el mar. 
 
4. Cuencas Exorreicas. Su sistema de corrientes llega al 
mar, sea por vía superficial o subterránea (Salazar, 
2000). 
 
2.3 Sistemas de Drenaje 
 
La red de una cuenca, es el sistema de cauces por el que 
fluyen los escurrimientos superficiales, subsuperficiales y 
subterráneos, en forma temporal o permanente. La combinación de 
los efectos del clima y la geología de la cuenca originan un 
modelo de erosión, el cual se caracteriza por la red de cauces. El 
patrón o sistema de drenaje, está determinado localmente por las 
desigualdades en la pendiente del terreno y la resistencia de las 
rocas. Cuando la escorrentía se concentra, la superficie terrestre 
se erosiona creando un canal. Los canales de drenaje forman una 
 11
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
red que recoge las aguas de toda la cuenca y las vierte en un 
único río que se halla en la desembocadura de la cuenca. 
 
El clima y el relieve del suelo influyen en el patrón de la 
red, pero la estructura geológica subyacente suele ser el factor 
más relevante. Los patrones hidrográficos están tan íntimamente 
relacionados con la geología que son muy utilizados en geofísica 
para identificar fallas e interpretar estructuras. La 
clasificación de los principales patrones incluye las siguientes 
redes: dendríticas, enrejadas, paralelas, rectangulares, radiales 
y anulares (Salazar, 2000). 
 
El patrón de canales, una vez establecido, puede perdurar 
incluso cuando la geología y estructura iniciales se vean 
alteradas a causa de la actividad tectónica o de la erosión. 
Existen dos clases generales de patrones hidrográficos 
persistentes: el drenaje antecedente se produce cuando un sistema 
de canales mantiene su dirección original, abriéndose camino a 
través de los bloques tectónicos que emergen a lo largo de su 
recorrido; drenaje tiene lugar cuando un patrón se mantiene 
después de que el terreno sobre el que se formó originariamente se 
ha erosionado por completo, lo que deja al descubierto rocas 
subyacentes con un buzamiento y estructura diferentes (Salazar, 
2000). 
 
 12
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
 
Figura 3. Sistemas comunes de drenaje (Salazar, 2000). 
 
2.4 Modelación Hidrológica 
 
La modelación hidrológica es una herramienta primordial para 
entender los procesos involucrados y simular respuestas a eventos 
particulares. Estos modelos son herramientas valiosas para evaluar 
el efecto de prácticas de manejo sobre ambiente, escurrimiento, 
producción de sedimentos, erosión y productividad (Santos, Sousa y 
Smith, 1996). 
 
 13
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
De acuerdo con Singh (1995), los modelos pueden clasificarse 
en función de la escala (espacial o temporal) que utilicen, del 
método de solución (numérica, analógica o analítica) y del tipo de 
proceso que utilicen para representar los diferentes componentes 
del ciclo hidrológico (concentrados o distribuidos). En cualquier 
caso, un modelo hidrológico requiere de una vasta información para 
representar las características físicas e hidrológicas de una 
cuenca; sin embargo, si el modelo toma en cuenta la variabilidad 
espacial de procesos como la infiltración, la evaporación, las 
características fisiográficas de la cuenca, (modelos de tipo 
distribuidos), la cantidad de información requerida se incrementa 
notablemente, ya que cada unidad hidrológica estará caracterizada 
por su topografía, su geología, su tipo y uso del suelo, así como 
su climatología. 
 
El uso de los SIG se vuelve esencial para la gestión de las 
características espaciales del medio ambiente. Aunque el ciclo del 
agua es un fenómeno espacio-temporal, los modelos hidrológicos de 
cuencas, los modelos hidráulicos de ríos, los modelos de calidad 
del agua dentro de los lagos por ejemplo, se apoyan principalmente 
sobre datos temporales los cuales dependen del tiempo de muestreo 
(Felicísimo, 1994a). 
 
Una de las funcionalidades más importantes de un SIG, 
concretamente en el ámbito de las aplicaciones hidrológicas, es la 
descripción de la topografía de una cuenca. El insumo básico para 
este análisis es el llamado Modelo de Elevación Digital (MED). En 
este caso, el terreno se representa en una malla de rectángulos 
regulares y de igual tamaño; en cada uno de ellos, un número 
codifica el valor que alcanza en ese punto (pixel) del espacio la 
elevación del terreno. Un análisis muy avanzado de predicción de 
impactos en las aguas superficiales requerirá el uso de modelos 
computacionales. Estos modelos pueden denominarse “predicción de 
impacto a micro escala” en los cuales la importancia recae en la 
 14
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
pequeña escala en la zona cercana al proyecto (Domínguez, Ventura 
y Guerrero, 2002). 
 
Por tanto, un modelo es siempre una representación 
simplificada de la realidad, es decir, es una versión en pequeño 
de las situaciones del mundo real. Esta visión de la realidad es 
necesariamente simplificadora debido a la propia complejidad del 
mundo real, a las inexactitudes de las medidas observadas, a las 
imperfecciones de las hipótesis, a las aproximaciones del sistema 
y a las necesidades de cambios de escala espacial o temporal 
(Ariza, 2004) 
 
Como se mencionó, un modelo hidrológico requiere de una vasta 
información para representar las características físicas e 
hidrológicas de una cuenca; si el modelo es además de tipo 
distribuido, la cantidad de información que se requiere es mayor. 
Ante la necesidad de recolectar, almacenar y manipular grandes 
cantidades de datos, un SIG acoplado a un modelo hidrológico 
ofrece una verdadera alternativa para que hoy se puedan realizar 
cálculos cada vez más cuantitativos. El empleo de un SIG 
conjuntamente con un modelo hidrológico no es sin embargo trivial; 
se requiere de al menos tres grandes pasos: 
 
1. Construcción de la base de datos espacial, 
2. Generación de las coberturas temáticas que el modelo 
requiere 
3. Desarrollo de una interfase de comunicación entre el 
modelo y el SIG. 
 
El primer paso es el más largo y tedioso, ya que por lo 
general es necesario obtener la información de las capas digitales 
en su respectivo formato (grid o raster). El alto desarrollo que 
tienen hoy en día los SIG y la percepción remota hace, sin 
embargo, que esta etapa y parte de la segunda sean menos 
 15
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
consumidoras de tiempo. En la actualidad, software como ARC/INFO, 
SPANS, Ilwis. Disponen de módulos de cálculo que permiten, entre 
otros aspectos, laadquisición de datos (cubierta vegetal, la 
extracción de redes de drenaje, cuencas y subcuencas, acumulación 
de flujos). El tercer paso, requiere primeramente responder a la 
pregunta ¿Qué SIG para qué modelo? Obviamente, el modelo a 
utilizar depende de la problemática “hidrológica” a estudiar. El 
SIG, por su parte, debe ofrecer funcionalidades para la captura, 
edición y análisis de la información que requiere el modelo 
(Domínguez, Ventura y Guerrero, 2002). 
 
En cualquier caso, la utilización de un SIG en un proceso de 
modelación hidrológica tiene como propósito facilitar la 
adquisición y preparación de datos espaciales y posteriormente la 
presentación y despliegue de resultados. Los sistemas robustos, 
disponen de un lenguaje de programación que facilita el desarrollo 
de una interfase de comunicación entre el SIG y el modelo 
hidrológico. 
 
2.5 Modelo de Elevación Digital 
 
 En la década de los ochenta y principalmente durante los 
noventa, los (SIG) y los MED se han aplicado en los ámbitos de 
impacto ambiental, planeación regional y de zonas urbanas, cambios 
en la vegetación y uso del suelo, exploración de recursos no 
renovables y en estudios de riesgo geológico. Estas herramientas 
contribuyen a la sistematización de los procesos de análisis 
espacial, facilitando las tareas de planeación regional y de 
soporte en la toma de decisiones. (García e Hinojosa, 2001). 
 
 La topografía juega un papel importante en la distribución de 
agua dentro de paisajes naturales. La extracción automatizada de 
parámetros topográficos de MED es reconocida como una alternativa 
 16
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
viable para los escrutinios tradicionales y la evaluación manual o 
digitales de mapas topográficos. 
 
 El proceso hidrológico y los asuntos de recurso de agua son 
comúnmente investigados por el uso de modelos distribuidos de 
cuencas. Estos modelos de cuencas requieren información 
fisiográfica como la configuración de la red del canal, 
localización de drenaje, largo del canal, cuesta y propiedades 
geométricas. Tradicionalmente, estos parámetros se obtienen de 
escrutinios de mapas o por trabajo de campo. 
 
 La derivación automatizada de datos topográficos de cuencas 
de MED es más rápida, menos subjetiva y provee más medidas 
reproducibles que las técnicas manuales tradicionales. Los datos 
digitales generados por este acercamiento también tienen la 
ventaja que pueden ser fácilmente importados y analizados por SIG. 
Los avances tecnológicos previstos por SIG y la disponibilidad 
creciente y la calidad de MED han expandido la aplicación 
potencial de MED (Garbrecht y Martz, 2005). 
 
El nombre de MED implica una representación de las 
elevaciones del terreno mediante valores numéricos, generalmente 
está representación es una forma simplificada de la geometría de 
la superficie del terreno. Consiste en una serié de puntos con 
coordenadas conocidas referenciadas a un sistema de coordenadas 
bidimensionales a las que se les asocia un valor de elevación 
(Felicísimo, 1994a). 
 
Un MED es una estructura numérica de datos que representa la 
distribución espacial de la altitud de la superficie del terreno 
(Felicísimo, 1999). 
 
En otras palabras, un MED es un grupo de valores que 
representa puntos sobre la superficie del terreno cuya ubicación 
 17
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
geográfica está definida por coordenadas "X" y "Y" a las que se 
les agrega un valor de "Z" que corresponde a la elevación. Se ha 
convenido que los puntos deben estar espaciados y distribuidos de 
modo regular, de acuerdo con un patrón que corresponde a una 
cuadrícula. 
 
 
Figura 4. Modelo Digital de Elevación E14B41 escala 1.50,000 INEGI. 
 
Cuando se utiliza el MED es muy frecuente la ausencia de 
información sobre las características de los MED utilizados en las 
aplicaciones, especialmente cuando éstos han sido construidos por 
los propios investigadores y no provienen de fuentes oficiales o 
de organismos calificados. Los MED escala 1:50000 que genera el 
INEGI, tienen las siguientes características: 
 
• Los valores de “z” son de altitud o de alturas ortométricas, 
en unidades enteras de metro y están referidos al nivel medio 
del mar, con base en el Datum Vertical para Norteamérica de 
1929 (NAVD29). 
 
• Los puntos del MED están referenciados horizontalmente al 
sistema de coordenadas de proyección UTM (Universal 
Transversa de Mercator). El Sistema de referencia geodésico 
es NAD27 o ITRF92 Época 1988.0. 
 18
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
 
• El cubrimiento de cada MED corresponde al formato regular de 
15´ de latitud por 20´ de longitud de la cartografía 
elaborada a esa escala por el INEGI. 
 
• El espaciamiento (resolución espacial) entre las 
intersecciones de la retícula de elevaciones es de 50 metros 
en las dos direcciones, es decir, la retícula forma una 
cuadrícula regular de 50x50 metros de lado. 
 
• El número de puntos y en consecuencia el tamaño del archivo, 
varía según la latitud de la ubicación del área del mapa. 
 
2.6 Modelos Hidrológicos 
 
AGWA (Application of the Automated Geospatial Watershed Assessment) 
 
En junio de 1997, la United States Environmental Agency 
(EPA), así como Exposure Nacional Research Laboratory (NERL) y 
Landscape Science Program, con el Departamento de Agricultura de 
los Estados Unidos (USDA) y el Servicio de Investigación Agrícola 
de Arkansas, integraron una dependencia intergubernamental para 
realizar una valoración del riesgo de degradación de ecosistemas. 
Esto se llevó a cabo mediante de la investigación, caracterización 
y estudio a largo plazo, monitoreando ecosistemas para generar el 
programa. 
 
Una de las tareas de proyecto fue desarrollar una herramienta 
de aplicación en cómputo para evaluar los impactos hidrológicos en 
el uso agropecuario y en la cubierta vegetal en las subcuencas, a 
diferentes escalas. Se concluyó que para realizar las valoraciones 
se tenía que seleccionar dos modelos que funcionen exitosamente en 
las escalas antes mencionadas. Por consiguiente, para los estudios 
 19
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
de la cuenca y subcuenca se escogieron los modelos de SWAT y 
KINEROS. 
 
AGWA es una interfase gráfica de apoyo para los modelos 
KINEROS y SWAT desarrollados como una extensión en ArcView. El 
propósito principal de la herramienta AGWA es ayudar en la 
valoración de los efectos ocasionados por la actividad 
agropecuaria sobre el cambio en la cubierta y estructura de la 
cuenca. 
 
 AGWA es un sistema de análisis hidrológico de uso múltiple 
para subcuencas, recursos de agua, uso del suelo, administrador de 
recursos biológicos y estudios a escala de cuencas. 
 
Los principales objetivos de AGWA son: 
 
• Proveer un método simple, directo y repetible para la 
parametrización del modelo hidrológico. 
• Usar datos básicos y accesibles para SIG. 
• Ser compatible con otro software de análisis geoespacial y 
ambiental en la delineación de subcuencas. 
• Es útil para el desarrollo de escenarios y tener alternativas 
para elaborar simulaciones futuras a diferentes escales. 
 
KINEROS 
 
KINEROS es un modelo basado en la descripción de los procesos 
de intercepción, infiltración, escurrimientos de la superficie y 
erosión de pequeñas subcuencas de las aguas agrícolas y urbanas. 
En este modelo, las subcuencas son representadas por áreas que 
contribuyen discretamente en una cascada de flujo terrestre 
unidimensional y los elementos de drenaje usando información 
topográfica. El componente de infiltración se basa en la 
simplificación de la ecuación de Richard. 
 20
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
 
SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 
 
SWAT fue desarrollado por la USDA-Agricultural Research 
Service (ARS) y es la continuación de un esfuerzo a largo plazo de 
la modelación de la contaminaciónde fuente no-puntual. Este 
modelo opera con períodos de tiempo diaria. El objetivo en el 
desarrollo del modelo es predecir el impacto en el manejo del 
agua, sedimentos y rendimientos de químicos agrícolas en grandes 
cuencas para satisfacer el objetivo. 
 
El modelo: 
 
1. Esta basado físicamente. 
2. Usa datos de entrada prontamente disponibles. 
3. Es eficiente en el cómputo y puede operar en grandes cuencas 
en tiempo razonable. 
4. Es de tiempo continuo y capaz de simular grandes períodos 
para computar los efectos de los cambios en manejo. 
 
El SWAT, para realizar las predicciones, divide la cuenca 
hidrográfica en pequeñas subcuencas al hacer esto es posible 
calcular con mayor precisión los caudales y los sedimentos 
presentes. Además para hacer más fácil y exactos los cálculos, 
trabaja por unidades de respuesta hidrológica, las cuales son el 
cruce de los diferentes tipos de suelo con las diferentes 
coberturas vegetales y a cada una de estas combinaciones les 
asigna un atributo para diferenciarlas. A las anteriores unidades 
se les ha llamado unidades de respuesta hidrológica (HRU) debido a 
que el comportamiento del agua en el suelo depende de estos dos 
factores. 
 
La información de entrada requerida por el programa para cada 
Subcuenca es agrupada y organizada dentro de las siguientes 
 21
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
categorías: Topografía de la cuenca, suelos, uso del suelo, 
precipitación, clima (temperatura, viento, radiación solar), 
lagunas o reservorios y aguas subterráneas. 
 
La extensión SWAT 2000 a través del ArcView 3.1 crea una 
interfase que realiza la delimitación automática del perímetro de 
los bordes de las subcuencas, para ello requiere de la 
representación topográfica del terreno en formato GRID y este 
automáticamente realiza su delimitación. Los archivos generados a 
partir de la delimitación automática del SWAT 2000 se guardan en 
formato raster y para representar mejor la ubicación y forma de 
las subcuencas en el campo. 
 
SWAT combina ecuaciones empíricas y físicamente basadas, 
tiene la facilidad de usar entradas disponibles y faculta a los 
usuarios a estudiar impactos a largo plazo. El modelo hidrológico 
se basa en la ecuación de balance de agua 
 
El modelo mantiene un balance continuo de agua, las cuencas 
complejas están subdivididas para reflejar diferencias para 
diversos cultivos, tierras, etc. Así, el escurrimiento está 
previsto, y separado para cada uno y funge como un área substituta 
y encaminada para obtener el escurrimiento total para la cuenca. 
Esto va aumentar la exactitud y va dar una mejor descripción 
física del balance de agua. 
 
BASINS (Better Assessment Science Integrating Point and Non Point Sources) 
 
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos creó 
BASINS 3.0, considerando las coberturas de subcuencas, en 
modelaciones ecológicas, con los siguientes objetivos: 
 
1. Facilitar el análisis de información ambiental al nivel de 
cuencas. 
 22
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
2. Tiene el soporte para el análisis de sistemas ambientales. 
3. Provee un marco de trabajo para la revisión de manejos 
alternativos. 
 
BASINS compila los siguientes componentes: 
 
1. Extracción de datos 
2. Organización y evaluación de datos 
3. Delimitación de subcuencas 
4. Caracterización de subcuencas 
5. Simulación hidrológica 
 
Para la definición de las subcuencas se debe aplicar el 
componente 3 (delimitación de subcuencas) que permite una 
delimitación automática y que toma para su procesamiento 
coberturas basada en datos MED. Esta herramienta de delimitación 
de cuencas se usa para definir los bordes de las cuencas y su red 
hídrica. La red de ríos se puede generar a partir de DEM o 
definida de temas de ríos existentes. La herramienta genera 
también características necesarias de las cuencas tales como: 
Pendientes, elevaciones mínimas, promedios y máximas y el ancho de 
los ríos. 
 
El desarrollo de esta cobertura es solamente un insumo para 
apoyar procesos de planificación en el ámbito nacional 
(instituciones del gobierno y programas de desarrollo) como por 
ejemplo la incorporación de estas unidades de subcuencas en la 
definición de estrategias de intervención de Manejo de Recursos 
Naturales y de Gestión local, y a nivel regional (gobiernos 
municipales y mancomunidades). 
 
 23
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
ARCHYDRO 
 
 El modelo de datos ArcHydro, desarrollado por el centro para 
investigación en recursos hídricos (CRWR) de La Universidad de 
Texas en Austin, es un modelo de datos geoespacial y temporal para 
información hidrológica, que opera dentro de ArcGis, dicho modelo 
puede definirse como una base de datos geográfica (geodatabase) 
que contiene la representación en Sistema de Información 
Geográfica de un sistema de recursos hídricos, bajo un diseño que 
es extensible, flexible, y adaptable a las necesidades del 
investigador. Los datos del modelo se componen de tres elementos 
importantes. 
 
1. Descripción Hidrológica: son las características principales 
del recurso del agua en el paisaje. 
2. Conductividad Hidrológica: como fluye el agua en el medio. 
3. Modelación Hidrológica: que son los patrones de la calidad de 
las corrientes de agua, asociadas con estás características. 
 
 La base de datos del modelo de ArcHydro consta de cinco 
componentes elementales para el buen funcionamiento, los cuales 
son: 
 
1. La red: contiene los recursos de agua de corrientes, ríos y 
la parte central de otros cuerpos de agua. Su propósito 
principal es describir la conectividad del movimiento de 
agua a través del paisaje. 
2. El drenaje: define el drenaje que las áreas delinearon a 
través del análisis de componentes agrarios y de la 
topografía de la superficie. 
3. Los canales: describe la forma tridimensional de ríos y los 
canales de corriente presentes en el área. 
 24
Rodrigo E. Cobos Ramírez Marco teórico 
4. La Hidrografía: se basa en la información contenida del mapa 
del área el cual contiene ciertas características del 
recurso. 
5. Las series de tiempo: describen la variación de las 
características y propiedades del agua a través del tiempo. 
 
 El objetivo del modelo de Archydro es que el investigador 
realicé análisis del drenaje en un modelo de terreno. Las 
herramientas ArcHydro se usan para derivar varios conjuntos de 
datos que colectivamente describen los patrones del drenaje de una 
captación. El análisis Raster es realizado para generar datos de 
la dirección flujo, acumulación de flujo, definición de corriente, 
segmentación de la corriente y delineación de la cuenca. Estos 
datos se usan para desarrollar una representación vectorial de 
captaciones y de líneas de drenaje. Con esta información se 
construye una red geométrica, para demostrar la utilidad que posee 
la herramienta de Archydro, ya que está genera atributos útiles 
para el modelo hidrológico. 
 25
Rodrigo E. Cobos Ramírez Planteamiento del problema 
1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 
 
Actualmente la problemática sobre la cantidad y calidad del 
agua es cada vez más grave, en aquellas regiones de donde se trae 
el líquido para las ciudades o pueblos aledaños a los manantiales, 
escurrimientos, ríos superficiales, etc. Dos claros ejemplos de 
esta situación, son la región del Izta-Popo, en específico la 
subcuenca del río Amecameca; y la zona de la cuenca de Lerma, en 
particular en el curso alto de Lerma. 
 
En el primer caso la mayoría de agua que se utiliza es 
destinada a la fábrica de papel de Amecameca la otra parte es 
consumida en el pueblo para uso doméstico, y para riego agrícola, 
generación de energía eléctrica la cual proviene del deshielo de 
la zona del flanco occidental del Iztaccíhuatl con los de la 
vertiente norte del Popocatépetl (Chávez, 1996). 
 
Por otraparte en la zona del curso alto de Lerma la 
problemática es aún mayor debido a que el nacimiento del río Lerma 
tiene gran interés para La Ciudad de México, ya que los 
manantiales que lo originaban fueron captados para complementar el 
abastecimiento de agua a esta Ciudad. Además en el curso del río 
se han construido obras para la generación de energía eléctrica 
que favorecen a las poblaciones situadas dentro de la cuenca. Se 
dan también otros usos importantes como el industrial y el 
doméstico, (Maderey y Jiménez 2004). Además, las autoridades de 
las zona no han hecho un manejo adecuado de las aguas del corredor 
industrial que permiten las descargas de las fábricas a la zonas 
de la cuenca así como el continuo desecamiento de los humedales 
que provocan las personas para obtener más territorio para la 
agricultura que realizan. 
 
Se requiere del conocimiento y planeación adecuada de dichos 
recursos hidrológicos para determinar su demanda, suministro y 
 26
Rodrigo E. Cobos Ramírez Planteamiento del problema 
protección. La forma de abordar su estudio debe ser a través del 
enfoque de cuenca, debido a que constituye la unidad física de 
planeación y manejo para este trabajo. La evaluación de la 
cantidad y calidad del agua no es realizada de manera periódica y 
directa a través de estaciones hidrométricas y de monitoreo. Una 
alternativa para evaluar la cantidad y la calidad del agua en las 
cuencas es el uso de los modelos hidrológicos de simulación, 
debido a su bajo costo y a la estimación razonable de sus 
resultados (Torres, 2004). 
 
Los modelos de simulación son una tecnología de predicción 
basada en procesos de hidrología y erosión. Estos modelos son 
herramientas valiosas para evaluar el efecto de prácticas de 
manejo sobre el ambiente, el escurrimiento, producción de 
sedimentos, la erosión y la productividad (Santos, Sousa y Smith, 
1996). La importancia de los modelos radica, entre otros aspectos, 
en la predicción de fenómenos a largo plazo en un tiempo 
relativamente corto, también permiten obtener relaciones de causa-
efecto, sin haber realizado cambios en los sistemas reales, 
(Benavides, 1998). 
 
Sin embargo, existen varios modelos que presentan diferentes 
supuestos y por lo tanto sus resultados pueden ser distintos. Por 
tal motivo es necesario conocer, comparar y determinar su 
aplicación para casos concretos. De esta manera se estará en 
posibilidad recomendar y adecuar su uso para las condiciones de 
las regiones de Amecameca y Lerma. 
 27
Rodrigo E. Cobos Ramírez Justificación 
4 JUSTIFICACIÓN 
 
Las cuencas constituyen el componente vital de cursos de 
agua, es menester reconocer el importante papel de estos 
ecosistemas e instar a todos los gobiernos a que, como una de sus 
respuestas inmediatas a la crisis mundial del agua, adopten todas 
las medidas necesarias para evitar la destrucción de las cuencas 
existentes. A largo plazo, y con el objeto de reparar los daños 
causados a los cursos de agua, los gobiernos, las agencias de 
apoyo financiero y las comunidades locales deberán atribuir 
especial prioridad a la restauración y rehabilitación de las 
cuencas alteradas, degradadas o modificadas (Rendón 2004) 
 
Una alternativa que actualmente está siendo muy usada a nivel 
mundial en este tipo de problemas, para un buen manejo y 
aprovechamiento de este recurso, es la modelación hidrológica, la 
cual ayuda a entender los procesos involucrados y simular 
respuesta a eventos particulares. 
 
La modelación hidrológica es un medio relativamente de bajo 
costo utilizado para evaluar los efectos de corto y largo plazos 
de las actividades humanas sobre los procesos hidrológicos en una 
cuenca. Adicionalmente, los modelos hidrológicos proveen una 
herramienta de ayuda en la toma de decisiones para mitigar y 
disminuir los impactos de proyectos civiles sobre cuencas 
(Rodríguez, 2004) 
 
Un aspecto relevante en los estudios sobre modelación 
hidrológica en SIG consiste en la pertinencia y adecuación. Existe 
una gran cantidad de modelos hidrológicos, que están disponibles 
en la red y que son de uso gratuito para el investigador pero es 
muy fácil perderse en la búsqueda del modelo adecuado para una 
zona específica. Cada modelo fue diseñado para zonas con aspectos 
físicos y características muy diferentes, hay modelos para zonas 
áridas, montañosas, boscosas. Aparte de las características de la 
 28
Rodrigo E. Cobos Ramírez Justificación 
zona donde se realiza la investigación, los diferentes modelos 
utilizan una gran variedad de datos y algunas veces éstos no se 
obtienen con facilidad. Para las diferentes zonas ecológicas de 
México se necesita una evaluación de los requerimientos del 
modelo, para ver si se puede ajustar de forma adecuada a la zona 
de estudio. 
 
 29
Rodrigo E Cobos Ramírez Objetivos .
5 OBJETIVOS 
 
 General: 
 
• Elaborar y comparar las alternativas de los modelos 
hidrológicos para las subcuencas del río Amecameca y del 
Curso Alto del Lerma, Estado de México, mediante Sistemas de 
Información Geográfica. 
 
 Particulares: 
 
• Integrar la información de capas necesaria de las zonas de 
estudio. 
 
• Elaborar modelos hidrológicos para las zonas de estudio 
mediante los programas SWAT, ARCHYDRO, AGWA y BASIN. 
 
• Caracterizar la hidrología de las cuencas y subcuencas 
generadas a partir de diferentes modelos. 
 
• Delimitar las subcuencas presentes en las zonas de estudio a 
través de los modelos hidrológicos. 
 
• Comparar la adecuación de los modelos de acuerdo a los datos 
disponibles y verificación en campo. 
 
 30
Rodrigo E. Cobos Ramírez Materiales y método 
 
6 MATERIALES Y MÉTODO 
 
 
 
 
Revisión Bibliográfica
Imagen 
Selección del área de estudio Edomexsat1 Imágenes de Satélite 
 e14b41 Selección de la Cuenca Modelo de ElevaciónInformación del área e14a27 
Áreas de estudio 
 
Se realizó una búsqueda de los aspectos más importantes de 
las zonas, de la cual se recabó información referente a: ubicación 
geográfica, edafología, hidrología, donde esta característica es 
la más importante, ya qué se tomó en cuenta, la información 
existente de las cuencas y subcuencas, para establecer las zonas 
de estudio. 
Selección de la 
Subcuencas 
Modelos Hidrológicos 
Capas e14a28 
red hídrica e14a29 
e14a37 
e14a38 
e14a39 
e14a47 Georreferencias 
e14a48 
e14a49 
AGWA 
ARCHYDRO 
BASIN 
Resultados. SWAT 
Delimitación y 
Caracterización 
Hidrológica de 
cuencas y 
subcuencas. 
 31
Rodrigo E. Cobos Ramírez Materiales y método 
 
Modelos hidrológicos 
 
Esto se realizó en el laboratorio de Geomática donde se 
trabajó en la búsqueda de los modelos hidrológicos, los cuales se 
obtuvieron a través de la red, se revisaron algunos modelos antes 
de elegir con los que se trabajó (AGWA, ARCHYDRO, BASIN y SWAT), 
para después comprender su funcionamiento y obtener la información 
necesaria (capas, temas y MED) que los modelos requieren para su 
funcionamiento. Los modelos hidrológicos se utilizaron 
incorporando los MED de cada zona, previa adecuación de tipos de 
archivos y proyecciones cartográficas. Se incorporaron los 
requerimientos de cada modelo en cuanto a escorrentías, procesando 
la información y revisando su adecuación de acuerdo a la 
disponibilidad de información por parte de INEGI y recorridos de 
campo. 
 
Información de las áreas 
 
Para generar la delineación de las cuencas y subcuencas, y de 
las capas, fue necesario trabajar con dos programas que manejan 
los SIG,el primero fue ArcView versión 3.2, con este programa se 
trabajo los modelos hidrológicos de AGWA, BASINS y SWAT, el 
segundo programa que se utilizó fue el de ARCMAP versión 9, en 
este se utilizó el modelo de ARCHYDRO ya que solamente es 
compatible en éste. 
 
Fue necesario de algunas capas para realizar la delineación 
de las cuencas y subcuencas, para los que se trabajó con ArcView 
se ocuparon capas de las zonas, en este caso fue la hidrológica de 
INEGI, a su vez, se usaron los siguientes MED, para Amecameca el 
MED fue el e14b41 en formato GRID y para Lerma los MED E14a27, 
E14a28, e14a29, E14a37, E14a38, E14a39, E14a47, E14a48 y E14a49, 
estos MED fueron creados a través de las curvas de nivel de la 
carta topográfica escala 1:50,000, con una proyección Universal 
 32
Rodrigo E. Cobos Ramírez Materiales y método 
 
Transversa de Mercator (UTM) en unidades de metro, aquí fue 
necesario la extensión Gridtools.avx, ya que logró la unión de los 
MED para convertirlos en formato GRID, para trabajar en este 
formato es necesario las extensiones “3DANALYST y SPTLANLST” las 
cuales se activan en ArcView, además se utilizó la imagen de 
satélite correspondiente, tanto para Amecameca como para Lerma la 
cual fue “Edomexsat1”. En el caso de ARCHYDRO no fue necesaria la 
extensión Gridtools.avx 
 
Campo 
 
Se realizaron salidas a las zonas de estudio para verificar 
algunos datos (pendiente y relieve) puntos y georreferencias en 
algunos sitios, para generar las imágenes del trabajo 
correspondientes. 
 
Imágenes 
 
A las imágenes generadas tanto de cuencas como subcuencas se 
les caracterizó hidrológicamente, aunado a esto se verificó si la 
delineación y subdivisión de subcuencas corresponden con lo visto 
en campo. 
 
 33
Rodrigo E. Cobos Ramírez Descripción de las zonas 
7 DESCRIPCIÓN DE LAS ZONAS DE ESTUDIO 
 
7.1 Subcuenca Amecameca 
 
La subcuenca Amecameca queda comprendida dentro del macizo 
montañoso denominado Sierra Nevada, mismo que flanquea el oriente 
de La Cuenca de México. Forma parte de la provincia fisiográfica 
conocida como Sistema o Eje Neovolcánico Transversal que atraviesa 
el país de costa a costa con orografía muy accidentada y grandes 
elevaciones de origen volcánico, entre las cuales se destacan el 
Iztaccíhuatl y el Popocatépetl, con alturas máximas de 5280 msnm y 
5482 msnm, respectivamente (Chávez, 1996). 
 
Clima 
 
Amecameca tiene un tipo de clima C (w’’2) (w), el más húmedo 
de los templados subhúmedos, con lluvias en verano, la temperatura 
media anual varía entre los 12° y 18° centígrados y las del mes 
más frío entre los –3° y 12°, la precipitación pluvial promedio de 
la zona es de 1,200 mm anuales. Las temperaturas en invierno son 
ligeramente más frías que las de verano. Para altitudes mayores a 
3,800 m el clima es de tipo EFH, es decir un clima frío, con 
temperatura media anual de 2° centígrados por arriba de la línea 
de vegetación arbórea, la temperatura puede descender bajo cero en 
cualquier época del año (Chávez, 1996). 
 
Orografía 
 
El municipio de Amecameca está situado en las faldas de La 
Sierra Nevada dentro de la provincia fisiográfica del eje 
volcánico trans mexicano. En el territorio municipal se presentan 
tres formas de relieve. 
 
 34
Rodrigo E. Cobos Ramírez Descripción de las zonas 
Las zonas accidentadas, al Este del municipio con pendientes 
mayores al 25% constituidas por las laderas de los volcanes 
Popocatépetl e Iztaccíhuatl; aproximadamente abarcan un 46% del 
territorio con 7,757.90 ha. 
 
Las zonas semiaccidentadas con pendientes entre 6 a 25% se 
ubican en las partes bajas de los volcanes, en el centro del 
municipio, ocupando aproximadamente un 10% del suelo municipal con 
1,686.50 ha. (Chávez, 1996). 
 
Edafología 
 
En los municipios de Texcoco, Ixtapaluca, Chalco, 
Tlalmanalco, Amecameca, Ayapango, Juchitepec, Ozumba, Tepetlixpa, 
Atlautla, Totolapan y parte de Ecatzingo, se encuentran los suelos 
que se han descrito como Regosoles, Leptosoles, Andosoles, 
Cambisoles, Fluvisoles y Phaeozems asociados con algunos 
Vertisoles (en lugares mas o menos planos) (Chávez, 1996). 
 
En esta Subcuenca se encuentran pendientes pronunciadas hasta 
taludes tendidos, pedregosidad, zona radicular poco profunda, 
suelos delgados y baja capacidad de retención de humedad lo que se 
traduce en suelos inconvenientes para diferentes tipos de cultivo, 
se requieren prácticas de manejo del suelo muy cuidadosas (Chávez, 
1996). 
 
Hidrografía 
 
Los recursos hídricos que nacen en el Parque Nacional son 
originados principalmente por el deshielo de los glaciares y la 
precipitación pluvial, abundante en la región, por arriba de los 
1000 mm anuales. Las corrientes superficiales pueden ser 
permanentes o intermitentes, éstas últimas son innumerables 
durante la época lluviosa. También se presenta gran filtración de 
 35
Rodrigo E. Cobos Ramírez Descripción de las zonas 
agua que va a alimentar corrientes subterráneas, los ecosistemas 
de la Sierra efectúan los procesos que permiten la recarga de 
acuíferos y mantos freáticos (Chávez, 1996). 
 
La distribución altitudinal de los recursos hídricos se 
caracteriza por una pendiente pronunciada en su curso alto, arriba 
de 4,500 msnm, cada vez más atenuada conforme descienden. A la 
altura del parte aguas, la precipitación cae en forma de nieve o 
granizo, ello permite la formación de hielo o glaciares que sufren 
un proceso de ablación paulatina. Debajo de la cota mencionada y 
hasta los 4,000 m los escurrimientos son incipientes, a partir de 
los vértices de los glaciares donde comienza el deshielo, 
escurriéndose aguas abajo; en esta zona aparecen los primeros 
manantiales que son más abundantes. Debajo de los 3,500 m las 
aguas ejercen una fuerte erosión en el terreno ya que su caudal es 
la suma de los deshielos y las precipitaciones (Chávez, 1996). 
 
Hidrología de la Subcuenca del Río Amecameca, la mayoría de 
las corrientes son intermitentes y desaparecen al llegar al pie de 
monte. Esta agua, después de aprovecharse como riego y abasto en 
las comunidades se conduce en el canal Amecameca para ser vertida 
en el canal general para llegar al Lago de Texcoco; antiguamente 
el Río Amecameca era tributario del Lago de Chalco. Desde el Cerro 
de Nahualac baja del Arroyo Xopanac y aguas abajo se conoce como 
Tlapacoya. 
 
Al sur del arroyo Tlapacoya se encuentra el arroyo Santiago, 
se alimenta de las aguas del arroyo Alchayáhuitl que baja por la 
cañada Chalanco para convertirse en el Río Panoaya, a lo largo de 
su curso toma los nombres de Huayatla y Apozonalco hasta llegar al 
Río o canal Amecameca, el arroyo de Tzotquintzinco recibe el 
caudal de la Cañado Tepinoco y del arroyo el Salto, actualmente 
sin caudal. Aguas abajo sus afluentes son los arroyos Almoloya y 
Coronilla y una parte importante de su caudal abastece a 
 36
Rodrigo E. Cobos Ramírez Descripción de las zonas 
Amecameca, el resto del caudal desciende hasta el Río Panoya 
(Chávez, 1996). 
 
Vegetación 
 
El área se ubica en la zona templada del país, la vegetación 
típica de estos ecosistemas son los bosques de coníferas y 
encinos. Estas regiones montañosas son importantes para las 
materias primas que en un momento dado pueden proveer, por el 
papel ecológico que cumplen en la relación con el ciclo 
hidrológico, la conservación de los suelos y por la riqueza 
biológica que contiene (Azuara y Bello 2003). 
 
Debido a la geomorfología, gradiente altitudinal y a las 
condiciones climáticas imperantes, el área de estudio presenta una 
gran diversidad de comunidades vegetales. Parte de esta vegetación 
ha sido previamente descrita por Rzedowski (1978). Las principales 
características de las comunidadesvegetales más importantes se 
dan a continuación: 
 
• Bosque de encino. Este tipo de comunidad prospera entre los 
2350 a 3100 m formando amplios bosques que colindan con 
pastizales inducidos y zonas de cultivo, en áreas donde la 
precipitación es de 700 a 1200 mm, por consiguiente ocupan 
hábitat similares a los bosques de pino y en muchas 
ocasiones forman asociaciones con ellos. 
 
• Bosque de Pino. Se encuentra en altitudes que van de los 2350 
a 4000 m, donde la precipitación anual es de 700 a 1200 m m y 
la temperatura media anual es de 10 a 20°C. Los pinares 
parecen tener preferencia por áreas cubiertas por rocas 
ígneas que en estas condiciones climáticas producen suelos 
ácidos. Estos bosques varían en altura desde unos cuantos 
metros hasta 30 o más. Se encuentran alrededor de los 
 37
Rodrigo E. Cobos Ramírez Descripción de las zonas 
volcanes y ocupan una gran superficie dentro del área 
(Hernández 2004). 
 
• Bosque de Oyamel. Bosque de Oyamel. Se presenta entre los 
2700 y 3500 m, la especie dominante es Abies religiosa, forma 
conjuntos casi puros en zonas que tienen alta humedad, 
precipitación mayor a 1000 mm., también se encuentran 
individuos de los géneros Alnus, Cupressus, Ouercus, Salix y 
Pinus (Hernández 2004). 
 
• Pastizales. Los pastizales alpinos se establecen entre loS 
4,000 y 4,500 msnm; con vegetación semejante a los páramos de 
altura, donde las arenas volcánicas, materiales sueltos y 
piroclásticos son elementos importantes del suelo (Regosol). 
Los pastizales subalpinos o zacatales, se caracterizan por la 
presencia de gramíneas amacolladas, ubicados de 2, 700 a 
4,300 msnm; frecuentemente son comunidades secundarlas 
inducidas por la sustitución de la vegetación original o por 
la destrucción del bosque. 
 
• Bosque Mesófilo de montaña. Existe un área muy reducida en 
cañadas protegidas de la insolación y de los vientos, en la 
parte baja de los volcanes, cerca de San Rafael y Amecameca, 
entre los 2,500 y 2,800 msnm, sobre suelos profundos, ricos 
en materia orgánica y húmedos durante casi todo el año. 
 
7.2 Subcuenca Curso Alto de la Cuenca Alta del Lerma 
 
Es uno de los sistemas Hidrológicos más importantes del país 
con una superficie estimada en 130,000 Km2, está macrocuenca ocupa 
amplias porciones de los Estados de México, norte de Michoacán, 
sureste de Querétaro, sur de Guanajuato, este, centro y norte de 
 38
Rodrigo E. Cobos Ramírez Descripción de las zonas 
Jalisco, Aguascalientes, sur de Zacatecas, sureste de Durango, y 
noroeste y centro de Nayarit (Jiménez, 1993). 
 
Esta región es drenada por el río Lerma y el río Grande 
Santiago como colectores principales, los cuales juntos 
desarrollan una longitud de 1,180 km sin contar los 76 km de 
extensión del Lago de Chapala que en el sistema, funciona como un 
reservorio natural e intermedio, de cuyo desfogue nace el río 
Grande Santiago que discurre por 475 km hasta su desembocadura en 
Río Asadero, al NW de San Blas, Nayarit. Por el contrario, el Río 
Lerma vierte su caudal al lago de Chapala después de un recorrido 
de 705 km desde su nacimiento en el altiplano más meridional del 
Valle de Toluca (Jiménez, 1993). 
 
La Cuenca Alta del Río Lerma, comprende una superficie de 
5,354 Km2, la cual se ubica en el Estado de México en los valles 
de Toluca e Ixtlahuaca y se compone por 32 municipios (Jiménez, 
2002). La cuenca Alta del río Lerma tiene los siguientes límites: 
al norte y este con los orígenes del río Pánuco y Valle de México, 
al sur con la cuenca del río Balsas, y al Oeste con la prosecución 
de la cuenca del río Lerma y subcuencas de los ríos La Laja y 
Zinapécuaro (Velasco, 1997). 
 
La forma de la cuenca podría asemejarse toscamente a un 
rectángulo, los lados mayores corresponderían a los parteaguas de 
la cuenca, donde se originan los tributarios izquierdos y 
derechos, y el lado sur representaría el origen del cuerpo 
receptor principal (río Lerma) y el lado norte la delimitación de 
la cuenca, de acuerdo a lo anterior, la cuenca se puede considerar 
exorréica, (parte inicial Lerma – Chapala – Santiago) (Velasco, 
1997). 
 
 39
Rodrigo E. Cobos Ramírez Descripción de las zonas 
El perfil longitudinal presenta el criterio hidrológico-
tectónico de la división de la Cuenca Alta del río Lerma en tres 
porciones: Curso Alto, al Curso Medio y al Curso Bajo. 
 
La subcuenca Curso Alto comprende la vertiente norte de la 
sierra Nahuatlaca-Matlazinca, así como la vertiente nororiental 
del Nevado del cual se ha considerado río Tejalpa. En esta área 
queda contenido el altiplano más meridional de la cuenca con 2,580 
msnm, hasta la presa Antonio Alzate, zona de transición a 2,570 m 
de altitud. Aproximadamente 9 km aguas abajo de la presa y a una 
altitud de 2,570 msnm, termina el curso alto del río Lerma al 
descender el escalonamiento tectónico del Valle de Ixtlahuaca 
formado por el bloque y el sistema de fallas de Perales (Jiménez, 
1993). 
 
Clima 
 
La Cuenca alta del Río Lerma está ubicada aproximadamente a 
unos 400 Km al sur del Trópico de Cáncer, lo que la sitúa en la 
faja de los grandes desiertos del hemisferio norte, no obstante 
las condiciones topográficas del sitio permiten a ésta mantenerse 
al margen de lo que implica ser una área desértica, ofrece 
condiciones de clima templado, a excepción de una región muy 
pequeña que corresponde a la zona del nevado de Toluca, en las 
partes altas, donde se presenta un clima frío de altura con 
condiciones muy bajas de temperatura (Jiménez, 2002). 
 
Las características de los climas existentes en la región, 
según la clasificación climática Koeppen modificada por Enriqueta 
García son las siguientes: 
 
C(w2) (w) b(i), se define como un clima templado subhúmedo 
con lluvias de verano y porcentaje de lluvia invernal inferior a 
cinco. Este tipo de clima ocupa más del 90% de la extensión de la 
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Rodrigo E. Cobos Ramírez Descripción de las zonas 
Cuenca. La precipitación total anual de la cuenca es de 844.33 mm, 
presentándose valores de hasta 1,200 mm, en las partes altas de la 
montaña. La temperatura media anual se encuentra en el promedio de 
12 a 16 oC, la máxima incidencia de lluvias se presenta en el mes 
de julio con valores que oscilan entre 150 y 160 mm; el mes más 
cálido es mayo, con una temperatura entre 14 y 15° C y el más frío 
es en el mes de enero, entre 11 y 12° C; debido a esta oscilación 
entre el mes más cálido y el mes más frío se considera un clima 
geotérmico, es decir sin gran variación en cuanto a temperatura 
(Jiménez, 2002). 
 
C(wl) (w), este grupo de literales caracteriza al clima 
templado subhúmedo; a diferencia del anterior, éste es más seco ya 
que tiene una humedad media dentro de la categoría de subhúmedo, 
presenta lluvias de verano donde el porcentaje invernal es también 
menor a 5, su humedad media está definida por los 700 a 800 mm de 
lluvia anuales y su temperatura promedio anual es de 12 a 14° C. 
(Jiménez, 2002). 
 
C(E)(WW2), este clima está definido como semifrío subhúmedo 
(el más húmedo de esta categoría) con lluvias de verano; se 
encuentra distribuido en las partes altas de la Cuenca como lo es 
el Nevado de Toluca, las Sierra de las Cruces, Monte Alto y el 
Cerro de Jocotitlári. Presenta una precipitación total anual 
superior a 800 mm. la temperatura media anual ésta oscila entre 
los 4 y 12° C. (Jiménez, 2002). 
C(E)(m)(w), es un clima semifrío, además de pertenecer a la 
categoría de los húmedos, tiene un régimen de lluvias de verano, 
que a diferencia del anterior supera los 1,000 mm. de, 
precipitación total anual, por esta razón es más, húmedo, se 
localiza en una pequeña porción de la Sierra de las Cruces, 
asociado a comunidades vegetales del tipo de bosque y praderas de 
alta montaña. 
 
 41
Rodrigo E. Cobos Ramírez Descripción de las zonas