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Integrantes: Roberto David Caamal Poot Christopher Maximo Canche Pérez Diana Michel González Chi Marco Antonio Hernández Escalante Angel Mauricio May Ku Maricruz Montalvo Ascencio Abastecimiento y potabilización del agua. Profesor: Ing. Vicente Antonio Duarte Muñoz Aguas subterráneas nacionales, estatales y regionales, su disponibilidad e importancia y sus propiedades físicas y químicas de las aguas subterráneas ¿QUÉ SON LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS? .Las aguas subterráneas se entienden como aquellas masas de agua que se encuentran bajo la superficie del suelo. También se conocen como manto acuífero. Con respecto al agua subterránea, México tiene definidos 653 acuíferos y el 38.7% del agua utilizada en el país proviene de estas fuentes. ¿Qué son las aguas subterráneas? https://www.iagua.es/noticias/aguas-subterraneas El agua subterránea proviene principalmente de tres fuentes: Agua meteórica Se origina en la atmósfera, es la principal fuente de agua subterránea y se recibe en forma de lluvia y nieve. Esta agua se infiltra desde la superficie a través de fisuras, poros y uniones de rocas hasta que se almacena en rocas no permeables en forma de agua subterránea. Origen y formacion Agua connata Producto de la filtración en lagos, ríos, océanos y canales artificiales. La importancia de esto varía según el clima de la zona en cuestión. También se le llama agua sedimentaria. Agua magmática Esta agua es generada en las profundidades y empujada hacia la superficie gracias a los movimientos que genera el magma, originado por rocas ígneas. Origen y formacion Acuíferos libres, no confinados o freáticos: cuando el límite superior forma una superficie real que está en contacto directo con el aire de la zona no saturada y, por tanto, a presión atmosférica; Acuíferos confinados, cautivos o a presión: aquellos que en su límite superior, el agua está a una presión superior a la atmosférica. Se comportan así los materiales permeables que están cubiertos por una capa confinante mucho menos permeable. Acuífero semiconfinado o semicautivo: pueden considerarse como un caso particular de acuíferos cautivos en los que el muro, el techo o ambos, no son totalmente impermeables y permiten la circulación vertical del agua. Acuiferos en función de la presión hidrostática hay: AGUAS SUBTERRÁNEAS NACIONALES, ESTATALES Y REGIONALES Son aquellas referidas en el párrafo quinto del artículo 27 de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos, entre las que se encuentran las aguas de: – Los ríos y sus afluentes directos o indirectos. – Los lagos interiores de formación natural. – Los manantiales. – Del subsuelo. – Los mares territoriales. Aguas subterráneas nacionales La definición legal de Acuífero la encontramos en la Ley de Aguas Nacionales en el artículo 3° fracción II: “II. Acuífero: Cualquier formación geológica o conjunto de formaciones geológicas hidráulicamente conectados entre sí, por las que circulan o se almacenan aguas del subsuelo que pueden ser extraídas para su explotación, uso o aprovechamiento y cuyos límites laterales y verticales se definen convencionalmente para fines de evaluación, manejo y administración de las aguas nacionales del subsuelo. ¿Qué es un Acuífero? Todo el agua en el planeta Manantiales Es una corriente de agua que proviene de una fuente subterránea o de entre las rocas y que emerge a la la superficie. Algunos manantiales surgen por la filtración de agua de lluvia, nieve o por rocas ígneas, que dan lugar a las aguas termales. https://www.fundacionaquae.org/el-preocupante-descenso-de-las-aguas-subterraneas/ Acuíferos por región Hidrológico-Administrativa Nacional Península de Baja California Noroeste Pacífico Norte Balsas Pacífico Sur Río Bravo To ta l de acu í fe ro s REGIÓN HIDROLÓGICO - ADMIN ISTRAT IVA 88 62 24 45 36 102 Cuencas Centrales del Norte Lerma Santiago Pacífico 65 128 40Golfo Norte Golfo Centro Frontera Sur Península de Yucatán Aguas del Valle de México 22 23 653 4 14 Total : CONAGUA. Sistema Nacional de Información del Agua. CONAGUA. Estadísticas del Agua en México 2018. En el país, las aguas subterráneas se han clasificado en 653 acuíferos, 105 de ellos están sometidos a sobreexplotación. Acuíferos Estatales Acuíferos Estatales AGUAS SUBTERRÁNEAS A NIVEL REGIONAL El agua dulce se encuentra rodeada por agua salada marina, donde por diferencia de densidades, las aguas de recarga natural con menores contenidos de sales flotan sobre el agua salobre o salina con mayor concentración de sales. Algunas normas NOM-003-CNA-1996 Requisitos durante la construcción de pozos de extracción de agua para prevenir la contaminación de acuíferos. NOM-011-CNA-2000 Establece el método base para determinar la disponibilidad media anual de las aguas nacionales superficiales y subterráneas, para su explotación, uso o aprovechamiento. NOM-015-CONAGUA-2007 Infiltración artificial de agua a los acuíferos. DISPONIBILIDAD E IMPORTANCIA DEL AGUA SUBTERRÁNEA A NIVEL NACIONAL, ESTATAL Y REGIONAL La distribución espacial y disponibilidad del agua subterránea en México, como en cualquier parte de la Tierra, depende de tres aspectos principales: geología, topografía y clima. Estos aspectos y sus interacciones permite conocer por qué dentro de una misma región se encuentran valles áridos, semiáridos y húmedos, y agua en cantidades y profundidades diferentes. El 75% del agua que se consume en las ciudades viene del subsuelo. Disponibilidad del agua subterránea. El Trópico de Cáncer, además de ser una línea significativa desde el punto de vista térmico, marca también en forma aproximada la franja de transición entre el clima árido y semiárido México ocupa la gran franja latitudinal entre los 14 y 32 grados norte, con la mitad de su superficie al norte del Trópico de Cáncer y la otra mitad al sur La zona húmeda de México únicamente 5% del territorio mexicano, en el sur de Veracruz, Tabasco, Campeche, este de Chiapas, Oaxaca y una pequeña extensión en las sierras altas de Querétaro e Hidalgo. Elementos y factores del clima Di spon ib i l i dad de agua Sub te r ránea : El volumen estimado de agua que se extrae de ellos es de 27 km3/año, que representa 36% del agua destinada a usos consuntivos (aquellos en los que el agua es transportada a su lugar de uso y la totalidad o parte de ella no regresa al cuerpo de agua). La mayor parte del agua extraída se destina al uso agropecuario, seguido por el uso para abastecimiento público. El agua disponible no debe interpretarse como utilizable para consumo humano, ya que una parte del líquido es necesaria para el mantenimiento de los ecosistemas acuáticos, como ríos y lagos. Di spon ib i l i dad Agua Sub te r ránea n i ve l nac iona l : A nivel nacional se extrae aproximadamente el 34% del volumen estimado de recarga anual, a nivel regional la situación es diferente. En las regiones administrativas Cuencas Centrales del Norte y Golfo Norte la extracción excede a la recarga en más del 10%, mientras que en la Península de Yucatán y la Frontera Sur, es menor a 6% del volumen total de recarga. El uso racional del agua subterránea es indispensable, ya que en el futuro cada vez más regiones dependerán de la reserva en el subsuelo como su principal fuente de agua. Aguas subterráneas en México a nivel nacional. En México existen 653 cuerpos de agua subterránea, de los cuales 157 están sobreexplotados: Península de Baja California Noroeste Pacífico Norte Balsas Pacífico Sur Río Bravo To ta l de acu í fe ro s REGIÓN HIDROLÓGICO - ADMIN ISTRAT IVA SOBRE EXPLOTADOS Con i n t r u s i ón mar i na Recarga med ia (hm3 ) 88 62 24 45 36 102 23 10 1 1 5 8 1 1 46 0 0 Cuencas Centrales del Norte Lerma Santiago Pacífico 0 1 ,648 3 ,207 3 ,061 0 4 ,87 1 1 ,936 6 ,370 2,462 9 ,83 1 4 ,099 65 026 128 34 0 40 4 0Golfo Norte Golfo Centro Frontera Sur Península de Yucatán Aguas del Valle de México 22 0 23 653 4 14 0 0 0 4 157 4 ,599 0 22 ,7 18 2 0 18 25 ,3 16 2 ,289 92 ,404Total : CONAGUA. Sistema Nacional de Información del Agua. CONAGUA. Estadísticas del Agua en México 2018. https://www.cuentame.inegi.org.mx/territorio/agua/cuerpos.aspx?tema=T#. Disponibilidad de aguas subterráneas en México nivel nacional: Fuente: CONAGUA. Atlas del agua en México 2018. La disponibilidad natural media per cápita de una región se calcula dividiendo la disponibilidad natural media entre el número de habitantes. La situación del agua disponible varía entre las Regiones hidrológico- administrativas: la mayor parte del agua disponible en la Península de Yucatán está en fuentes subterráneas, mientras que otras regiones como Golfo Norte y Golfo Centro dependen en un porcentaje alto del escurrimiento superficial. Si se consideran las regiones que tienen una disponibilidad base media inferior a los 1 700 m3/ hab/año, existen más de 35 millones de habitantes en situación de estrés hídrico en México. Di spon ib i l i dad Agua Sub te r ránea reg iona l . Di spon ib i l i dad Agua Sub te r ránea n i ve l es ta ta l : Debido al crecimiento de la población, la disponibilidad de agua ha disminuido de manera considerable: en 1910 era de 31 mil m³ por habitante al año; para 1950 había disminuido hasta un poco más de 18 mil m³; en 1970 se ubicó por debajo de los 10 mil m³, en 2005 era de 4,573 m³y para 2019 disminuyó a 3,586 m³ anuales por cada mexicano. Fuen te : E laborado por INEGI con dato s de CONAGUA . Subd i recc ión Genera l de Admin i s t rac ión de l Agua . 2019 . Di spon ib i l i dad Agua Sub te r ránea reg iona l : Cómo calcular la disponibilidad del agua subterranea Di spon ib i l i dad Media Anua l (DMA ) de acuerdo con l a NOM -01 1 "NORMA Oficial Mexicana NOM-011-CONAGUA-2015, Conservación delrecurso agua- Que establece las especificaciones y el método para determinar la disponibilidad media anual de las aguas nacionales”. La disponibilidad media anual (DMA) Se determina por medio de la siguiente expresión, establecida también en la NOM-011: Di spon ib i l i dad Media Anua l de Agua Sub te r ránea (DMA ) : Es el volumen medio anual de agua subterránea que, cuando es positivo, puede ser extraído de un acuífero para diversos usos, adicional a la extracción ya concesionada y a la descarga natural comprometida, sin poner en peligro el equilibrio de los ecosistemas. Cuando este valor es negativo indica un déficit. Recarga Media Anua l (R ) : Es el volumen que representa una fracción de la descarga natural de un acuífero, se determina sumando los volúmenes de agua concesionados de los manantiales y del caudal base de los ríos que están comprometidos como agua superficial, alimentados por un acuífero, más las descargas que se deben conservar para no afectar la alimentación de acuíferos adyacentes, sostener el uso ambiental y prevenir la inmigración de agua de mala calidad al acuífero considerado Vo lumen de Ex t racc ión de Aguas Sub te r ráneas (VEAS ) : Se determina sumando los volúmenes anuales de agua asignados o concesionados por la Comisión mediante títulos inscritos en el Registro Público de Derechos de Agua (REPDA), los volúmenes de agua que se encuentren en proceso de registro y titulación y, en su caso, los volúmenes de agua correspondientes a reservas, reglamentos y programación hídrica, determinados para el acuífero de que se trate, todos ellos referidos a una fecha de corte específica. El agua subterránea de México es un tema desconocido para la mayoría de la población y se gestona mediante paradigmas científicos obsoletos, por lo que el conocimiento del tema es escaso y limitado, y carecemos de entendimiento científico sobre de dónde viene, por dónde se mueve y a dónde va. El esquema de administración del agua vigente en el país obedece a intereses polítcos y económicos y no favore al entendimiento del ciclo natural del agua subterránea. Importancia de las aguas subterráneas en Mexico La subsistencia del suelo La desaparición de fuentes de agua superficial La afectación de ecosistemas La alteración del equilibrio de los cuerpos de agua Impactos en la salud pública. De forma progresiva y silenciosa, el mal uso del agua subterránea está afectando a los grupos más vulnerables y alterando de forma irreversible la calidad de vida de futuras generaciones. Consecuencias en aguas subterráneas en Mexico El agua subterránea en México es una fuente primordial de abastecimiento de ciudades y zonas rurales, más de 65% del volumen total de agua que estas urbes requieren para el desarrollo de sus actividades diarias provienen de los acuíferos del país. IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS A NIVEL NACIONAL Desempeñan un papel de importancia en el crecimiento socioeconómico del país, por sus características físicas, funcionan como presas de almacenamiento y red de distribución. Posibilitando extraer agua en cualquier época del año de cualquier punto de la superficie del acuífero. Funcionan, además, como filtros purificadores, preservando la calidad del agua. Evapotranspiración Escurrimiento Infiltración 100% 75% 50% 25% 0% Lluvias anuales en México Cada año llueve aproximadamente 1489 millones de m3, de los cuales 73.1% Evapotranspira 22.1% Escurrimiento 4.8% Infiltración y recarga de acuiferos México es un país en donde predomina el clima árido y semiárido (56%). En los estados del norte representa 50% de la superficie, solo recibe el 25% de las precipitación total nacional, en el centro del país 27.5% y se registra que en los estados del suereste llueve 49.6%. (FEA, CEMDA y presencia ciudadana mexicana, 2006; CONAGUA, 2011) El agua subterránea, cuenta con mecanismos de descarga natural, sitios de donde emerge a la superficie naturalmente y propicia la creación de cuerpos de agua. Dependen parcial o totalmente del agua subterránea y se caracterizan por ser lugares ecológicamente importantes que favorecen el equilibrio de los ecosistemas, puesto que fungen como hábitat de varias especies y son el escenario donde se entretejen los distintos procesos ecológicos. Otras importancias La península de Yucatán, está definida como la región Hidrológica XII, la cual está conformada por los estados de Campeche, Quintana Roo y Yucatán. En ellas se resguarda una de las reservas de agua más importantes del país. El recurso hídrico es principalmente de origen subterráneo. IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS A NIVEL ESTATAL El agua que se usa tanto para las poblaciones humanas como para los ecosistemas de la región proviene de un acuífero. El acuífero se ve favorecido por la recarga del agua de lluvia, sin embargo es altamente vulnerable a la contaminación antropogénica, facilita la entrada de contaminantes y su rápida propagación. Las precipitaciones medias estatales son de: 1,232 mm en Campeche, 1,232 mm en Quintana Roo y 1,006 mm en Yucatán. El recurso hídrico subterráneo en el estado es sumamente importante, es nuestra principal fuente de abastecimiento de agua. Y generamos una demanda grande de extracción, esto por el crecimiento exponencial de la población. El crecimiento demográfico y económico impulsado por la industria turística han traído consigo una creciente demanda de agua y, por consiguiente, una creciente generación de aguas residuales y desechos sólidos. AGUAS SUBTERRÁNEAS A NIVEL ESTATAL IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS A NIVEL REGIONAL La importancia de las aguas subterráneas se debe a las tasas de ocupación hotelera de nuestra región que es el 76.8%(SECTUR, 2017). Sin embargo, no en todas las zonas se tiene acceso al agua en las viviendas, esto se debe a la rápida expansión demográfica, no ha permitido ofrecer condicionesadecuadas de vida a la población, provocando que se presenten insuficientes para satisfacer sus necesidades básicas. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL AGUA SUBTERRÁNEA COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA Son más de 60 los constituyentes y propiedades del agua subterránea natural que pueden encontrarse cuantificados en análisis químicos, por lo general, sólo se determinan entre 1O y 20 parámetros fundamentales. -Constituyentes mayoritarios o fundamentales (superiores a 1 mg/L) Aniones: (HCO3 +CO4), Cl-, SO4, NO3. Cationes: Ca++, Mg++, Na+, K+,NH4. Otros: CO2, O2, SiO4H, o SiO2. -Constituyentes minoritarios o secundarios (entre 1 mg/L y 0.1 mg/L) Aniones: F-, S=. SH-. Br, NO2, PO4, B03. Cationes: Mn++, Fe++, Li+, Sr++, Zn++. -Constituyentes traza: (menores a 0.1 mg/L) Al, CO, Pb++, Ni, Cr CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DEL AGUA SUBTERRÁNEA TEMPERATURA La temperatura del agua subterránea, en un punto y momento determinado, representa un estado de equilibrio entre los "aportes" y las "extracciones" caloríficas en ese punto. "Zona neutra" "gradiente geotérmico" CONDUCTIVIDAD Como consecuencia de su contenido iónico. el agua se hace conductora de la electricidad. A medida que la concentración iónica aumenta, aumenta también hasta cierto límite la conductividad o capacidad de un agua para conducir la corriente eléctrica. μS/cm (microsiemens/cm) La variación de temperatura modifica notablemente la conductividad. Valores normales en aguas dulces oscilan entre 100 y 2000 μS/cm pH Define la acidez aguas neutras pH = 7 aguas ácidas pH < 7 aguas básicas pH > 7. El pH aumenta con el aumento de temperatura hasta en un 8% La demanda bioquímica de oxígeno es la cantidad de oxígeno precisa para eliminar por procesos biológicos aerobios la materia orgánica contenida en el agua. En aguas subterráneas por lo general la DBO, suele ser inferior a 1 mg/l de 02. La demanda química de oxígeno mide la capacidad de un cuerpo de agua para consumir oxidantes en procesos químicos (materia orgánica oxidable). En aguas naturales el valor usual de DQO varía desde 1 a 15 mg/l. DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO (DBO) Y DEMANDA QUMICA DE OXIGENO (DQO) ALCALINIDADES TAC Y TA La alcalinidad de un agua determina su capacidad para neutralizar ácidos. Esta capacidad debe definirse para ciertos rangos de pH. La alcalinidad TAC mide la capacidad de neutralización hasta pH = 4.5 y la alcalinidad TA hasta pH = 8.3. TAC = 1 O0 y 300 mg/l. de Caco3 TA = O y 10 mg/l. de CaCO3 TURBIDEZ La turbidez es una medida del grado en el cual el agua pierde su transparencia debido a la presencia de partículas en suspensión; mide la claridad del agua. (OMS ) indica que la turbidez del agua para consumo humano no debe en ningún caso, ser > a 5 NTU, e idealmente <1 NTU. DUREZA Se denomina dureza del agua a la concentración de compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de agua, en particular sales de magnesio y calcio. La dureza de las aguas subterráneas naturales varía generalmente entre 10 y 300 mg/l de CaCO3, pudiendo llegar a 2000 o más. Referencias INEGI. (s. f.). Agua. Cuéntame de México. inegi.org.mx. Recuperado febrero de 2022, de https://www.cuentame.inegi.org.mx/territorio/agua/cuerpos.aspx?tema=T Barranco, A. (2018, julio). El agua subterránea y su importancia socioambiental. agua.org.mx. Recuperado febrero de 2022, de https://agua.org.mx/wp-content/uploads/2020/10/227-04.pdf CCPY. (2012). COMITÉ TÉCNICO DE AGUAS SUBTERRÁNEAS PARA LA ZONA METROPOLITANA DE MÉRIDA. yucatan.gob.mx. Recuperado febrero de 2022, de https://acervo.yucatan.gob.mx/contenidos/COTASMEY.pdf Muñoz, N. (2019b, marzo). Vulnerabilidad del recurso hídrico desde la perspectiva socioambiental en dos localidades de Quintana Roo, México. cicy.repositorioinstitucional.mx. Recuperado febrero de 2022, de https://cicy.repositorioinstitucional.mx/jspui/bitstream/1003/1512/1/PCA_M_Tesis_2019_Nayla_ Mu%C3%B1oz_Euan.pdf Subterránea (2018,febrero).Cuerpos de aguas subterráneas https://www.cuentame.inegi.org.mx/territorio/agua/cuerpos.aspx?tema=T
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