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8 TESIS PRESENTAN: REYES LUNA DIANA. VELÁZQUEZ VÁZQUEZ CLAUDIA. ASESOR: M. EN C. MARÍA DEL ROSARIO MENDOZA GONZÁLEZ. México D. F. ABRIL, 2015. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE I N G E N I E R O C I V I L ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO ANÁLISIS DE INTENSIDADES CALCULADAS CON DISTINTAS METODOLOGÍAS, ZONA NORTE DEL DISTRITO FEDERAL. Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. i Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. ii Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. iii Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. iv Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. v Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. vi Hace algunos años cuando aún no decidía que profesión escoger una persona me dío esa hambre de ser alguien en la vida, me coloco las alas y preparo mi maleta, diciéndome que era lo mejor para mí, en esos momentos lo tome a mal y me dolió mucho pero gracias a ella ahora soy quien soy esa persona es mi mami Marí Cristi ¡Gracias mamita! A mi padre Felipe de Jesús por formarme a ser una persona de bien, todo lo que soy es gracias a ti ¡Gracias papi! Mis hermosos hermanos Pedro, David y Adán los adoro güeros son los mejores hermanos!, a mi única hermana Ruth por ser mi ejemplo a seguir, mi inspiración, por ayudarme a levantarme cuantas veces caí, por ser un apoyo incondicional ,mi mejor maestra de matemáticas, mi compañera durante este largo andar, ¡Gracias hermanilla! A Ricardo Vázquez Martínez, por el cariño y la motivación durante esta última etapa. A mi amiga Claudia Velázquez Vázquez por hacer este sueño realidad, ¡GRACIAS! Mis profesores durante estos 5 largos años que han contribuido a mi formación profesional, pero sobre todo a mis asesores: M. en C. María del Rosario Mendoza González e Ing. Jorge Zavala Aguilera. Diana Reyes Luna. Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. vii Este trabajo va dedicado a las personas más importantes en mi vida. Empezando por mis padres: María Eugenia y Juventino, maravillosas personas que me dieron la vida y que siempre me han inculcado y motivado a luchar por lo que quiero, a tener una mentalidad de libertad y a siempre verle el lado bueno a cada circunstancia en la vida, que sin importar las carencias que pasamos siempre me dieron la fuerza y el apoyo para cumplir cada uno de mis objetivos; y que me soportaron y me siguen soportando tanto en mis momentos buenos como en los malos. Que siempre me ayudaron a levantarme cada vez que me caía y más cuando no me sentía capaz de seguir adelante con la meta que me había fijado por lo cual les doy las gracias. Y que nunca me va a alcanzar la vida para agradecer todo que han hecho por mí. A mí abuelita Josefina, que aunque en este momento de vida ya no esté conmigo físicamente, sé que lo estas en mi corazón, que siempre con tus sabios consejos he logrado llegar a ser lo que soy y que siempre tengo en mi mente unas sabias palabras que me dijiste en cuando pasaba por un mal momento “Todo lo que hagas en esta vida te debe hacer feliz….. Sin importar qué decidas hacer con ella” y que trato de aplicar a diario, aunque en algunas ocasiones se me olviden. Que este momento de mi vida lo quería compartir contigo sé que en el lugar donde te encuentres estarás muy feliz por mí, muchas gracias por siempre estar en el momento que más te necesité. Y a mis hermanitas Elizabeth y Ailed por su apoyo, por soportarme en mis momentos buenos y sobre todo en los malos que fueron muchos, por ser mis compañeras de vida y siempre darme ánimos cuando lo necesité, en el ayudarme en la manera de sus posibilidades y aunque aún no me perdonen por no ponerlas en mi agradecimiento de mis fotos, y sobre todo por verme como su ejemplo a seguir y no puedo expresar la sensación que sentí cuando me dijeron esas palabras. Gracias. Y a todas esas personas que he conocido a lo largo de este camino de las cuales aprendí tanto cosas buenas como malas, las cuales me han traído triunfos como derrotas, a mis profesores y en especial a la M. en C. María del Rosario Mendoza González y al Ing. Jorge Zavala Aguilera. Claudia Velázquez Vázquez. Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. i ÍNDICE. Introducción .......................................................................................................... iv Objetivo ................................................................................................................. vi Justificación ........................................................................................................ vii Alcances.............................................................................................................. viii Antecedentes ........................................................................................................ ix Marco conceptual ............................................................................................... xiii Metodología ........................................................................................................ xvi CAPÍTULO I. ENTORNO GENERAL DEL DISTRITO FEDERAL. I.1 Localización geográfica ...................................................................................... 1 I.2 División geo estadística delegacional ................................................................. 2 I.3 Estaciones pluviográficas ................................................................................... 2 I.4 Relieve del Distrito Federal ................................................................................ 7 I.5 Hidrografía .......................................................................................................... 9 I.6 Clima y temperatura de la Ciudad de México ................................................... 10 CAPÍTULO II. GENERALIDADES DE LA ZONA NORTE DEL DISTRITO FEDERAL. II.1 Delimitación de la zona de estudio .................................................................. 12 II.1.1 Características de la delegación Gustavo A. Madero ................................... 12 II.1.2 Características de la delegación Azcapotzalco ............................................ 18 II.1.3 Características de la delegación Cuauhtémoc ............................................. 21 II.2 Infraestructura hidráulica ................................................................................. 22 II.3 Infraestructura de la red de drenaje en la zona de estudio ............................. 25 CAPÍTULO III. RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN PLUVIOMÉTRICA DE LA ZONA DE ESTUDIO. III.1 Recopilación de información proporcionada por el Sistema de Aguas de la Ciudad de México (SACMEX) ............................................................................... 27 Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. ii III.2 Recopilación de información de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) ................................................................................................. 27 III.3Análisis de información recopilada ................................................................. 27 III.3.1 Régimen de precipitaciones máximas anuales en 24 horas ........................ 29 III.4 Análisis probabilístico de precipitaciones máximas en 24 horas en las estaciones de la zona norte del Distrito Federal .................................................... 30 III.4.1 Funciones de distribución de probabilidad .................................................. 31 III.4.1.1 Distribución Normal .................................................................................. 31 III.4.1.2 Distribución Lognormal ............................................................................. 31 III.4.1.3 Distribución Gumbel ................................................................................. 32 III.4.1.4 Distribución Exponencial .......................................................................... 32 III.4.1.5 Distribución Gamma ................................................................................. 33 III.5 Selección de la mejor función: Prueba del Error estándar.............................. 33 III.6 Precipitaciones máximas en 24 horas para diferentes periodos de retorno para las estaciones en estudio ...................................................................................... 34 . CAPÍTULO IV. CÁLCULO DE INTENSIDADES PARA DISTINTOS PERIODOS DE RETORNO Y DURACIONES EN LA ZONA NORTE DEL DISTRITO FEDERAL. IV.1 Antecedentes ................................................................................................. 36 IV.1.1 Intensidades según ecuaciones i-d-Tr del Sistema de Aguas de la Ciudad de México (SACMEX) en la Zona Norte del Distrito Federal ................................. 36 IV.1.2 Intensidades según la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) en la Zona Norte del Distrito Federal ..................................................................... 41 IV.2 Ecuaciones de Kuichling para cálculo de intensidades .................................. 42 IV.2.1 Cálculo de Intensidades según ecuaciones de Kuichling en estaciones del Sistema de Aguas de la Ciudad de México (SACMEX) en la Zona Norte del Distrito Federal .................................................................................................................. 43 IV.3 Método del Manual de Hidráulica Urbana de la Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica (DGCOH), hoy SACMEX ............................ 47 Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. iii IV.3.1 Cálculo de intensidades con el Método del Manual de Hidráulica Urbana de la DGCOH ............................................................................................................. 52 CAPÍTULO V. ANÁLISIS DE RESULTADOS. V.1 Resultados esperados .................................................................................... 64 V.1.1 Comparativa de Resultados ......................................................................... 64 V.2 Interpretación de resultados .......................................................................... 125 CONCLUSIONES ............................................................................................... xvii RECOMENDACIONES ........................................................................................ xix BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... xx ÍNDICE DE TABLAS ........................................................................................... xxiii ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................ xxix ANEXOS. Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. iv INTRODUCCIÓN. A escala regional o local, las precipitaciones excepcionalmente abundantes son los eventos climáticos asociados con las situaciones de riesgo para la población, ya que suelen relacionarse con una mayor dificultad para su predicción, resultando difícil establecer su intensidad y pronosticar con certidumbre la fecha de ocurrencia. Las inundaciones en la Zona Norte del Distrito Federal aumentan por el desmedido crecimiento de la mancha urbana, la invasión de los cauces naturales, así como la deficiente urbanización y canalización del agua. Este proceso altera las condiciones naturales del suelo en la zona, porque al estar cubierto por fraccionamientos, disminuye notablemente su capacidad de filtración y retención de humedad, provocando un mayor escurrimiento de las aguas pluviales. La precipitación que se presenta en un tiempo determinado recibe el nombre de intensidad de precipitación (sus unidades son mm/hora). Este parámetro es básico en el diseño y revisión de obras civiles e hidráulicas, tanto a nivel local como a nivel estatal, regional, nacional e internacional. La correcta selección de los valores de intensidades permite dar seguridad a las obras y acciones realizadas con fines de aprovechamiento y control del agua pluvial, de ahí la importancia de contar con un método adecuado para su cálculo. En el presente trabajo se recopilan trabajos previos al respecto, específicamente en la Zona Norte del Distrito Federal; de dicha zona (integrada por las delegaciones: Gustavo A. Madero, Azcapotzalco y Cuauhtémoc) se abordan los aspectos generales del Distrito Federal (Capítulo I), en tanto que las particularidades de las demarcaciones se abordan en el Capítulo II; por otro lado, en el Capítulo III se recopila y analiza la información pluviométrica de la zona de Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. v estudio y se efectúa un análisis probabilístico de precipitaciones máximas anuales en 24 hrs., para estimar las lluvias para distintos periodos de retorno. En el Capítulo IV se presenta un estado del arte del tema, aplicando una metodología adicional para el cálculo de intensidades. En el Capítulo V se analizan los valores y se realiza una comparativa, finalizando con las conclusiones y recomendaciones derivadas del análisis de resultados. Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. vi OBJETIVO. Revisar diferentes metodologías para el cálculo de intensidades de lluvia en la Zona Norte del Distrito Federal, para distintas duraciones y periodos de retorno, realizando una comparativa de valores establecidos con instituciones como son el Sistema de Aguas de la Ciudad de México y la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, para poder así identificar los valores de aplicación más apropiados. Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. vii JUSTIFICACIÓN. El diseño y revisión de las obras hidráulicas dependen de parámetros como la intensidad de lluvia en diferentes periodos de retorno y duraciones, de igual forma, influye el medio físico circundante a la zona donde se piensa construir la obra. Aún cuando dependencias como el Sistema de Aguas de la Ciudad de México y la Secretaría de Comunicaciones y Transportes publican información relacionada a intensidades para diferentes periodos de retorno y duraciones, es recomendable realizar una comparativa de la información con diferentes metodologías para verificar que no existan discrepancias considerables; en el caso contrario, se puede buscar un acercamiento con las dependencias para revisar procedimientos y criterios para su cálculo, así como la calidad y cantidad de información en la que se basan dichos cálculos.Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. viii ALCANCES. o Establecer un marco de referencia para obtener información esencial del Distrito Federal. o Delimitación de la zona de estudio (delegaciones: Gustavo A. Madero, Azcapotzalco y Cuauhtémoc). o Recopilación de información geográfica, física y de precipitación de la zona de estudio, y depuración de ésta. o Elección y aplicación de la mejor metodología para el cálculo de intensidades de lluvia en diferentes duraciones y periodos de retorno. o Comparación de resultados obtenidos en las diferentes metodologías y la información proporcionada por el Sistema de Aguas de la Ciudad de México y la Secretaría de Comunicaciones y Transportes. o Establecer conclusiones y recomendaciones. Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. ix ANTECEDENTES. El agua desde el comienzo de la existencia de la tierra ha desempeñado una parte indispensable en el desarrollo de la vida, en la evolución de la civilización, un medio de comunicación y transporte; pero a su vez ha sido la causante de destrucción y devastación, demostrado el gran poder que tiene, siempre reclamando su camino original ante la invasión del ser humano ante ella. Las primeras civilizaciones de las que se cuenta información se asentaron a las orillas de los ríos, lo cual facilitó su desarrollo tanto económico como social. Los habitantes que poblaron América y en especial México, siguieron el mismo patrón. Desde la época antigua se desarrollaron prácticas de recolección y el almacenamiento de agua pluvial, ya fuera en depósitos subterráneos o en zanjas. Entre los almacenes subterráneos domésticos de mayor antigüedad se encuentran los de San José Moyote de 1000 a.C. y Tierra Largas de 900 a.C. La mayoría de las antiguas ciudades mesoamericanas contó con desagües subterráneos que corrían por sus edificaciones y patios y que se conectaban con redes externas en las orillas para irrigar parcelas agrícolas (Comisión Nacional del Agua, 2009). La Ciudad de Tenochtitlan, fundada en el año de 1325 contaba con un sistema de lagos y ríos conectados con el resto del valle por 4 diques. Los lagos fueron usados como fuente de alimentos, transporte fluvial, aprovechamiento para el riego de las parcelas. El agua para el consumo humano, era suministrada por acueductos desde los manantiales del cerro de Chapultepec. Su infraestructura hidráulica se basó en canales, diques; drenajes formados por tuberías de barro hechas de piezas ensambladas; así como subterráneos de Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. x piedra basáltica labrada, cuyos tramos se unían con chapopote y mezcla, estanques y la construcción de chinampas para el desarrollo de la agricultura (Figura 1) (Wikipedia, 2013) (Comisión Nacional del Agua, 2009). Figura 1. Chinampas de Tenochtitlan (El dardo de la palabra, 2012). La ciudad de Tenochtitlan era propensa a inundaciones; por tal motivo fue necesaria la construcción en Texcoco de un dique de 16 kilómetros de largo el cual tuvo como objetivo controlar las inundaciones. Durante la llegada de los españoles algunos métodos de construcción de obras hidráulicas cambiaron. Como la mayor parte de los ríos del valle de México eran perenes, los españoles los usaron como drenaje aislando los lagos existentes. En las tierras que fueron drenados los lagos, se construyeron casas que con el paso del tiempo sufrieron inundaciones a consecuencia de que los españoles habían destruido la infraestructura hidráulica que los aztecas construyeron (Comisión Nacional del Agua, 2009). Debido a las frecuentes inundaciones, el Virrey Luis de Velasco decidió vaciar por completo el lago de Texcoco, decidiendo la construcción de un canal para aliviar las constantes inundaciones desviando el agua hacia el Lago de Zumpango y de ahí hacia el río Tula, en Hidalgo; esta obra estuvo tan mal planeada que murieron cerca de 20,000 indígenas (Wikipedia, 2013). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. xi En 1607 se realizó el primer desagüe de los lagos de Anáhuac, acto insuficiente, ya que surgieron inundaciones en los siglos XVII y XVIII. Iniciándose en 1637 la construcción de un canal abierto para enviar el agua residual hacia el río Tula, por falta de presupuesto fue concluido en 1788; con esta obra hidráulica se redujo considerablemente el volumen de los lagos Texcoco y Zumpango. Entre los siglos XVIII y XIX los canales eran utilizados como vías de transporte permitiendo la comunicación entre la ciudad y los pueblos del sur. El presidente Porfirio Díaz inauguró el sistema de desagüe del valle impidiendo con ello el crecimiento de los cuerpos de agua en el suelo capitalino (Figura 2) (Wikipedia, 2013). Figura 2. Ciudad de México en la época colonial (Los grandes proyectos actuales, 2014). El gobierno Porfirista canalizó las aguas de los manantiales Xochimilco y Atlapulco para abastecer de agua al centro de la ciudad; la mayor parte de ellos están secos hoy en día. Durante el siglo XIX desaparecieron los manantiales de Chapultepec que desde la época prehispánica dotaron de agua a la población de México, el agua de los ríos que desciende del Distrito Federal es conducida al lago de Texcoco y al Gran Canal del desagüe para ser drenada hacia el Golfo de México (Wikipedia, 2013). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. xii Después de la segunda mitad del siglo XIX, cambiaron las condiciones en el ámbito del agua y el saneamiento, por lo cual, los ingenieros consideraron que el sistema antiguo de distribución no era apto para garantizar el suministro de agua a la población, por lo cual propusieron se elevara el consumo per cápita del agua por habitante y el uso de una red de distribución de agua a partir de tuberías interconectadas (Comisión Nacional del Agua, 2009). El 17 de Marzo de 1900 se inaugura el túnel de Tequixquiac, que constó de dos etapas, la segunda etapa comenzó en 1937 y concluyó en 1954; en la actualidad se le conoce como el Nuevo túnel de Tequixquiac el cual desemboca en la barranca de Acatlán, Hidalgo. El río de la Piedad Viaducto fue pensado como recurso sanitario y vialidad, su construcción comenzó en el año de 1951 con las obras de entubado, desazolve y limpieza del río de la Piedad y se concluyó la obra en 1970. En 1967 se construyó la primera red de drenaje profundo (Figura 3). En el año de 1983 se dió inicio a la construcción del Acueducto Perimetral del Distrito Federal (Sistema de Aguas de la Ciudad de México, 2014). Figura 3. Drenaje profundo del Distrito Federal (Sistema de Aguas de la Ciudad de México, 2014). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. xiii MARCO CONCEPTUAL. La precipitación es una parte importante en el ciclo hidrológico, definido como la circulación del agua de la tierra a la atmósfera y de la atmósfera a la tierra: evaporación del suelo, mar o agua continental, condensación de nubes, precipitación, acumulación en el suelo o masas de agua y reevaporización (Daniel Francisco Campos Aranda, 1998). El estudio de las precipitaciones es de suma importancia, los datos se obtienen por medio de estaciones pluviográficas, que tienen como finalidad el registro de la lluvia. La información generada del registro de la estación es sometida a cálculos por diferentes métodos para así conocer las precipitaciones en diferentes duraciones y periodos de retorno; se utilizan para analizar y calcular las crecidas y el impacto o daño que causan en cuanto no son controladas. Las precipitacionesson necesarias para el diseño y dimensionamiento de obras civiles, y a su vez para que éstas puedan operar de forma adecuada: he aquí la importancia de conocer las precipitaciones. Las curvas de intensidad-duración-periodo de retorno i-d-Tr, resultan de unir los puntos representativos de la intensidad media en intervalos de diferente duración, junto con la definición de la curva, surgen otros elementos a considerar como son la intensidad y la duración de la precipitación, la frecuencia o la probabilidad de excedencia de un determinado evento (Daniel Francisco Campos Aranda, 1998). Existen básicamente dos métodos para la determinación de las curvas i-d-Tr: El primero de intensidad-periodo de retorno, relaciona estas dos variables para cada duración por separado mediante alguna de las funciones de distribución de probabilidad usadas en la hidrología, que son: distribución Normal, distribución Lognormal, distribución Gamma, distribución Gumbel y Distribución Exponencial. El segundo método relaciona simultáneamente las tres variables en una familia de Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. xiv curvas cuya ecuación se presenta a continuación (Francisco J. Aparicio Mijares, 2008). 𝑖 = 𝑘𝑇𝑚 (𝑑)𝑛 ................................................................................................ Ecuación 1 Donde: i= intensidad de lluvia en mm/hra. T= Periodo de retorno en años. d= duración en minutos. k,m,n= parámetros adimensionales de la ecuación obtenidos mediante regresión lineal múltiple. Existen distintos métodos para calcular las precipitaciones y las intensidades de diseño; en éste último caso, y a efectos del presente trabajo, se trabajará con dos metodologías. Por una parte, se retomarán cálculos de trabajos previos empleado las ecuaciones de Kuichling. La segunda, se analizarán intensidades con el método del Manual de Hidráulica Urbana de la Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica (DGCOH). Para la aplicación de las ecuaciones de Kuichling es necesario contar con parámetros básicos como longitud y pendiente media del cauce principal, así como el área de la cuenca. De no tener un cauce principal o colector, se pueden proponer duraciones. En cuanto a información climatológica, debemos tener los registros de precipitaciones máximas anuales en 24 hrs., a los cuales se les realiza un ajuste mediante Funciones de Distribución de Probabilidades. Al aplicar el método del Manual de Hidráulica Urbana de la Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica (DGCOH) es necesario contar con las coordenadas de las estaciones climatológicas y su área de influencia, determinada mediante polígonos de Thiessen. A partir de esta información, se aplica el método, basado en un mapa de isoyetas de precipitación para una duración de 30 minutos y período de retorno de 5 años; al valor de precipitación visualizado se le realizan Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. xv ajustes por duración, período de retorno y por área (Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica, Secretaría de Obras y Servicios, 1982). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. xvi METODOLOGÍA. Para el presente trabajo se adoptó la siguiente metodología: 1. Investigación bibliográfica referente a los distintos métodos para el cálculo de intensidades a emplear con diferentes tiempos de retorno. 2. Recopilación de los registros existentes de intensidades en la Zona Norte del Distrito Federal considerando solo tres delegaciones Gustavo A. Madero, Azcapotzalco y Cuauhtémoc (Información proporcionada por el Sistema de Aguas de la Ciudad de México y la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, de las estaciones pluviográficas existentes en el Distrito Federal). Realizando la comparación de los métodos utilizados para conocer los valores de cada uno y el margen de error. 3. Análisis probabilístico de la información pluviométrica recopilada. 4. Aplicación del método del Manual de Hidráulica Urbana de la DGCOH. 5. Procesamiento y análisis de la información obtenida en cada uno de los métodos revisados. 6. Análisis de resultados y conclusiones del estudio. Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 1 CAPÍTULO I. ENTORNO GENERAL DEL DISTRITO FEDERAL. I.1 Localización geográfica. La Ciudad de México, o mejor conocido como Distrito Federal cuenta con 16 delegaciones (Figura1.1) y una superficie de 1495 km2 siendo la menos extensa en el país (representa el 0.1 % de la superficie). Colinda al norte, este y oeste con el Estado de México y al sur con el estado de Morelos. Tiene las siguientes coordenadas geográficas: al norte 19°25’10”, al oeste 99°08’ 44”. Ocupa la décima parte de la cuenca del Valle de México. El Distrito Federal presenta un gran asentamiento de habitantes, conformado en el 2010 por 8’851,080, de los cuales 4’233,783 son hombres y 4’617,297 son mujeres (INEGI, 2013). Figura 1.1 Delegaciones del Distrito Federal (WORLD MAPS, 2014). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 2 I.2 División geo estadística delegacional. El Distrito Federal cuenta con 16 delegaciones, mismas que se muestran en la Tabla 1.1 donde se observa la población, superficie y densidad de habitantes de cada delegación. Tabla 1.1 Características de las delegaciones del Distrito Federal. Delegación política Población (2010) Superficie (km²) Densidad de habitantes (km²) Álvaro Obregón 727,034 96.17 7.34 Azcapotzalco 414,711 33.66 12.63 Benito Juárez 385,439 26.63 13.33 Coyoacán 620,416 54.40 11.54 Cuajimalpa de Morelos 186,391 74.58 2.32 Cuauhtémoc 531,831 32.40 16.09 Gustavo A. Madero 1’185,772 94.07 12.68 Iztacalco 384,326 23.30 16.95 Iztapalapa 1’815,786 117.00 15.56 Magdalena Contreras 239,086 74.58 3.06 Miguel Hidalgo 372,889 46.99 7.52 Milpa Alta 130,582 228.41 5.07 Tláhuac 360,265 85.34 4.03 Tlalpan 650,567 312.00 2.08 Venustiano Carranza 430,978 33.40 13.39 Xochimilco 415,007 122.00 3.42 Fuente: Elaboración propia con base a (Wikipedia, 2014). I.3 Estaciones pluviográficas. El Distrito Federal cuenta con 78 estaciones, de las cuales el Sistema de Aguas de la Ciudad de México (SACMEX) solo tiene a su cargo 69; las ubicaciones se muestran en la Tabla 1.2. Tabla 1.2.Ubicación de Estaciones pluviográficas a cargo del SACMEX. No. ESTACIONES. UBICACIÓN. COORDENADAS COORDENADAS ALTITUD. LATITUD. PUESTO CENTRAL. Netzahualcóyotl No. 109 4to piso, Colonia Centro, Delegación Cuauhtémoc C.P. 06080 99° 06´ 1.07046" 19° 24´ 21.34794" Fuente: Elaboración propia con base a (SACMEX, 2010). http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81lvaro_Obreg%C3%B3n_(Distrito_Federal) http://es.wikipedia.org/wiki/Azcapotzalco http://es.wikipedia.org/wiki/Benito_Ju%C3%A1rez_(Distrito_Federal) http://es.wikipedia.org/wiki/Coyoac%C3%A1n http://es.wikipedia.org/wiki/Cuajimalpa http://es.wikipedia.org/wiki/Cuauht%C3%A9moc_(Distrito_Federal) http://es.wikipedia.org/wiki/Gustavo_A._Madero_(Distrito_Federal) http://es.wikipedia.org/wiki/Iztacalco http://es.wikipedia.org/wiki/Iztapalapa http://es.wikipedia.org/wiki/Magdalena_Contreras http://es.wikipedia.org/wiki/Miguel_Hidalgo_(Distrito_Federal) http://es.wikipedia.org/wiki/Milpa_Alta http://es.wikipedia.org/wiki/Tl%C3%A1huac http://es.wikipedia.org/wiki/Tlalpan http://es.wikipedia.org/wiki/Venustiano_Carranza_(Distrito_Federal) http://es.wikipedia.org/wiki/Xochimilco Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 3Tabla1.2 (Continuación).Ubicación de estaciones pluviográficas a cargo del SACMEX. No. ESTACIONES. UBICACIÓN. COORDENADAS COORDENADAS ALTITUD. LATITUD. 1 TANQUE CHALMITA Sor Juana Inés de la Cruz Interior del Deportivo, Col. Loma de la Palma Delegación Gustavo A. Madero 99°08´ 43.92101" 19° 33´ 21.64717" 2 REMEDIOS. Río de los Remedios y Av. Lázaro Cárdenas Norte Col. Progreso Nacional Delegación Gustavo A. Madero 99°09´ 19.49203" 19° 30´ 54.00614" 3 LINDAVISTA. Insurgentes y Ticomán Col. Lindavista, Delegación Gustavo A. Madero 99°07´ 15.21819" 19° 29´ 23.92922" 4 COYOL. Av. Gran Canal y Ote. 157 Col. Unidad Habitacional Eduardo Molina Delegación Gustavo A. Madero 99°05´ 24.40232" 19° 29´ 05.06204" 5 GENERADORA 101. Oriente 101 y Tlacos Col. San Juan de Aragón Delegación Gustavo A. Madero 99°05´ 56.70123" 19° 27´ 31.62158" 6 ROSARIO. Av. De las Culturas y Av. Ixtacala Col. San Pablo Xalapa Delegación Azcapotzalco 99°11´ 27.17590" 19° 30´ 36.13025" 7 CAMPAMENTO MECOAYA. Mecoaya y San Simón Marcos Col. Barrio de San Marcos Delegación Azcapotzalco 99°10´ 58.44136" 19° 29´ 13.01745" 8 NUEVA SANTA MARÍA. Torongil y Tomillo Col. Allende Delegación Azcapotzalco 99°09´ 55.95114" 19° 28´ 09.66615" 9 SAN JOAQUÍN. 19 de Febrero y Narciso N. y Acueducto Río Lerma Col. Ávila Camacho Delegación Miguel Hidalgo 99°13´ 41.76488" 19° 26´ 12.67044" 10 TIZOC. Tizoc y Tonatzin Col. Tlaxpana Delegación Miguel Hidalgo 99°10´ 14.45383" 19° 25´ 22.73442" 11 G.D.F (Zócalo) Pino Suárez y Plaza de la Constitución Col. Centro Delegación Cuauhtémoc 99°07´ 57.67234" 19° 25´ 53.39955" 12 MARCOS CARRILLO. Marcos Carrillo y Viaducto Col. Asturias Delegación Cuauhtémoc 99°08´ 02.23116" 19° 24´12.35663" 13 LÓPEZ MATEOS. Río Churubusco y Suárez Ocaña Col. Pantitlan Delegación Venustiano Carranza 99°04´ 09.19950" 19° 25´ 15.91600" 14 CHURUBUSCO LAGO. Bordo de Xochiaca s/n junto a la Alameda Oriente Delegación Venustiano Carranza 99°02´ 50.81785" 19° 26´ 32.07967" 15 TRIÁNGULO. Av. Observatorio y Av. Constituyentes Col. Belén de la Flores Delegación Álvaro Obregón 99°13´ 05.90220" 19° 23´ 50.25443" 16 SANTA FÉ. Santa Fé. esquina Carlos Lazo Col. Cruz Manca Delegación Cuajimalpa 99°15´ 55.06598" 19° 21´ 44.45665" Fuente: Elaboración propia con base a (SACMEX, 2010). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 4 Tabla 1.2 (Continuación).Ubicación de Estaciones pluviográficas a cargo del SACMEX. No. ESTACIONES. UBICACIÓN. COORDENADAS COORDENADAS ALTITUD. LATITUD. 17 TANQUE LIENZO. Glacial O Las Torres entre Ángel María y Francisco de la Masa Col. Olivar de los Padres Delegación Álvaro Obregón C.P. 01780 99° 13´ 5.29839" 19° 20´ 6.06081" 18 CENTRO UNIVERSIDAD. Miguel A. de Quevedo No. 158 Esq. Av. Universidad Col. Hacienda de Guadalupe Chimalistac Delegación Álvaro Obregón C.P. 01050 99° 10´ 2.20040" 19° 20´51.93782" 19 RADIO COMUNICACIÓN. Av. Coyoacán y Viaducto Col. Del Valle Delegación Benito Juárez 99° 10´ 4.01956" 19° 23´ 7.71016" 20 MUNICIPIO LIBRE. Amacuzac, esq. Municipio Libre Col. Ampliación Sinatel Delegación Iztapalapa C.P. 09479 99° 07´39.86989" 19° 21´ 6.47539" 21 TANQUE EL CARTERO Cda. De Tlapexco Col. Vista Hermosa Delegación Cuajimalpa 99° 16´ 6.40584" 19° 22´ 6.05599" 22 LA VENTA. Pueblo de la Venta junto a la estación de bomberos Delegación Cuajimalpa 99° 18´ 9.25605" 19° 20´ 0.67130" 23 EL ZARCO. Carretera libre a Toluca Col. Parque Acuícola el Zarco Delegación Cuajimalpa 99° 21´ 0.56004" 19° 17´43.60172" 24 SAN FRANCISCO. Tlalixcoyan e Ixhuacán Col. San Francisco Delegación Magdalena Contreras 99° 14´21.02627" 19° 18´42.41585" 25 RÍO MAGDALENA. Camino a los Dinamos s/n Col. Parque Nacional los Dinamos Delegación Magdalena Contreras 99° 15´ 2.63430" 19° 17´19.68004" 26 MONTE ALEGRE. Carretera al Ajusco Km. 21.600 Delegación Magdalena Contreras 99°16´ 48.58886" 19° 13´47.51804" 27 PLANTA XOTEPINGO. Xotepingo N. 99, Col. Cd. Jardín Delegación Coyoacán 04370 99° 08´40.60032" 19° 19´58.32302" 28 ACULCO. Av. Río Churubusco y Apatlaco Col. Aculco Delegación Iztapalapa 99° 05´ 9.32388" 19° 22´ 5.03896" 29 EJÉRCITO DE ORIENTE. Av. Guadalupe y Av. Xacapuastla Col. Ejército de Oriente Delegación Iztapalapa 99° 02´ 3.80301" 19° 22´46.86693" 30 PLANTA CERRO DE LA ESTRELLA. Calzada de San Lorenzo s/n Col. San Juan Xalpa Delegación Iztapalapa 99° 04´38.16727" 19° 20´13.79445" 31 SUBESTACIÓN SANTA CATARINA. Av. Presidentes esq. Nicolás Bravo al norte de la Autopista México- Puebla Col. Emiliano Zapata Municipio de la Paz 98° 58´ 0.40183" 19° 20´ 1.92931" Fuente: Elaboración propia con base a (SACMEX, 2010). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 5 Tabla 1.2 (Continuación).Ubicación de Estaciones pluviográficas a cargo del SACMEX. No. ESTACIONES. UBICACIÓN. COORDENADAS COORDENADAS ALTITUD. LATITUD. 32 PLANTA POTABILIZADORA SANTA CATARINA. Temoaya s/n Col. Santa Catarina Delegación Tláhuac 99°01´ 34.96007" 19°18´ 06.58900" 33 TLÁHUAC. Carretera Tlaltenco frente al riachuelo serpentino Col. Sta. Catarina Delegación Tláhuac 90°00´ 46.31937" 19°16´ 58.27080" 34 BOSQUE DE TLALPAN. Camino a Sta. Teresa entre Zacatepetl y Av. De las Espuelas (dentro del Bosque de Tlalpan Col. Villa Charra del Pedregal Delegación Tlalpan C.P. 14010 99°11´ 42.64582" 19°17´ 32.84175" 35 VILLA COAPA. Prolongación División del Norte, Esq. Av. Canal de Miramontes Col. Villa Coapa Delegación Tlalpan C.P. 14390 99°07´ 35.77040" 19°17´ 12.08689" 36 SAN PEDRO MÁRTIR. Cda. Diligencias Col. Ticorral Delegación Tlalpan 99°10´ 12.20301" 19°15´ 46.73211" 37 AJUSCO. Pedro Moreno y Nicolás Bravo Col. Sto. Tomás Ajusco Delegación Tlalpan 99°12´ 38.37733" 19°13´ 09.09255" 38 TOPILEJO. Prolongación Chabacano s/n Col. Pedregal Topilejo Delegación Tlalpan 99°07´ 49.89484" 19°12´ 12.23784" 39 CASETA FORESTAL (PARRES). Carretera libre a Cuernavaca en la Planta T. Parres Delegación Tlalpan 99°10´ 17.72376" 19°08´ 14.11832" 40 GERENCIAS DE AGUAS DEL VALLE DE MÉXICO SUR. Paseos Sta. Sicilia Entre Arles y Balbek Col. Lomas Estrella 2da. Sección Delegación Iztapalapa C.P. 09890 99°05´ 55.46855" 19°19´ 06.40920" 41 PLANTA NATIVITAS. Calzada Xochimilco-Tulyehualco Col. Pueblo de Nativitas Delegación Xochimilco 99°05´ 38.47346" 19°14´ 49.48960" 42 PLANTA SAN LUIS TLAXIALTEMALCO. Av. Aquiles Serdán Col. Cuauhtémoc, Pueblo San Luis, Delegación Xochimilco 99°01´ 44.49463" 19°15´ 35.74383" 43 MILPA ALTA. Camino a San Lorenzo s/n Chihuahua y Sinaloa Barrio San Mateo Delegación Milpa Alta 99°01´ 38.67575" 19°11´ 13.89306" 44 BARRIENTOS. Valle del Oro y Valle de Nardos "A" Izcalli del Valle Municipio de Tultitlán 99°11´ 05.11276" 19°34´ 51.65652" 45 VASO DE CRISTO. Puente de Vigas y Fco. I. Madero Col. Puente de Vigas Municipio de Tlalnepantla 99°12´ 49.25173" 19°30´ 39.73587" Fuente: Elaboración propia con base a (SACMEX, 2010). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 6 Tabla 1.2 (Continuación).Ubicación de Estaciones pluviográficas a cargo del SACMEX. No. ESTACIONES. UBICACIÓN. COORDENADAS COORDENADAS ALTITUD. LATITUD. 46 CHICONAUTLA I. Av. Acueducto y Miguel Hidalgo Municipio de Panorámicas Ecatepec 99°02´ 28.25841" 19°35´ 38.60194" 47 CHICONAUTLA II. Morelos y Calzada Tlatelolco San Juan Ixhuatepec Municipio de Tlalnepantla 99°06´ 30.11725" 19°30´ 56.66728" 48 PALMAS. Av. Gustavo Baz Col. Héroes de la Revolución Municipio de Naucalpan 99°15´ 17.91565" 19°25´ 47.89391" 49 EL VENADO. Camino a Huixquilucan s/n Col. La Mesa Municipio Huixquilucan 99°20´ 04.28801"19°23´ 01.37354" 50 100 METROS. Av. Cuitlahuac y Eje Central Col. Tlacamaca Delegacional Gustavo A. Madero 99°08´ 12.16361" 19°28´ 14.93265" 51 PEÑÓN. Río Consulado (Cerro del Peñón) Col. Peñón de los Baños Delegacional Venustiano Carranza 99°04´ 56.01012" 19°26´ 28.89265" 52 DEPORTIVA. Circuito Int. Y Viaducto Río Piedad Col. Granjas México, Delegacional Iztacalco 99°05´ 46.32944" 19°24´ 31.25933" 53 LA QUEBRADORA. Av. Ermita Iztapalapa esq. Calle Camino de las Minas Col. Xalpa Del. Iztapalapa 99°01´ 14.62262" 19°20´ 42.53960" 54 CAIDA DEL BORRACHO. Camino a Huixquilucan Municipio de Huixquilucan 99°17´ 55.03085" 19°24´ 24.05772" 55 YAQUI. Cedros y J. Ma. Castorena Col. San José de los Cedros Delegación Cuajimalpa 99°17´ 12.47071" 19°21´ 49.45278" 56 DESIERTO DE LOS LEONES. Convento del Desierto de los Leones Delegación Cuajimalpa 99°18´ 38.46547" 19°18´ 47.54781" 57 SAN BARTOLO AMEYALCO. Morelos y Vicente Guerrero Col. Pueblo de San Bartolo Ameyalco Delegación Álvaro Obregón 99°16´ 27.02282" 19°19´ 48.85257" 58 CÁRCEL DE MUJERES. Ermita Iztapalapa y Zaragoza Col. Lomas de Zaragoza Delegación Iztapalapa 98°59´ 53.10515" 19°21´ 22.51908" 59 TETELCO. Guerrero e Insurgentes Col. San Nicolás Tetelco Delegación Tláhuac 98°58´ 16.98862" 19°12´ 39.95347" 60 HUAYATLA. Ocotes s/n y 12 de octubre Col. Huayatla Delegación Magdalena Contreras 99°15´ 53.23492" 19°18´ 17.93855" 61 SAN SALVADOR CUAUTENCO. Cda. Jalapa y San Salvador Cuautenco Col. Pueblo de San Salvador Delegación Milpa Alta 99°05´ 24.90576" 19°11´ 26.04229" Fuente: Elaboración propia con base a (SACMEX, 2010). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 7 Tabla 1.2 (Continuación). Ubicación de Estaciones pluviográficas a cargo del SACMEX. No. ESTACIONES. UBICACIÓN. COORDENADAS COORDENADAS ALTITUD. LATITUD. 62 SIERRA DE GUADALUPE. Zona Montañosa de la Sierra de Guadalupe Del. Gustavo a Madero 99°07´ 19.92514" 19° 34´ 19.73662" 63 SANTA ANA TLACOTENCO. Carretera México Oaxtepec, Km. Delegación Milpa Alta 98°58´ 15.91925" 19° 08´ 32.18641" 73 PLANTA CHAPULTEPEC. Bosques de Chapultepec 2da. Sección Delegación Miguel Hidalgo 99°12´ 07.56009" 19° 25´ 26.96569" 74 DEL VALLE. Heriberto Frías entre Matías Romero y Pilares Col. Del Valle Sur Delegación Benito Juárez C.P. 03100 99°09´ 46.42142" 19° 22´ 42.93540" 75 ESTADIO AZTECA. Leonardo Oliva entre Luis Murillo y Av. Del Imán Col. Bosques de Tetlalmeya Delegación Coyoacán C.P. 04730 99°09´ 07.33763" 19° 18´ 01.88583" 76 LUMBRERA 4 IOS (Antes El Moral). Leyes de Reforma y 22 de Dic. de 1860 Col. Leyes de Reforma Delegación Iztapalapa 99° 04´49.38950" 19° 22´21.424509” 77 TARANGO. Tarango y Cinco de Mayo Col. Parque Delegación Álvaro Obregón 99°12´ 45.68253" 19° 21´ 39.33987" 78 PLANTA ABASOLO. Arboleda entre la Gloria y el Río San Buenaventura Col. Pueblo San Miguel Ajusco Del. Tlalpan 99°11´ 37.17740" 19° 14´ 04.22189" Fuente: Elaboración propia con base a (SACMEX, 2010). I.4 Relieve del Distrito Federal. El Distrito Federal se localiza en la provincia de los lagos y volcanes del Anáhuac. En el límite norte se localiza la Sierra de Guadalupe, que está formado por un conjunto de montañas que forman una herradura; está conformada por el cerro de El Guerrero siendo éste su punto más alto y el cerro del Chiquihuite. En el centro oriente se localiza la Sierra de Santa Catarina, formada por una cadena de volcanes apagados los cuales son: Xaltepec con una altura de 2500 msnm, Tecuauhtzin o Santiago con una altura de 2640 msnm, Guadalupe o El Borrego con una altura de 2820 msnm y La Caldera con una altura de 2400 msnm, y los cerros Yohualixqui con una altura de 2420 msnm, Tetecón con una altura de 2480 msnm y de la Estrella con una altura de 2460 msnm (Wikipedia, 2013). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 8 En la zona donde se halla la mayor parte de los habitantes del Distrito Federal sólo es interrumpida por pequeñas lomas y cerros, uno de ellos es el peñón de los Baños que se encuentra cerca del aeropuerto del Distrito Federal y el peñón Viejo que se localiza al sureste, en la salida a Puebla. En el poniente a unos kilómetros del centro de la ciudad, se sitúa el cerro de Chapultepec. Entre las delegaciones Miguel Hidalgo, Cuajimalpa de Morelos y La Magdalena Contreras se encuentra la sierra de las Cruces. Y por último en el sur se encuentra el volcán del Ajusco, siendo éste el punto más alto del Distrito Federal con 3930 msnm. En la Tabla 1.3 se muestran las principales elevaciones del Distrito Federal y en la Figura 1.2 se aprecia su relieve (Wikipedia, 2013). Tabla 1.3. Principales elevaciones del Distrito Federal. Nombre Altitud (metros sobre el nivel del mar) Cerro la Cruz del Marqués (Ajusco) 3,930 Volcán Tláloc 3,690 Cerro Pelado 3,620 Cerro El Charco 3,530 Volcán Cuautzin 3,510 Volcán Chichinautzin 3,490 Volcán Guadalupe (El Borrego) 2,820 Cerro del Chiquihuite 2,730 Volcán Teuhtli 2,710 Cerro de la Estrella 2,450 Cerro de Chapultepec 1,280 Fuente: Elaboración propia con base a (INEGI , 2014). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 9 Figura 1.2. Relieve del Distrito Federal (México, 2014). I.5 Hidrografía. El Distrito Federal está ubicado en las siguientes cuencas: la del Pánuco, la del Río Balsas, Lerma de Santiago; y principalmente en la cuenca del Río Moctezuma con un 94.09 %, la del Balsas Mezcala con un 4.6 % y Lerma de Toluca con 0.5 % de la superficie del Distrito Federal (Enciclopedia de los Municipios y las delegaciones de México, 2014). Cuenta con los siguientes ríos: Agua de Lobo, Los Remedios, Tacubaya, Becerra, Santo Desierto, La Magdalena, San Buenavista, El Zorrillo y Oxaixtla; con los siguientes ríos entubados: Mixcoac, Churubusco, La Piedad y Consulado; además con los canales de: Chalco, Apatlaco, Canal Nacional, Cuemanco y del Desagüe; algunas de sus presas son: Anzaldo y Mixcoac (Canutillo); y los lagos: Xochimilco, Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 10 San Juan de Aragón (artificial) y Chapultepec (artificial); ésto se puede observar en la Figura 1.3 (INEGI, 2014). Figura 1.3 Hidrografía del Distrito Federal (México, 2014). I.6 Clima y temperatura de la Ciudad de México. Por su posición geográfica, el Distrito Federal es una zona templada. La temporada húmeda abarca de mayo a noviembre, aunque la pluviosidad es mayor entre los meses de junio y agosto. La temperatura anual promedio varía entre 12 y 16 °C, dependiendo de la altitud de la delegación. Las más bajas temperaturas usualmente registradas durante Enero y Febrero, pueden ir de -2 °C a -5 °C, las máximas temperaturas entre la primavera y verano pueden alcanzar los 32 °C. En la mayor parte de su territorio se presenta clima templado subhúmedo (87 %), en el resto se encuentra clima seco y semiseco (7 %) y templado húmedo (6 %) como se observa en la Figura 1.4 (Wikipedia, 2013). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 11 Figura1.4 Clima de la Ciudad de México (Wikipedia, 2013). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 12 CAPÍTULO II. GENERALIDADES DE LA ZONA NORTE DEL DISTRITO FEDERAL. II.1 Delimitación de la zona de estudio. La realización del proyecto se enfocará en la Zona Norte del Distrito Federal: delegaciones Gustavo A. Madero, Azcapotzalco y Cuauhtémoc como se muestra en la Figura 2.1. Figura 2.1 Ubicación de la zona de estudio (Elaboración propia). II.1.1. Característicasde la Delegación Gustavo A. Madero. La delegación Gustavo A. Madero (Figura 2.2) se ubica en el extremo Noreste del Distrito Federal con las siguientes coordenadas 19°28’56” N 99°06’45” O, tiene Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 13 una extensión de 95 km2; colinda con los municipios Coacalco de Berriozábal, Tlalnepantla de Baz, Ecatepec de Morelos, Nezahualcóyotl y Tultitlán y con las delegaciones Venustiano Carranza, Cuauhtémoc y Azcapotzalco (Wikipedia, 2014). Figura 2.2 Ubicación de la delegación Gustavo A. Madero (Gobierno del Distrito Federal, 2014). Contaba con una población de 1’185,772 de los cuales 571,233 eran hombres y 614,539 eran mujeres en el año 2010, con una totalidad de 320,633 viviendas. La densidad de población de suelo urbano asciende a 13,599 hab/km2 ocupando así el quinto lugar en la Ciudad de México. Debido a su ubicación se encuentra en una zona estratégica con respecto a varios municipios conurbados del Estado de México, por ella atraviesan importantes arterias que conecta la Zona Central con la Zona Norte del área Metropolitana tales como son Av. Insurgentes Norte hasta la carretera a Pachuca, el Eje 3 Oriente (Avenida Eduardo Molina), el eje 5 Norte (Calzada San Juan de Aragón) que se conecta con la Avenida Hank González; y en su zona poniente se ubica la Calzada Vallejo, el eje central Lázaro Cárdenas y el anillo Periférico Norte. Dentro de su demarcación territorial, se ubica la terminal Central de Autobuses del Norte; está comunicada por varias estaciones del metro entre ellas Indios Verdes, La Raza, Politécnico, Deportivo Oceanía; al igual con Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 14 estaciones del Metrobús y con 3 líneas de Trolebús las cuales son: Línea A: Corredor cero emisiones-Eje Central, Línea CP: Circuito Politécnico y Línea LL San Felipe de Jesús/Metrobús, tal y como se observa en la Figura 2.3 (Wikipedia, 2014). Figura 2.3 Vialidades de la Delegación Gustavo A. Madero (INEGI, Prontuario de información geográfica delegacional de los Estados Unidos Mexicanos, 2008). Dentro de la delegación Gustavo A. Madero se localiza el cerro Picacho Grande, cerro del Chiquihuite, cerro Zacatenco, cerro el Guerrero, cerro los Gachupines, y Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 15 cerro Tepeyac. Su punto más alto se encuentra a 2600 msnm como se muestra en la Figura 2.4 (INEGI, Prontuario de información geográfica delegacional de los Estados Unidos Mexicanos, 2008). Figura 2.4 Orografía de la delegación Gustavo A. Madero (INEGI, Prontuario de información geográfica delegacional de los Estados Unidos Mexicanos, 2008). Se localiza en una provincia de eje Neovolcánico del 100 %; una subprovincia de lagos y volcanes de Anáhuac al 100% y un sistema de topoformas de llanura lacustre salina del 3 %, llanura lacustre inundable y salina del 1 %. Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 16 El uso de suelo es Zona Urbana al 100 %; pertenece a la región hidrológica Pánuco en un 100 %, a la cuenca río Moctezuma al 100 % y la Subcuenca Lago de Texcoco y Zumpango. Se localizan las siguientes corrientes de agua: Xochitla, Tlalnepantla, De los remedios (entubado) y Gran Canal de Desagüe (Figura 2.5). Figura 2.5 Gran canal de desagüe (Memoria gráfica de la infraestructura de la Ciudad de México, 2014). Cuenta con un clima Templado Subhúmedo lluvias en verano de menor humedad en el 73 % del territorio y Seco Semiseco Templado en el 27 % restante, un promedio de temperatura de 12 a 18 °C y un rango de precipitación de 500-700 mm como se muestran en la Figura 2.6 (INEGI, Prontuario de información geográfica delegacional de los Estados Unidos Mexicanos, 2008). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 17 Figura 2.6 Clima de la Delegación Gustavo A. Madero (INEGI, Prontuario de información geográfica delegacional de los Estados Unidos Mexicanos, 2008). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 18 II.1.2 Características de la Delegación Azcapotzalco. La delegación Azcapotzalco (Figura 2.7) se ubica al Noreste del Distrito Federal con las siguientes coordenadas 19°28’58” N 99°11’00” O; tiene una extensión de 33.6 km2 y colinda con los municipios Naucalpan de Juárez y Tlalnepantla de Baz; con las delegaciones Miguel Hidalgo, Cuauhtémoc y Gustavo A. Madero (Wikipedia, 2014). Figura 2.7 Ubicación de la delegación Azcapotzalco (Gobierno del Distrito Federal, 2014). Al 2010, contaba con una población de 414,711 habitantes de los cuales 218,658 eran mujeres y 196,053 eran hombres. La densidad de población de suelo urbano era de 12,657.58 hab/km2 (INEGI, 2013). La delegación Azcapotzalco cuenta con 2 vialidades de acceso controlado: Circuito interior y la Avenida Aquiles Serdán, y 14 vialidades primarias, como las avenidas y calzadas: Las Armas, las Culturas; San Isidro, 5 de Mayo, Tezozómoc, Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 19 Eje 5 Norte, el Rosario, Camarones, Heliópolis, las Granjas, Cuitláhuac, Salónica, Eje 3 Norte y Vallejo. El Sistema de Transporte Colectivo Metro pasan dos de sus líneas que se unen en la estación el Rosario de la línea 6, que corre a Martín Carrera y la Línea 7 que va hasta barranca del Muerto; cuenta con 2 líneas de Trolebús las cuales son: Línea G: Metro Boulevard Puerto Aéreo Nacional/Metro el Rosario y Línea I: Metro Chapultepec/Metro el Rosario (Figura 2.8) (Wikipedia, 2014). Figura 2.8 Vialidades de la Delegación Azcapotzalco (INEGI, Prontuario de información geográfica delegacional de los Estados Unidos Mexicanos, 2008). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 20 Cuenta con un clima Templado Subhúmedo, con lluvias en verano de menor humedad en el 84 % del territorio y Templado subhúmedo con lluvias en verano de humedad media el 16 % restante, con una temperatura promedio de 14 a 18 °C y un rango de precipitación de 600-800 mm como se muestra en la Figura 2.9 (INEGI, Prontuario de información geográfica delegacional de los Estados Unidos Mexicanos, 2008). Figura 2.9 Clima de la Delegación Azcapotzalco (INEGI, Prontuario de información geográfica delegacional de los Estados Unidos Mexicanos, 2008). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 21 Se localiza en una provincia de eje Neovolcánico del 100 %. El uso de suelo de la delegación Azcapotzalco es Zona Urbana al 100 %; se encuentra dentro de la región hidrológica Pánuco al 100 %, en la cuenca del río Moctezuma en un 100 % y en la Subcuenca Lago de Texcoco y Zumpango (INEGI, Prontuario de información geográfica delegacional de los Estados Unidos Mexicanos, 2008). II.1.3 Características de la Delegación Cuauhtémoc. La delegación Cuauhtémoc (Figura 2.10) se ubica en el norte del Distrito Federal con las siguientes coordenadas 19°26’35” N 99°08’40” O, con una extensión de 32.44 km2; colinda al norte con las delegaciones Azcapotzalco y Gustavo A. Madero, al sur con Iztacalco y Benito Juárez, al poniente con Miguel Hidalgo y al oriente con Venustiano Carranza (Wikipedia, 2014). Figura 2.10 Ubicación de la Delegación Cuauhtémoc (Gobierno del Distrito Federal, 2007). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 22 Al año 2010, contaba con una población de 531,831 habitantes de los cuales 251,725 eran hombres y 280,106 eran mujeres; la densidad de población de suelo urbano es de 16,071.16 hab/km2 (INEGI, 2013). Cuenta conuna gran variedad de estaciones de Metro así como las siguientes líneas de Trolebús: Eje central de la Central Camionera del Norte a la Central Camionera del Sur, Línea “LL” de San Felipe de Jesús a metro Hidalgo, Línea “S” de eje 2-2A sur, Línea “Ñ” de eje 3 y 4 sur, y Línea “I” de Metro Rosario a Metro Chapultepec. Y las siguientes líneas del Metrobús que cruzan la delegación: Línea 1 de Indios Verdes-Caminero, Línea 2 de Tacubaya-Tepalcates, Línea 3 de Tenayuca-Etiopía y Línea 4 Buenavista-San Lázaro (Wikipedia, 2014). Se localiza en una provincia de eje Neovolcánico en un 100 %. El uso de suelo de la delegación Cuauhtémoc es Zona Urbana al 100 %; se encuentra dentro de la región hidrológica Pánuco al 100 %, en la cuenca del río Moctezuma en un 100 % y en la Subcuenca Lago de Texcoco y Zumpango; cuenta con la siguiente corriente de agua: Río La Piedad (entubado). Cuenta con un clima Templado Subhúmedo con lluvias en verano de menor humedad en el 100 % del territorio, un promedio de temperatura del 12-18 °C y un rango de precipitación de 500-800 mm (INEGI, Prontuario de información geográfica delegacional de los Estados Unidos Mexicanos, 2008). II.2 Infraestructura Hidráulica. La infraestructura hidráulica de la Ciudad de México es operada por el Sistema de Aguas de la Ciudad de México SACMEX. La delegación Gustavo A. Madero cuenta con un nivel de infraestructura de agua potable del 98 %, que es suministrada por las fuentes externas del sistema Teoloyucan-Tizayuca-Reyes, operado por las Gerencias de Aguas del Valle de México (GAVM) y se localiza en los estados de México e Hidalgo. Una parte de la Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 23 captación es conducida a la planta Barrientos, de donde se envía a los tanques Chalmita para abastecer a la zona norte, centro y poniente de la delegación. El sistema Ecatepec-Reyes se localiza en el estado de México, es operado por la GAVM y registra una captación de 0.13 m3/s. Una parte de esta llega a planta de bombeo Barrientos, de donde se envía a los tanques Chalmita, y la otra llega a los tanques Santa Isabel por un acueducto paralelo a Chiconautla para abastecer a la zona centro, oriente y sur de la delegación. El sistema Chiconautla se localiza en el Estado de México, su operación es realizada por la Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica del SACMEX; tiene una aportación de 1.9 m3/s que son conducidos a través de un acueducto principal a los tanques Santa Isabel, en la Tabla 2.1 se muestra la infraestructura de agua potable con la que cuenta la delegación (DGCOH, 2001). Tabla 2.1Resumen de la infraestructura de agua potable de la delegación Gustavo A. Madero. Descripción Unidad Cantidad Pozos operados por particulares Pozo 28 Tanques de agua potable Tanque 47 Plantas de bombeo Planta 27 Red primaria de agua potable (diámetro de 50 a 183 cm) Km 140.03 Red secundaria de agua potable (diámetro menor a 8 cm hasta 30 cm) Km 1,687.52 Tomas domiciliarias domésticas Toma 144,569 Garzas de agua potable Toma 3 Estación medidora de presión Estación 9 Fuente: Elaboración propia con base a (DGCOH, 2001). El 35 % del terreno de la delegación Gustavo A. Madero se ubica dentro de la zona Geohidrólogica II. Los pozos son perforados de 200 a 400 m de profundidad, tienen caudales de extracción de 0.04 a 0.07 m3/s. La calidad de agua en general es deficiente, debido a los contaminantes por desechos sólidos; al poniente la calidad del agua es buena (DGCOH, 2001). La delegación Azcapotzalco tiene casi cubierto en un 100 % las necesidades de infraestructura de agua potable, con el servicio abastecido por el Sistema Lerma, cuyo caudal es almacenado en los tanques Aeroclub, localizado en el Estado de Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 24 México y que distribuye el agua potable a la zona sur, centro y oeste de la delegación. La zona norte se abastece con los tanques Chalmita ubicados en la delegación Gustavo A. Madero, cuya agua proviene de la planta Barrientos. En la Tabla 2.2 se muestra la infraestructura de agua potable con la que cuenta la delegación (DGCOH, 2001). Tabla 2.2 Resumen de la infraestructura de agua potable de la delegación Azcapotzalco. Descripción Unidad Cantidad Pozos operados por el SACMEX Pozo 116 Pozos operados por particulares Pozo 42 Tanques de agua potable Tanque 3 Red primaria de agua potable (diámetro de 50 a 122 cm) Km 52.25 Red secundaria de agua potable (diámetro menor de 8 cm hasta 30 cm) Km 570.26 Tomas domiciliarias generales domésticas Toma 35,750 Medidores instalados Medidor 75,693 Garzas de agua potable Toma 1 Estación medidora de presión Estación 2 Fuente: Elaboración propia con base a (DGCOH, 2001). El 95 % del terreno de la delegación se localiza dentro de la zona Geohidrológica II los pozos perforados en esta zona son de 200 a 400 m de profundidad, con caudales de extracción de 0.04 a 0.007 m3/ s, la calidad de agua es deficiente por desechos sólidos (INEGI, Anuario estadístico del Distrito Federal, 2012). La delegación Cuauhtémoc es abastecida de agua potable por medio del Sistema Cutzamala que tiene un caudal de 9.0924 m3/s y el Sistema Norte con un caudal de 1.994 m3/s; en la Tabla 2.3 se muestra la infraestructura de agua potable con la que cuenta la delegación (INEGI, Anuario estadístico del Distrito Federal, 2012). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 25 Tabla 2.3 Resumen de la infraestructura de agua potable de la delegación Cuauhtémoc. Descripción Unidad Cantidad Pozos operados por el SACMEX Pozo 6 Red primaria de agua potable (diámetro de 50 a 122 cm) Km 81 Red secundaria de agua potable (diámetro menor a 8 cm hasta 30 cm) Km 683 Tomas domiciliarias generales domésticas Toma 47,645 Fuente: Elaboración propia con base a (DGCOH, 2001). II.3 Infraestructura de la Red de drenaje en la zona de estudio. La delegación Gustavo A. Madero tiene una cobertura de la red de drenaje del 95 %, de tipo combinado, menos en la zona de Cuautepec que cuenta con drenaje pluvial y sanitario. El sistema de drenaje está formado por colectores principales, los cuales tienen un sentido de escurrimiento de poniente a oriente y desaloja por medio de cauces confinados a través de plantas de bombeo pertenecientes a los sistemas Gran Canal, Consulado y algunas de ellas se ubican en pasos a desnivel. Otro componente que beneficia a la delegación es el Sistema de Drenaje Profundo, constituido por los interceptores Central y Oriente con sus respectivas lumbreras, en la Tabla 2.4 se observa la infraestructura de drenaje con la que cuenta la delegación (DGCOH, 2001). Tabla 2.4 Resumen de la infraestructura de drenaje de la delegación Gustavo A. Madero Descripción Unidad Cantidad Red secundaria (diámetro menor a 61 cm) km 1,85.80 Red primaria (diámetros de 61 a mayores de 315 cm) km 290.8 Cauces o ríos a cielo abierto km 18.10 Canales km 9.60 Cauces entubados km 9.50 Planta de bombeo Planta 14.00 Plantas de bombeo en pasos a desnivel para vehículos Planta 9.00 Laguna de regulación Laguna 1.00 Lumbrera de drenaje profundo Lumbrera 15.00 Interceptor de drenaje profundo km 11.00 Fuente: Elaboración propia con base a (DGCOH, 2001). La infraestructura de drenaje en la delegación Azcapotzalco tienen una cobertura del casi 100 %, mediante un sistema combinado para la captación de las aguas residuales, cuyos colectores conducen las aguas negras con un sentido de Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 26 escurrimiento de sur a norte y de poniente a oriente. En la tabla 2.5 se visualiza la infraestructura de drenaje con laque cuenta la delegación (DGCOH, 2001). Tabla 2.5 Resumen de la infraestructura de drenaje de la delegación Azcapotzalco Descripción Unidad Cantidad Red primaria (diámetros de 61 a mayores de 305 cm) Km 133.88 Red secundaria (diámetro menor a 61 cm) Km 522.43 Cauces entubados Km 2.7 Planta de bombeo Planta 1 Tanque de tormenta Tanque 4 Lumbrera de drenaje profundo Lumbrera 3 Interceptor de drenaje profundo Km 5.56 Fuente: Elaboración propia con base a (DGCOH, 2001). La delegación Cuauhtémoc tiene un nivel de cobertura del 100%. Cuenta con un sistema de colectores que presentan un sentido de escurrimiento de poniente a oriente y de sur a norte que se conduce hacia el Gran Canal del Desagüe, a excepción de los colectores Consulado, Héroes, Central y San Juan de Letrán, que en época de lluvias lo hacen al drenaje profundo a través del interceptor Central y el interceptor Centro-Centro. En la Tabla 2.6 se visualiza la información de la infraestructura de drenaje con la que cuenta la delegación (DGCOH, 2001). Tabla 2.6 Resumen de la infraestructura de drenaje de la delegación Cuauhtémoc Descripción Cantidad Unidad Red secundaria (diámetros menores a 61 cm) 614.06 Km Red primaria (diámetros iguales o mayores entre 61 y 305 cm) 125.35 Km Cauces entubados 7,320 M Planta de bombeo 8 Planta Planta de bombeo en pasos a desnivel para vehículos 18 Planta Generadores de energía en plantas de bombeo para agua residual 5 Planta Planta de bombeo en pasos a desnivel para peatones 11 Planta Tanques de tormenta 2 Tanque Sifones 8 Sifón Lumbreras del drenaje profundo 7 Lumbrera Interceptor del drenaje profundo 9.22 Km Estaciones pluviográficas 2 Estación Fuente: Elaboración propia con base a (DGCOH, 2001). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 27 CAPÍTULO III. RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN PLUVIOMÉTRICA DE LA ZONA DE ESTUDIO. La información pluviométrica obtenida para el desarrollo del siguiente trabajo fue proporcionada por la Subdirección de Macromedición y Control de Redes del Sistema de Aguas de la Ciudad de México (SACMEX) y por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) en la Dirección General de Servicios Técnicos ubicado en Avenida Coyoacán No. 1895. Col. Acacias Delegación Benito Juárez, C.P. 03240 México, D.F. III.1 Recopilación de información proporcionada por el Sistema de Aguas de la Ciudad de México. En el caso del SACMEX, se obtuvieron los registros de precipitación diaria del periodo 1988 al año 2010 en 69 estaciones, enlistadas en el primer capítulo. Para el presente análisis, solo se tomarán en cuenta las estaciones que se encuentran dentro de la zona de estudio en las delegaciones: Gustavo A. Madero, Azcapotzalco y Cuauhtémoc. III.2 Recopilación de información proporcionada por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT). La información proporcionada por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes consta de una serie de 36 imágenes de mapas de isoyetas en el Distrito Federal con intensidades para periodos de retorno de 10, 20, 25, 50 y 100 años, con duraciones de 5, 10, 20, 30, 60 y 120 minutos, para las estaciones que se encuentren dentro de la zona de estudio. III.3 Análisis de información recopilada. En el caso de los registros del SACMEX sólo se trabajará con 10 estaciones ya que son las que se encuentran en la zona de estudio, las cuales se enlistan a continuación en la Tabla 3.1. Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 28 Tabla 3.1 Ubicación de las estaciones del SACMEX utilizadas. NÚMERO DE ESTACIÓN. NOMBRE DE LA ESTACIÓN. DELEGACIÓN. 1 Tanque Chalmita. Gustavo A. Madero 2 Remedios Gustavo A. Madero 3 Lindavista Gustavo A. Madero 4 Coyol Gustavo A. Madero 5 Generadora 101 Gustavo A. Madero 6 Rosario Azcapotzalco 7 Campamento Mecoaya Azcapotzalco 8 Nueva Santa María Azcapotzalco 9 G.D.F. (Zócalo) Cuauhtémoc 10 Marcos Carrillo Cuauhtémoc Fuente: Elaboración propia con base a (SACMEX, 2010). La ubicación de las estaciones del SACMEX en la Zona Norte del Distrito Federal se puede consultar en el anexo 1. En la Tabla 3.2 se muestran las estaciones a cargo de la Secretaría de Comunicaciones y Transporte (SCT), de las cuales solo se ocuparán 3 estaciones: Tanque Chalmita, Lindavista y G.D.F; ya que son las que son las que se localizan dentro de la zona norte del Distrito Federal. Tabla 3.2 Estaciones pluviográficas a cargo de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT). No. ESTACIÓN. No. ESTACIÓN. 1 Tanque Chalmita 16 Monte Altar 2 Planta Chiconautla II 17 Agrícola Oriental 3 Molino Blanco 18 Iztapalapa 4 Planta de Bombeo Lindavista 19 Oficina GAVM Sur 5 Monte Alegre 20 Planta de Bombeo Villa Coapa 6 Tacubaya 21 Tanque San Pedro Martír 7 Tanque El Cartero 22 Ajusco (Pueblo) 8 El Venado 23 Santa Catarina 9 G.D.F. 24 San Pedro Tlahuac 10 Desierto de los Leones. 25 Planta San Luis 11 El Zarco 26 Planta Nativitas 12 Vertedor Mixcoac 27 Topilejo 13 Delegación Coyoacan 28 Vertedor Milpa Alta 14 Rebombeo Tlalpan 29 Caseta Forestal 15 Desviación Alta 30 Juchitepec Fuente: Elaboración propia con base a (SCT, 2000). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 29 La ubicación de las estaciones de la SCT a trabajar en base al plano de isoyetas (Dirección General de Servicios Técnicos) se puede consultar en el anexo 2. III.3.1 Régimen de precipitaciones máximas anuales en 24 hrs. En la Tabla 3.3 se muestran las precipitaciones máximas anuales en 24 hrs de 1988 a 2010 en las estaciones pluviográficas del SACMEX; los valores están en milímetros (mm). Tabla 3.3 Precipitaciones máximas anuales en 24 horas en las 10 estaciones del SACMEX utilizadas. ESTACIÓN Tanque Chalmita. Remedios. Lindavista. Coyol. Generadora 101. AÑO 1988 66.80 46.70 43.70 43.20 38.90 1989 36.80 47.80 51.30 36.30 46.50 1990 24.10 38.40 42.20 33.50 36.60 1991 56.90 57.20 58.70 45.50 48.30 1992 34.30 37.10 41.40 33.50 42.40 1993 48.50 43.90 85.60 46.70 46.00 1994 29.70 35.80 41.90 41.90 24.90 1995 21.80 61.20 57.90 47.50 43.90 1996 35.10 31.20 31.50 43.40 28.20 1997 28.40 21.80 45.50 41.10 34.30 1998 49.50 47.20 38.60 27.40 38.40 1999 55.90 36.60 65.80 35.10 28.70 2000 32.80 63.00 41.40 33.30 38.60 2001 41.70 32.30 32.50 36.60 31.00 2002 42.20 43.90 39.90 50.80 47.50 2003 56.40 46.20 29.50 31.50 37.30 2004 42.20 24.10 43.40 42.20 38.40 2005 44.70 42.70 45.50 57.90 23.10 2006 47.20 52.30 41.90 44.20 41.40 2007 39.60 28.20 39.90 53.30 46.00 2008 42.40 36.80 30.00 39.60 35.80 2009 86.10 54.40 32.80 43.90 83.80 2010 65.50 56.60 68.10 33.00 45.00 Fuente: Elaboración propia con base a (SACMEX, 2010). Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 30 Tabla 3.3 Continuación. Precipitaciones máximas anuales en 24 horas en las 10 estaciones del SACMEX utilizadas. ESTACIÓN Rosario. Campamento Mecoaya. Nueva Santa María. G.D.F (Zócalo). Marcos Carrillo AÑO 1988 56.60 56.10 25.70 46.70 43.70 1989 53.10 80.00 26.40 29.20 44.70 1990 34.00 34.00 46.70 83.10 81.80 1991 36.80 40.90 69.10 48.50 58.40 1992 35.30 35.30 43.70 66.00 37.10 1993 39.90 53.80 41.90 49.80 36.10 1994 44.20 45.00 33.80 35.60 39.60 1995 54.40 83.80 62.20 29.00 42.20 1996 52.80 52.10 57.70 24.90 47.50 1997 34.50 36.30 49.50 42.70 53.10 1998 34.30 51.80 69.30 54.40 37.60 1999 28.40 31.00 27.40 43.40 43.40 2000 38.10 39.10 27.90 35.30 39.90 2001 32.50 36.10 44.50 26.90 44.70 2002 33.30 27.20 37.10 39.60 34.50 2003 48.50 41.70 65.80 41.10 44.20 2004 53.30 71.10 36.10 29.20 64.00 2005 28.70 46.50 46.00 41.70 119.60 2006 62.70 31.00 36.80 27.20 55.90 2007 36.60 50.00 45.7032.80 31.80 2008 61.50 52.60 41.10 30.50 117.30 2009 64.00 68.10 53.80 72.90 38.10 2010 42.40 45.20 20.10 37.30 30.50 Fuente: Elaboración propia con base a (SACMEX, 2010). III.4 Análisis probabilístico de precipitaciones máximas en 24 horas en la Zona Norte del Distrito Federal. A los registros de precipitaciones proporcionados por el Sistema de Aguas de la Ciudad de México se les aplicará un análisis probabilístico, cuya finalidad es encontrar la función de distribución que mejor se ajuste a los datos, de tal manera que con dicha función se pueda extrapolar valores para efectos de revisión y/o diseño. El análisis se realizará con el programa AX versión 1.02 del Centro Nacional de Prevención y Desastres CENAPRED. Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 31 III.4.1 Funciones de distribución de probabilidad. Para la determinación de las curvas i-d-Tr, es necesario someter la información a una serie de funciones de distribución probabilística usadas en hidrología, como lo son: distribución Normal, Lognormal, Gumbel, Exponencial y Gamma mismas a desarrollarán en los siguientes apartados. III.4.1.1 Distribución Normal. Esta distribución es utilizada en las aplicaciones estadísticas. Su propio nombre indica su extendida utilización, la frecuencia o normalidad con la que ciertos fenómenos tienden a parecerse en su comportamiento (Ecuación 2). La gráfica de su función de densidad tiene una forma acampanada y es simétrica respecto de un determinado parámetro. Esta curva se conoce como campana de Gauss (Mijares, 2012). 𝐹(𝑋) = ∫ 1 √2𝜋𝜎 𝑒− 1 2 ( 𝑋−𝜇 𝜎 ) 2 𝑙 −∞ ..................................................................... Ecuación 2 Donde: X= Valor esperado, en mm si es precipitación, en m3/seg si es gasto. Z= Variable estandarizada. µ= Media, en mm si es precipitación, m3/seg si es gasto. σ= Desviación estándar, en mm si es precipitación, m3/seg si es gasto. 𝑋 = 𝑧𝜎 + 𝜇 ........................................................................................... Ecuación 3 Donde: X= Evento esperado (precipitación o gasto para cierto periodo de retorno). III.4.1.2 Distribución Lognormal. Es una distribución de probabilidad de cualquier variable aleatoria con su logaritmo normalmente distribuido (la base de una función logarítmica no es importante, ya que log a la X está distribuida normalmente). Si X es una variable aleatoria con Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 32 una distribución normal, entonces exp(X) tiene una distribución log-normal (Ecuación 4) (Mijares, 2012). 𝐹(𝑋) = ∫ 1 √2𝜋 𝑒 𝑙2 2 𝑑𝑡𝑙 0 ................................................................................ Ecuación 4 Donde: 𝑋 = 𝐼𝑛(𝑧)−𝛼 𝛽 ........................................................................................... Ecuación 5 x= Valor esperado. z= Variable estándar. α= Media, en mm si es precipitación, m3/seg si es gasto. β= Desviación estándar, en mm si es precipitación, m3/seg si es gasto. III.4.1.3 Distribución Gumbel. La distribución Gumbel o exponencial gamma se utiliza habitualmente en el cálculo de caudales, sin embargo también se puede aplicar a precipitaciones para el dimensionamiento y diseño de los aliviaderos de las grandes presas hidráulicas. Se trata de una herramienta de cálculo de probabilidades de contrastada validez en el estudio de máximos de una serie (Ecuación 6) (Mijares, Fundamentos de Hidrología de Superficie, 2012). 𝐹(𝑋) = 𝑒−𝑒 −𝛼(𝑥−𝛽) ................................................................................. Ecuación 6 Donde: x= Valor esperado, en mm si es precipitación, en m3/seg si es gasto. 𝑥 = 𝛽 − 1 𝛼 𝑙𝑛𝑙𝑛 ( 𝑇𝑟 𝑇𝑟−1 ) ............................................................................ Ecuación 7 β, α= Parámetros que dependen del número de datos y de la media y la desviación estándar; adimensionales. Tr= Periodo de retorno en años. Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 33 III.4.1.4 Distribución Exponencial. En estadística la distribución exponencial es una distribución de probabilidad continua con un parámetro λ > 0 (Ecuación 8) (Wikipedia, 2014). 𝐹(𝑋) = 𝑙 − 𝑒 𝑥−𝛽 𝛼 .................................................................................... Ecuación 8 Donde: x= Valor esperado. α= Media, en mm si es precipitación, m3/seg si es gasto. β= Desviación estándar, en mm si es precipitación, m3/seg si es gasto. III.4.1.5 Distribución Gamma. La distribución Gamma es una distribución de probabilidad continua con dos parámetros k y λ cuya función de densidad para valores x > 0 (Ecuación 9) (Wikipedia, 2014). 𝐹(𝑋) = 𝑙 𝛼Γ𝛽 ∗ ∫ ( 𝑥−𝛿 𝛼 ) 𝛽−1 𝑒 𝑥−𝛿 𝛼 𝑑𝑥 𝑥 𝛿 ........................................................... Ecuación 9 III.5 Selección de la mejor función: Prueba del Error estándar. El error estándar es el término utilizado para referirse a una estimación de la desviación estándar, derivado de una muestra especial utilizada para calcular la estimación en las estadísticas. El error estándar es un proceso de estimación de la desviación estándar de la distribución de muestreo asociada con el método de estimación. Cada estadística tiene un error estándar asociado (Ecuación 10) (NCalculators, 2011). 𝑆𝐸 = √ ∑ (𝑑𝑎𝑡𝑜 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎𝑖 − 𝑑𝑎𝑡𝑜 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑖) 2𝑁 𝑖−1 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖ó𝑛−1 ...................................................... Ecuación 10 Donde: SE= Error estándar Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 34 dato muestra i= daos registrado, mm si es precipitación, m3/seg si es gasto. dato calculado= dato calculado con una función de distribución, mm si es precipitación, m3/seg si es gasto. N= número de parámetros de cada función: 2 para Normal, Exponencial, Gamma y Gumbel; 3 para Pearson II y 4 para Doble Gumbel. En la Tabla 3.4 se muestra el resumen de la selección de la mejor función de error estándar en cada estación que se encuentra en la zona de estudio obtenida con el programa AX. Tabla 3.4 Selección de la mejor función según su error estándar en cada una de las estaciones pluviográficas de la zona de estudio. NÚMERO DE ESTACIÓN. NOMBRE DE LA ESTACIÓN. MEJOR FUNCIÓN SEGÚN EL ERROR ESTANDAR. 1 Tanque Chalmita. Gumbel 2 Remedios. Normal 3 Lindavista. Exponencial 4 Coyol. Gamma 5 Generadora 101. Gumbel 6 Rosario. Gamma 7 Campamento Mecoaya. Gamma 8 Nueva Santa María. Lognormal 9 G.D.F. (Zócalo). Exponencial 10 Marcos Carrillo. Exponencial Fuente: Elaboración propia con base a (Programa AX, 2010). III.6 Precipitaciones máximas en 24 horas para diferentes períodos de retorno para las estaciones en estudio. En las Tablas 3.5 y 3.6 se presentan los resultados que se obtuvieron después de someter a análisis la información proporcionada por el Sistema de Aguas de la Ciudad de México SACMEX con el programa AX del Centro Nacional de Prevención y Desastres CENAPRED: precipitaciones máximas en 24 horas para distintos periodos de retorno y calculadas con diferentes funciones de probabilidad que ya se describieron en el apartado III.4.1 en las 10 estaciones que se ubican en la zona Norte del Distrito Federal. Análisis de intensidades con distintas metodologías, Zona Norte del Distrito Federal. 35 Tabla 3.5.Precipitaciones máximas en 24 horas en mm para diferentes periodos de retorno calculadas con el programa AX, estaciones Tanque Chalmita, Remedios, Lindavista, Coyol, Generadora 101. Estaciones pluviográficas. Tr. Tanque Chalmita Remedios Lindavista Coyol Generadora
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