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Editorial • Aspectos relevantes del Comité Técnico de

Operación de Obras Hidráulicas (CTOOH) • Calidad de cuerpos de agua en México y

acciones para su control • Contraste de predicciones de lluvia diaria

obtenidas con la distribución TERC, en 53 pluviómetros del estado de San Luis Potosí.

• Curvas de eficiencia contra costos de acciones de Organismos Operadores de México

Revista DigitalTlaloc AMH

Vol. 53 - Octubre-Diciembre 2011

Consejo EditorialDr. Felipe Arreguín CortésDirector

Subdirector General TécnicoComisión Nacional del AguaProfesor de asignatura - PosgradoFacultad de IngenieríaUniversidad Nacional Autónoma de MéxicoTel: 52 555 [email protected]

Dr. Víctor Alcocer YamanakaCoordinador EditorialCoordinador Editorial - Revista Tláloc AMHCoordinador - Coordinación de HidráulicaInstituto Mexicano de Tecnología del AguaProfesor de asignatura - PosgradoFacultad de IngenieríaUniversidad Nacional Autónoma de MéxicoTel: 52 777 3293678 (secretaria) 52 777 3293600 ext. 816 (directo)[email protected] [email protected]

Miembros del Consejo Editorial

Ing. Luis Athié MoralesComisión Federal de Electricidad

Dr. Moisés BerezowskyInstituto de Ingeniería de la UNAM

M. en I. Víctor Bourguett OrtizInstituto Mexicano de Tecnología del Agua

Dr. Jaime ColladoConsultor

Dr. Gabriel Echávez AldapeDivisión de Estudios de PosgradoFacultad de Ingeniería de la UNAM

Dr. Jürgen MahlknechtCentro del Agua para América Latinay el Caribe (CAALCA), Tecnológico de Monterrey

Dr. Óscar Fuentes MarilesInstituto de Ingeniería de la UNAM

Ing. Efraín Muñóz Martín.Consultor

Dr. Polioptro Martínez AustriaUniversidad de las Américas de Puebla

Ing. Roberto OlivaresAsociación Nacional de Empresas de Agua y Saneamiento

Dr. Aldo Iván Ramírez OrozcoCentro del Agua para América Latina y el Caribe (CAALCA)

Ing. Juan Carlos Valencia VargasComisión Estatal del Agua de Morelos

XXX Consejo Directivo

PresidenteDr. Humberto Marengo Mogollón VicepresidenteDr. Felipe I. Arreguín Cortés Primer SecretarioIng. Fernando Rueda Lujano Segundo SecretarioIng. Luis Athié Morales TesoreroIng. Mario López Pérez Primer VocalIng. Felipe Tito Lugo Árias Segundo VocalIng. Marco Alfredo Murillo Ruiz

Tláloc AMH. Es una publicación trimestral de la Asociación Mexicana de Hidráulica, A.C. Para otros intereses dirigirse a Camino Santa Teresa 187, Colonia Parques del Pedregal, C.P. 14010, México, D.F. Tel. y fax (55) 5666 0835. Certificado de licitud de título núm. 12217 y de contenido núm. 8872. Reserva de derechos al uso exclusivo en trámite. El contenido de los artículos firmados es responsabilidad de los autores y no necesariamente representa la opinión de la Asociación Mexicana de Hidráuli-ca. Ninguna parte de esta revista puede ser reproducida en medio alguno, incluso electrónico, ni traducida a otros idiomas sin autorización escrita de sus editores.Editor Responsable: Felipe I. Arreguín Cortés.

Certificado de circulación pagada (o gratuita), cobertura geográfica y estudio del perfil del lector, ante la Secretaría de Gobernación con el número DGMI 397.Concepto gráfico, diseño y diagramación: M.A.M. Gema Alín Martínez Ocampo.

Asociación Méxicanade Hidráulic a

Contenido

Editorial 5

1. Aspectos relevantes del Comité Técnico de Operación de Obras Hidráulicas (CTOOH) 7 1.1. Antecedentes 7 1.2. Inundaciones en Tabasco en 1999 y el nacimiento del primer Comité Técnico de Operación de Obras Hidráulicas Regional CTOOHR. 10 1.3. Funcionamiento Actual 11 1.4. Importancia del CTOOH 13 1.5. Acciones relevantes por el CTOOH 14 1.6. Perspectivas 16

2. Calidad de cuerpos de agua en México y acciones para su control 19 2.1. Resumen 19 2.2. Medición de la Calidad del Agua 20 2.3. Evaluación de la Calidad del Agua 20 2.4. Acciones para el Control de la Contaminación de Cuerpos de Agua 26 2.5. Referencias 31

3. Contraste de predicciones de lluvia diaria obtenidas con la distribución TERC, en 53 pluviómetros del estado de San Luis Potosí. 33 3.1. Resumen 33 3.2. Introducción 34 3.3. Desarrollo. 35 3.4. Análisis de los resultados 38 3.5. Conclusiones. 40 3.6. Agradecimientos. 40 3.7. Referencias. 41

4. Curvas de eficiencia contra costos de acciones de Organismos Operadores de México 53 4.1. Resumen 53 4.2. Introducción 54 4.3. Acciones de incremento y control 56 4.4. Solicitud de información técnica 56 4.5. Ecuación de la curva de eficiencia contra costos 60 4.6. Selección de ciudades 61 4.7. Resultados 61 4.8. Evaluación global 64 4.9. Conclusiones 66 4.10. Referencias 67

5

Un nuevo Consejo Directivo de nuestra Asociación, el número XXX. Nuevas metas, nuevos retos, nuevos obje-tivos para mejorar a la AMH, y desde luego también la búsqueda de mejora de la revista Tlaloc.

Las condiciones del ciclo hidrológico cambian en el mundo y en nues-tro país a ritmo acelerado, las ciudades y poblaciones son cada vez más vulnerables, y los impactos por fenómenos extremos como las sequías y las inundaciones son cada más fuertes. Vivimos en una época en que la información es la piedra angular para la solución de muchos de los problemas que enfrentamos, y los medios de comuni-cación ocupan un papel relevante en nuestra sociedad.

Durante el pasado Consejo Directivo creamos y consolidamos la versión electrónica de la revista, con todas las ventajas económi-cas, ecológicas y editoriales que este tipo de publicaciones tiene, de ellas quisiéramos destacar dos: la calidad, no sólo se ha publicado puntualmente con un formato ágil y agradable al lector, además se ha integrado un Comité Editorial de muy alto nivel que sólo acep-ta artículos que tienen una aportación importante a la comunidad hidráulica y que cumplen con los estándares establecidos internacio-nalmente para este tipo de publicaciones; por otro lado se ha amplia-do el número de lectores, sobre todo de jóvenes, pues antes leían la revista solo aquellos socios registrados en un padrón deficiente, y era

Editorial

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común tener acumulada una gran cantidad de ejemplares en las oficinas de la AMH, que no eran enviados o que eran devueltos vía correo al no corresponder los domicilios registrados con la residencia real de los socios, actualmente tenemos el registro de mil consultas mensuales, y esperamos en los próximos meses cuando menos duplicar esta cantidad, pues la revista se está publicitan-do en las principales bibliotecas del país, gracias al apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.

En este nuevo periodo hemos fortalecido el Comité Editorial con la incorpo-ración de destacados socios de la AMH, se han integrado todos los números anteriores de la revista y las publicaciones de la Asociación, y pronto inclui-remos nuevas secciones con las que se pretende hacer más interactiva a la revista con los socios, e incluir algunos avisos comerciales que fortalezcan a la revista.

Esperamos con todas estas medidas ofrecer un mejor servicio a toda la comu-nidad hidráulica del país. Te invitamos a participar con artículos, ideas y comen-tarios.

ATENTAMENTEDr. Felipe Arreguín Cortés

Dr. Víctor Alcocer Yamanaka

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D esde las instituciones predecesoras a la Comisión Nacional del Agua, en el sector gubernamental para la gestión hídrica operaban comités técnicos para discutir el estado de almace-namiento de las principales presas de México, sus perspectivas de evolu-ción en función de los pronósticos meteorológicos y climatológicos que pudieran incidir en ellos para en base a ello dirigir la política de operación. El presente artículo describe la historia del CTOOH, su funcionamiento y las perspectivas al futuro de este estratégico comité.

1.1. Antecedentes

lnicialmente. de 1983 a 1990. el entonces Subsecretario de Infraestructura Hídrica (SARH) primero y el Director General de la CNA después, convocaba a reuniones de los grupos de Meteorología e Hidrología, para revisar silua-ciones críticas y tomar decisiones para la operación de presas. También se hacían reuniones, entre la CNA y CFE para acordar la operación de las presas de generación hidroeléctrica. Dada la relevancia que adquirió el manejo de la infraestructura hidráulica a partir de agosto de 1991. empe-

1 Aspectos relevantes del Comité Técnico de Operación de Obras Hidráulicas (CTOOH) Saldaña-Fabela Pilar, Gómez-Balandra Ma. Antonieta, Izurieta Dávila Comisión Nacional del AguaSubdirección General TécnicaGerencia de Aguas Superficiales e Ingeniería de RíosMéxico. D.F.; a 15 de julio de 2011

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zó a funcionar formalmente el Comi-té de Operación de Presas, integrado, conforme a la estructura de la CNA en esa fecha, por: el Director General de la CNA, Subdirección General de Construcción; Subdirector General de Administración y Contro de Siste-mas Hidrológicos; Consultivo Técni-co; Gerencia del Servicio Meteoroló-gico Nacional (GSMN); Gerencia de Aguas Superficiales e Ingeniería de Ríos (GASIR), y la Policía de Seguri-dad Hidráulica.

Durante la administración 1994-2000, de acuerdo a la organización con que funcionó la CNA, tomó el nombre de Comité Técnico de Operación de Obras Hidráulicas (CTOOH) mismo que conserva a la fecha, y se inte-gró de la siguiente manera: el Direc-tor General, Subdirección General Técnica, Coordinación de Asesores de la DG; Subdirección General de Operación; Subdirección General de Construcción; Subdirección Gene-ral de Programación; Gerencia del Consultivo Técnico; Coordinación del Servicio Meteorológico Nacional; Gerencia de Aguas Superficiales de Ingeneniería de Ríos; Coordinación de Protección a la Infraestructura y Atención de Emergencias; represen-tante de la CFE; Instituto de Ingenie-ría de la Universidad Nacional Auto-

nóma de México (II de la UNAM) y el Centro Nacional para la prevención de Desastres (CENAPRED).

Debido a la importancia de las deci-siones que se toman en el CTOOH, relativas a las funciones que le corresponden a la CNA, el Director General de la misma, con fecha 22 de mayo de 1995, expidió los lineamien-tos generales para su funcionamien-to interno.

En el Diario Oficial de la Federación del 8 de julio de 1996, se publicó el Reglamento Interno de la Secretaría del Medio Ambiente, Recursos Natu-rales y Pesca; y, dentro de las atri-buciones de la Subdirección General Técnica, en el Artículo 44, Fracción XX, se establece lo siguiente: “Elabo-rar estudios, formular criterios o el riesgo de avenidas; otorgar permisos de construcción o modificación de obras en zonas federales y coordinar el Comité Técnico de Operación de Obras Hidráulicas, órgano interno de decisión en la materia”.

Durante la administración 2000-2006, con base en la estructura definida para la CNA, el CTOOH fue integrado por: Director General; el Subdirector General Técnico; Subdi-rector General de Infraestructura

9A S P E C T O S R E L E V A N T E S D E L C O M I T É T E C N I C O D E O P E R A C I Ó N D E O B R A S H I D R Á U L I C A S ( C T O O H )

Hidrología; Subdirector General de Infraestructura Hidráulica Urbana; Subdirector General de Gerencias Regionales; Subdirector General de Administración del Agua; Subdirec-ción general de programación; Coor-dinador de Asesores de la Dirección General; Jefe de la Unidad de Servi-cio Meteorológico Nacional; Gerente de Protección a la Infraestructura y Atención de Emergencias; Gerente del Consultivo Técnico; personal del

CENAPRED; II de la UNAM; Geren-te de Generación Hidroeléctrica, CFE, Jefe de Unidad de Ingeniería y Construcción, CFE; Asesor Exter-no; Gerencia de Aguas Superficia-les e Ingeniería de Ríos; y se integró personal de la Secretaría de Agricul-tura, Ganadería, Pesca y Alimenta-ción (SAGARPA) y de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) y el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA).

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En el Diario Oficial de la Federación, del 21 de enero de 2003, se dio a conocer el Reglamento Interno de la ahora, Secretaría del Medio Ambien-te y Recursos Naturales, en donde se ratificó, Artículo 51, Fracción XXI, la función de; “...coordinar al Comi-té Técnico de Operación de Obras Hidráulicas, órgano interno de deci-sión en la materia”.

Con la entrada en vigor del reglamen-to interno de la CNA el 30 de Noviem-bre de 2006 se describe en el artículo 52 de este ordenamiento legal cuales funcionarios federales participan en el CTOOH abriendo la posibilidad de que funcionarios de otras institucio-nes participen en él.

El comité es presidido por el Director General de la CNA, como presiden-te suplente el Subdirector General Técnico, participan en él los Subdi-rectores Generales: Administración del Agua, Programación, de Infraes-tructura Hidroagrícola, Agua Potable Drenaje y Saneamiento, el Coordi-nador de Atención a emergencias y consejos de cuenca a través de la Gerencia de Protección a la Infraes-tructura y Atención a Emergencias GPIAE, y el Coordinador del Servi-cio Meteorológico Nacional, como

asesores internos el Gerente del Consultivo Técnico y el titular de la Subdirección General de Asuntos Jurídicos, como asesores externos: se cuenta con el titular del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, Investigadores del CENAPRED, del Instituto de Ingeniería de la UNAM, y de la Escuela Superior de Ingeniería yArquitectura del Instituto Politécni-co Nacional. La secretaría técnicade CTOOH corre a cargo de la GASIR.

1.2. Inundaciones en Tabasco en 1999 y el nacimiento del primer Comité Técnico de Operación de Obras Hidráulicas Regional CTOOHR.

Durante el transcurso del año 1999, cuyo régimen de precipitación estuvoinfluenciado por la fase fría del fenómeno del Niño en el pacífico ecuatorial, la planicie Tabasqueña y lacuenca de los ríos Grijalva Usuma-cinta recibieron un tren de crecientes producidas por las ondas tropicales-de la 26 a la 30, la depresión tropical 11 y el frente frío número 4 más el frente frío número 7 de la temporada. Los efectos de las crecientes en el

1 1A S P E C T O S R E L E V A N T E S D E L C O M I T É T E C N I C O D E O P E R A C I Ó N D E O B R A S H I D R Á U L I C A S ( C T O O H )

estado de Tabasco causaron inunda-ciones importantes en la planicie, a pesar de la mitigación lograda conla operación de las presas del Alto río Grijalva

Dada la complejidad en cuanto al manejo del Sistema de presas del río Grijalva y la susceptibilidad a sufrir inundaciones en el bajo Grijal-va se acordó formar el primer CTOO-HR del país para analizar en conjun to con el nivel nacional, el estado de las presas de manera regional, este comité opera desde el año 2002

En el año 2005 la región Noroeste-constituyó un CTOOH Regional para atender el manejo de las presas de las cuencas de los ríos Yaqui y Mayo.

1.3. Funcionamiento Actual

Actualmente el CTOOH opera, como-se especifican en los lincamien-tosque tienen por objeto regular el funcionamiento del CTOOH, asi como establecer los casos extraordinarios procedentes. Las sesiones ordina-rias se realizan los días martes de cada semana, a las 10:00 horas, en la sala de juntas de la Subdirección General Técnica; y las extraordina-rias, cuando las circunstancias lo

requieran, en cualquier día y hora. La mecánica ordinaria de la sesión consiste en primer lugar con la exposición por parte de la Coordi-nación del Servicio Meteorológico Nacional donde describe la situación sinóptica prevaleciente así como los fenómenos meteorológicos más relevantes ocurridos en la última semana, las estadísticas de precipi-tación, en la semana, en elmesylaa-cumulaciónde precipitación respec-to a lo que ha transcurrido del año, comparando sus valores contra las normales estadísticas, asimismose-expone, el pronóstico precipitación de corto plazo para los siguientes días y los días primeros de cada mes el pronóstico de precipitación para elmediano plazo, paralos siguientes 3 meses.

Posteriormente la Gerencia de Aguas Superficiales e Ingeniería de Ríos, expone la evolución de los ingresos y extracciones acumula-dos y almacenamientos de los prin-cipales usos de los embalses en el país Luego se expone la evolución semanal del cambio de almacena-mient de los principales sistemas de presas, posteriormente se expone la evolución detallada de cada uno de los sistemas de presas incluído el seguimiento a los tratados interna-


cionales para el manejo del agua, así como el registro semanal de embal-ses con porcentajes de llenado infe-riores al 50%.

Una vez que es descrito el estado hidrológico de las presas del país: se procede a exponer una a una las soli-citudes de los organismos de cuen-ca o direcciones locales de la CNA, donde se expresa la necesidad de establecer o modificar alguna políti-ca de operación de los embalses.Los elementos de juicio que sustentan a la solicitud son confrontados contra el pronóstico de evolución de los embalses y las implicaciones que se tendrán en el manejo de los usos que

convergen en una presa y en la resi-liencia a las sequías e inundaciones.

La deliberación de estos elementos de juicio técnicos, desde un punto de vista multidisciplinario, objetivo y basado en hechos y regulaciones, produce un “acuerdo” tomado porto-do el CTOOH. El cuales comunicado a la autoridad del agua en la jurisdic-ción correspondiente, para su apli-cación o en su caso para ser replan-teado ante el CTOOH con nuevos elementos de juicio o análisis para sureconsideración.

Posterior al análisis de las políticas de operación se describe el estado-


general de los acuerdos emanados del CTOOH y que se encuentran pendientes de ejecutar.

La Penúltima fase de la sesión del CTOOH, la conforma el informe de actividades relevantes de la Geren-cia de Protección a la Infraestruc-tura y Atención a Emergencias, que describe brevemente los operativos de emergencia emprendidos y en desarrollo en todo el país, así como el estado de seguridad de las prin-cipales presas del país, en función de la incidencia de sismos y activi-dad volcánica o currida en la última semana.

Finalmente se abre un espacio para exponer o discutir asuntos genera-les por parte de alguno de los parti-cipantes del CTOOH, cómo lo es el funcionamiento del sistema Cutza-mala por ejemplo.

1.4. Importancia del CTOOH

Desde su creación, la importancia de los asuntos que se tratan han ido enaumento; ya que, en su primer etapa (agosto de 1991-30 de noviembre de1998), se constituyó con un grupo reducido, y los temas se limitaban principalmente al análisis de los

sistemas meteorológicos e hidroló-gicos y a la operación de presas.

Como se describió en el punto de antecedentes, al incrementarse continuamente los aspectos que se tratan en CTOOH, se tuvo la necesi-dad de incluir a las demás Subdirec-ciones Generales de la CNA, ya otros participantes externos; ello se debió a la creciente importancia que cada vez adquiere; a tal grado, que se abordan la mayoría de asuntos que corresponde a tender a la CNA.

Con base en el Artículo 9, apartado IX, de la Ley de la CNA, se estable-ce la función de programar, estudiar, construir, operar, conservar y mante-ner las obras hidráulicas federales, en los casos que correspondan o afecten a dos o más regiones hidro-lógico-administrativas, o que reper-cutan en tratados y acuerdos inter-nacionales en cuencas fronterizas, o cuando así lo disponga el Ejecutivo Federal; y otros casos que establez-ca la Ley, como actuación directa de la CNA, en su nivel nacional.

Para dar cumplimiento a lo antes mencionado, se debe integrar la información, revisarla, procesarla y efectuar los análisis de los siste-mas hidráulicos, dar seguimiento


de fenómenos meteorológicos extre-mos; pronósticos de lluvia, trayec-toria de ciclones, situaciones de emergencias nacionales provocadas por inundaciones severas; atención de sequías extremas, medidas para su mitigación; manejo conjunto de infraestructura de control y genera-ci6n hidroeléctrica; manejo y control coordinado de la infraestructura, para resolver situaciones de vías carrete-ras, ferroviarias; ductos de Petróleos Mexicanos (PEMEX); acueductos, ..., y los demás que se requieran, para que tomen decisiones conjuntas los parti-cipantes del CTOOH y soportar con análisis técnicos y multidisciplinarios el actuar de la autoridad del agua.

En la administración de los recur-sos hídricos, se presentan proble-mas difíciles de resolver a nivel local, sobre todo relacionado con el control de crecientes debido a las presio-nes que ejercen usuarios y grupos involucrados y, principalmente, por autoridades estatales o municipa-les. Estos casos, son convenientes tratarlos a nivel central; y, para ello, es necesario que el Director Gene-ral conozca las diferentes alterna-tivas y la opinión de los miembros del CTOOH, que actúan como grupo asesor de alto nivel, para tomar la mejor decisión

Resulta muy importante la partici-pación de la CNA dentro del Siste-ma Nacional de Protección Civil; ya que es responsable de atender los aspectos de operación de la infraes-tructura hidráulica nacional que es incidida por los fenómenos meteoro-lógicos e hidrológicos; por lo cual, es indispensable lIevar el seguimiento, registro y efectos que ocasionan al país, para mitigar los daños y eficien-tizar su uso.

Asimismo, existen asuntos que se relacionan con otras dependencias como: Ejercito Nacional; Marina; CFE; PEMEX; SCT; en los que, el CTOOH, sirve de ayuda para lograr la coordinación necesaria, que permita la ejecución de las obras que realizan, las cuales interfieren con corrientes naturales o artificiales y cuerpos de agua, a fin de que cum plan con las normas de la CNA

1.5. Acciones relevantes por el CTOOH

Como acciones relevantes que emanan del CTOOH, destacan las que se toman en los grandes sistemas, en situaciones sumamente críticas; como por ejemplo, la operación de


las presas del río Grijalva en 1999, en especial, durante septiembre, octubre y noviembre, por efecto de lluvias extraordinarias; a tal grado, que la Cámara de Diputados se invo-lucró en el asunto y pidió que acudie-ra el Director General de la CNA a explicar y fundamentar la operaci6n del sistema; lo cual se hizo, y fueron determinantes las minutas de las reuniones del CTOOH, en donde se decidieron y quedaron asentadas todas las acciones que se tomaron

Destaca la operación del sistema de presas del río Lerma, y la presa Aguamilpa, Nay, durante la tempo-rada de lIuvias del 2003, en donde practicamente todas alcanzaron almacenamientos por arriba de su nivel de conservación; por lo que al continuar precipitaciones significati-vas que generaban fuertes ingresos a las mismas y gastos altos en los cauces de aguas abajo; aunado a las presiones de usuarios, autoridades estatales y municipales, dependen-


cias federales y estatales, y la reso-nancia que se tuvo en los medios de comunicaci6n; tomaron muy deli-cada la operaci6n del sistema; sin embargo, gracias a las reuniones del CTOOH, se logró analizar el proble-ma de manera integral, y tomar las decisiones mas convenientes

Debido a precipitaciones extraordina-rias que se presentaron en la segunda quincena de octubre de 2007, aguas abajo de la presa Malpaso, Chis, y en los ríos de la Sierra, se tuvieron situa-ciones de emergencia criticas en la lIanura tabasqueña, con daños seve-ros a la población civil e infraestruc-tura; asimismo, ocurrió El Caído de Juan de Grijalva que modificó sustan-cialmente el vasa de la presa Peñitas, con daños significativos a la población del mismo nombre. Para manejar esta situación, se tomaron decisiones importantes en el CTOOH, conjunta-mente con el CTOOHR Frontera Sur.

En septiembre de 2008, también por precipitaciones extraordinarias en las cuencas de los ríos Nazas y Conchos, se generaron fuertes inun-daciones a la poblaciones de aguas debajo de las presas ubicadas en dichos sistemas, se tomaron decisio-nes de operación importantes en el seno del CTOOH, con el fin de llevar a

cabo acciones que mitigaran la seve-ridad de los efectos causados por los altos escurrimientos.

Debido a la baja disponibilidad de agua de las presas del Sistema Cutzamala (EL Bosque, Mich, Valle de Bravo y Villa Victoria, Méx,), a finales del 2008 y durante 2009, con regis-tro mínimos históricos, se ocasionó desabasto en el suministro de agua potable a la Zona Metropolitana del Valle de México, ocasionando serias restricciones en la entrega de agua en el año de 2009.

Todo lo anterior, requirió que se tomaran decisiones muy delicadas en el seno del CTOOH

Por lo que respecta a la instalación, operación y mantenimiento de las redes hidrométricas, meteorológi-cas y climatológicas del país, en el CTOOH, se emiten directrices relati-vas a los sitios con urgencia de medi-ción, a fin de apoyar la administra-ción del recurso agua.

1.6. Perspectivas

Sin duda el perfeccionamiento de las políticas de operación es una de las labores mas importantes del CTOOH, integrar nuevos elementos de juicio a


las discusiones, como lo es el Atlas Nacional del Riesgos por Inunda-ciones o la integración del monito-reo de todas las fases de la sequía que afectan el ciclo hidrológico en el país. EI pronóstico meteorológico, climatológico e hidrológico deben ser cada vez con mayor profundi-dad deben ser evaluados y llevar el registro de su incertidumbre y preci-sión como un elemento fundamental para la toma de decisiones

La especializaci6n y conformaci6n de los Comités Técnicos de Opera-ci6n de Obras Hidráulicas en los distintos Organismos de Cuenca, deben seguir fomentándose a fin de generar conocimiento del ciclo hidrológico y sus interacciones con la infraestructura hidráulica nacio-nal en las regiones y favorecer la transparencia en el actuar del esta-do en materias de seguridad nacio-nal como lo es el manejo del agua.

1 9

2.1. Resumen

Se presenta la evaluación de la calidad del agua de los sitios en los cuerpos de agua monitoreados por la Red Nacional de Medición de la Calidad del Agua de la Comisión Nacional del Agua (Conagua), mediante los indicadores de calidad demanda bioquímica de oxígeno (cinco días), demanda química de oxígeno y sólidos suspendidos totales. Los resultados indican que cerca del 70, 53 Y 85 porciento de los sitios medidos tienen una calidad excelen-te o buena, para los indicadores demanda química de oxígeno, demanda química de oxígeno y sólidos suspendidos totales, respectivamente.

Se identifican 22 cuerpos de agua, en 12 cuencas, con sitios de monitoreo fuertemente contaminados, de acuerdo a uno, la suma de dos o tres de los indicadores de calidad del agua evaluados.

Finalmente se presentan las acciones que se realizan para el control de la contaminación de los cuerpos de agua y que incluyen la publicación de Declaratorias de Clasificaci6n, aplicación de los Programas Federalizados para saneamiento y la situación general de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales y su evolución en el periodo 2000-2010.

Palabras Clave Calidad del agua, medición de calidad del agua, indicadores de calidad del agua, evaluación de calidad del agua, declaratorias de clasificación, sanea-miento y tratamiento de aguas residuales.

2 Calidad de cuerpos de agua en México y acciones para su control M. en C. Fernando M. Rosales Cristerna Subgerente de Programas Sectoriales de Calidad del Agua Gerencia de Calidad del Agua-Subdirección General Técnica, Conagua M. en C. Eric D. Gutierrez López Subgerente de Estudios de Calidad del Agua e Impacto Ambiental Gerencia de Calidad del Agua-Subdirección General Técnica, Conagua M. en C. Jose Alfredo Rojas Garda Subdirector de Modelación Matemática y Evaluación de Calidad del AguaGerencia de Calidad del Agua-Subdirección General Técnica, Conagua


2.2. Medición de la Calidad del Agua

La Comisión Nacional del Agua cuen-ta con una Red Nacional de Medición de la Calidad del Agua (RENAMECA) en cuerpos de agua nacionales, cuyos objetivos, basados en el cumplimien-to de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambien-te y la Ley de Aguas Nacionales, son conocer las condiciones actuales de la calidad de las aguas, analizar las tendencias a largo plazo, identificar los factores que afectan a la calidad de las aguas y cumplir con los trata-dos, acuerdos y convenios interna-cionales.

En el año 2010, la RNM operó 1,628 sitios, de los cuales 930 correspon-dieron a cuerpos de agua superfi-ciales (ríos, arroyos, presas, lagos, etc.) y 698 a cuerpos de agua subte-rráneos, ver lIustración 1 (Conagua, 2011a ).

2.3. Evaluación de la Calidad del Agua

La evaluación de la calidad del agua se lIeva a cabo utilizando tres indica-dores (Tabla 2.1), la Demanda Bioquí-mica de Oxígeno a cinco días (DB05), la Demanda Química de Oxígeno

(DQO) y los Sólidos Suspendidos Tota-les (SST). La DB05 y la DQO se utilizan para determinar la cantidad de mate-ria orgánica presente en los cuerpos de agua provenientes principalmente de las descargas de aguas residuales de origen municipal y no municipal. La primera determina la cantidad de materia orgánica biodegradable y la segunda mide la cantidad total de materia orgánica. EI incremento de la concentración de estos pará-metros incide en la disminución del contenido de oxígeno disuelto en los cuerpos de agua con la consecuente afectación a los ecosistemas acuáti-cos. Por otro lado, el aumento de la DQO indica presencia de sustancias provenientes de descargas no muni-cipales. Los SST tienen su origen de las aguas residuales y la erosión del suelo. EI incremento de los nive-les de SST hace que un cuerpo de agua pierda la capacidad de sopor-tar la diversidad de la vida acuática. Estos parámetros permiten recono-cer gradientes que van desde una condición relativamente natural o sin influencia de la actividad huma-na hasta agua que muestra indicios o aportaciones importantes de descar-gas de aguas residuales municipa-les y no municipales, así como áreas con deforestación severa (Conagua, 2011b).

C A L I D A D D E C U E R P O S D E A G U A E N M É X I C O Y A C C I O N E S P A R A S U C O N T R O L 2 1

Figura 2.1. Sitios de la Red Nacional de Monitoreo

Criterios Clasificación ColorDemanda bioquímica de oxígeno (DBO5)

DBO5≤3Excelente

No contaminante Azul

3


Criterios Clasificación ColorDemanda bioquímica de oxígeno (DBO5)

20


medidos tienen una calidad exce-lente o buena y que sólo 25 sitios (3.8% del total) se encuentran fuer-temente contaminados (Figura 2.2). Para el caso del indicador demanda química de oxígeno los resultados de la evaluación indican que 40 sitios (5.ó%) están fuertemente contamina-dos y casi el 53% de los sitios (383) se encuentran con una calidad excelen-te o buena (Figura 2.3). Finalmente, para el indicador sólidos suspendi-

dos totales 683 sitios de monitoreo (85.5% del total) presentan una cali-dad excelente o buena y sólo el 0.6% (5 sitios) tienen una calidad fuerte-mente contaminada (Figura 2.4).

De acuerdo con los resultados de las evaluaciones de calidad del agua para los tres indicadores de calidad del agua para los sitios de monito-reo, se determinaron 12 cuencas que tienen cuerpos de agua con

Figura 2.2. Distribución porcentual de sitios de monitoreo en cuerpos de agua superficiales de acuerdo al indicador demanda bioquímica de oxígeno.

Figura 2.3. Distribución porcentual de sitios de monitoreo en cuerpos de agua superficiales de acuerdo al indicador demanda química de oxígeno


sitios de monitoreo con la clasifica-ción fuertemente contaminados en algún indicador, en dos de ellos o en todos (Tabla 2.2). Asimismo, dentro de estas cuencas se destacan con rojo los rfos con mayores problemas de contaminación.

En la Figura 2.5 se muestra la evolu-ción de la calidad del agua de los cuerpos de agua fuertemente conta-minados desde el año 2000. Como se aprecia, los sitios fuertemente contaminados han disminuido desde el año 2000. Para el caso del indi-cador demanda bioquímica de oxíge-no, en el año 2000 se tenían 6.5% de los sitios fuertemente contami-nados, con un máximo de 10.4% en el año 2001 y 3.8% en el último año, es decir, se han reducido cerca del

41 % de los sitios altamente conta-minados para este indicador. Para el caso del indicador demanda química de oxígeno, en el año 2000 de tenían 9.1% de los sitios considerados como fuertemente contaminados, del año 2002 al 2000 se tuvieron incremen-tos que superaron el 11 % y para el último año se tuvieron 5.6% de los sitios catalogados como fuertemen-te contaminados, por 10 tanto estos sitios se redujeron en 38%. Final-mente para el caso del indicador sóli-dos suspendidos totales en el año2000 el 1.9% de los sitios se clasificaron como fuertemente contaminados, el máximo se presentó en el año 2004 con 4.4% de los sitios en esta catego-ría y para el último año se disminu-yó a 0.6% de los sitios, teniendo una reducción del 68%.

Figura 2.4. Distribución porcentual de sitios de monitoreo en cuerpos de agua superficiales de acuerdo al indicador sólidos suspendidos totales


Región Hidrológica Administrativa Cuenca

Cuerpos de agua con sitios de monitoreo fuertemente

contaminados

IV Río AtoyacRío Alseseca

Río AtoyacRío Zahuapan

V Pacífico Sur Río AtoyacRío SaladoRío Atoyac

VI Río BravoVI Lerma Santiago

Pacífico

Río Bravo-Ojinaga Río BravoRío Coahuayana Río Tamazula

Río Verde-Grande Río AguascalientesRío Lerma-Salamanca Río Turbio

Río Lerma-Toluca Río Lerma

Río LajaRío Laja

Río ApaseoArroyo Jurica

Río Juchipila Río CalvilloIX Golfo Norte Río Moctezuma Río San Juan del RíoX Golfo Centro Río Nautla y otros Arroyo El Diamante

XIII Aguas del Vall de México y Siste-

ma CutzamalaCuenca alta del Pánuco

Río ChurubusciRío de los Remedios

Río San Juan TeotihuacanRío de la Compañía

Río San BuenaventuraPresa derivadora Tlama-

co-Jaundho

Tabla 2.2. Cuencas y cuerpos de agua con sitios de monitoreo con la clasificación fuertemente contaminado

Figura 2.5. Evolución de la calidad del agua de los cuerpos de agua fuertemente contaminados


Los factores que pudieron haber influi-do en la reducción de los sitios fuerte-mente contaminados es el incremen-to del caudal de las aguas residuales municipales tratadas, el cual paso de 45.9 m3/sen el año 2000 a 93.om3/s en el año 2010, con un incremento de 1,393 plantas de tratamiento en operación a nivel nacional. Asimis-mo el incremento del tratamiento de las aguas residuales no municipales (industriales y de servicios) que pasó de 25.3 m3/s a 63.o m3/s en el mismo periodo, así como el incremento en la cobertura nacional de alcantarillado que paso de 76.2% en el año 2000 a 89.ó% en el año 2010 (Conagua, 2011b, CONAGUA, 2011e).

Otro factor importante en la lucha por controlar y preservar los cuerpos de agua del país, son los contami-nantes procedentes de la agricultura, 10 que se ha llamado contaminación difusa. En la cuenca Lerma-Chapa-la, la aportación de nutrientes como el nitrógeno y el fósforo proveniente de este tipo de contaminación, repre-senta el 27 y 18%, respectivamente. EI control de la contaminación difusa requiere contener el uso excesivo de agroquímicos en la agricultura, de un conocimiento más amplio sobre el tamaño, características y loca-lización de los problemas de este

tipo de contaminación que afecta al agua y a los suelos y por ende a los usos subsecuentes, para 10 cual, actualmente se desarrolla una red de monitoreo que ofrezca datos que sirvan para el diagnóstico y evalua-ción del problema a resolver, y sirva para sustentar la definición de todo un programa específico que en sus definiciones de política incorpore las mejores practicas nacionales e internacionales existentes en esta materia.

2.4. Acciones para el Control de la Contaminación de Cuerpos de Agua

a) Declaratorias de Clasificaci6n de Cuerpos de Agua Nacionales

La Ley de Aguas Nacionales (LAN) establece que para otorgar los permi-sos de descarga de aguas residuales se deberá tomar en cuenta las Decla-ratorias de Clasificación de los cuer-pos de agua de propiedad nacional. La CONAGUA tiene la atribuci6n de elaborar y publicar las Declaratorias de Clasificación en el Diario Oficial de la Federación (DOF). De acuerdo al Artículo 87 de la LAN, las Decla-ratorias de Clasificación contienen la delimitación de los cuerpos de agua


estudiados en los que se determina la capacidad de asimilaci6n y dilu-ción de contaminantes, es decir, su aptitud de autodepurarse; los parámetros de calidad que debe-rán cumplir las aguas residuales y los límites máximos permisibles de dichos parámetros en las áreas c1asificadas, los cuales, son la base para fijar condiciones particula-res de descarga. Incluyen ademas, metas de calidad en los cuerpos de agua receptores de los contaminan-tes y los plazos para alcanzarlas.

A la fecha se han publicado tres Declaratorias en el Diario Oficial de la Federaci6n.

EI 6 de febrero de 2008 se publi-có la Declaratoria de Clasificación del río Coatzacoalcos, sus afluen-tes (río Calzadas, arroyo Gopalapa y arroyo Teapa) y la laguna Pajaritos, ubicados en el estado de Veracruz. La Declaratoria del río Coatzacoal-cos dividió al sistema en seis zonas y se incluyeron 33 parámetros a regular en las descargas de aguas residuales, entre los que destacan los compuestos orgánicos, el color, la demanda química de oxígeno, detergentes, toxicidad aguda y los de la NOM-001-SEMARNAT-1996. Se establecen tres etapas de remo-

ción de contaminantes y tres plazos para cumplir las metas de calidad del agua. La última etapa corres-ponde al periodo 2018-2020. La meta final esta planteada para que el agua pueda tener uso múltiple tal como protección de vida acuáti-ca, riego agrícola y como fuente de abastecimiento de agua para consu-mo humano. Los beneficios tota-les esperados por la restauración de la calidad del agua de este río y sus afluentes son del orden de 2,300 millones de pesos para los próximos 20 años, por conceptos de dotación de agua potable, turismo, salud, biodiversidad y pesca (SEMARNAT, 2008).

EI 24 de junio de 2009 se publicó la Declaratoria de Clasificación de los ríos San Juan del Río, Ñadó y Aculco, ubicados en los estados de México, Querétaro e Hidalgo. La Declara-toria de los ríos San Juan del Rio, Nadó y Aculco dividió al sistema en ocho zonas y se incluyeron 33 pará-metros a regular en las descargas de aguas residuales, entre los que destacan los compuestos orgáni-cos, el color, la demanda química de oxígeno, detergentes, toxicidad aguda y los de la NOM-001¬SEMAR-NAT-1996. Se establecen tres etapas de remoción de contaminantes y


tres plazos para cumplir las metas de calidad del agua. La última etapa corresponde al periodo 2018-2020. La meta final esta planteada para que el agua pueda tener uso múltiple tal como protecci6n de vida acuáti-ca, riego agrícola y como fuente de abastecimiento de agua para consu-mo humano. Los beneficios totales esperados por la restauración de la calidad del agua de estos ríos son del orden de 790 millones de pesos para los próximos 20 años, por conceptos de sustitución de cultivos por mejora de la calidad del agua, turismo, salud y biodiversidad (SEMARNAT, 2009).

EI 06 de julio de 2011, se publicó la Declaratoria de Clasificación de los ríos Atoyac y Xochiac o Hueyapan y sus afluentes en el estado de Puebla. El costa de la inversión total es 1,320 millones de pesos. Esta cantidad es la suma de las estimaciones de las inversiones que deberán realizar los usuarios del cuerpo de agua en infraestructura para el tratamiento de las mismas. Las mayores inversiones corresponde a instituciones guber-namentales, es decir a las descar-gas municipales. Sin embargo, estas aguas residuales tienen influencia industrial significativa en relación al tipo de contaminantes. Los beneficios totales esperados son del orden de

398 millones de pesos para el primer año y de 2,360 millones para los próximos 20 años, por conceptos de dotación de agua potable, productos agrícolas, turismo, salud, biodiversi-dad y pesca (SEMARNAT, 2011).

Asimismo se han concluido 4 decla-ratorias mas correspondientes a los ríos Apatlaco en el estado de More-los, Alseseca en el estado de puebla, Blanco y sus principales afluentes en el estado de Veracruz y Zahuapan en el estado de Tlaxcala.

b) Programas de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento

La Conagua cuenta con tres progra-mas federalizados para dar soporte al Objetivo Estratégico del Plan Nacio-nal de Desarrollo 2007-2012, que se refiere a incrementar la cobertura de servicios de saneamiento del país, así como apoyar el logro del Objeti-vo 2 del Programa Nacional Hídrico 2007-2012, de incrementar el acceso y calidad de los servicios de alcan-tarillado y saneamiento. Entre estos programas se encuentran:

• Programa APAZU que surge con el fin de hacer frente a la creciente demanda de los servicios de agua potable, alcantarillado y sanea-


miento. EI programa tiene cober-tura nacional y esta dirigido a localidades con poblaci6n mayor a 2,500 habitantes, consistiendo su objetivo primordial en apoyar el incremento de la cobertura de los servicios de agua pota-ble, alcantarillado y saneamien-to, mediante la rehabilitaci6n y construcción de infraestructura hidráulica, promover el trata-miento de aguas residuales y apoyar acciones para el desarro-llo institucional de los ejecutores.

• Programa PROSSAPYS que surge derivado de un crédito externo contratado por el Gobierno mexi-cano con el Banco Interameri-

cano de Desarrollo, mismo que fue renovado en el año 2005. La ejecución se lleva a cabo a nivel nacional y esta dirigido a comu-nidades rurales con poblaci6n menor o igual a 2,500 habitantes, consistiendo su objetivo primor-dial en apoyar el incremento de la cobertura de los servicios de agua potable y saneamien-to, mediante la construcción de infraestructura con la participa-ción de la población beneficiada, a fin de inducir la sostenibilidad de esos servicios.

• Programa de Tratamiento de Aguas Residuales (PROTAR). Dentro de los objetivos rectores


del sector hidráulico, el PROTAR es una línea estratégica para la consecución del tratamiento de las aguas residuales generadas. Es indispensable que los organismos operadores implanten sistemas adecuados de medición, factu-ración y cobro, que les permitan cubrir sus costas de operaci6n y mantenimiento, ademas de gene-rar los recursos necesarios para renovar la infraestructura hidráu-lica. Sobre esta base, el aprove-chamiento de la infraestructura es una de las más altas prioridades consignadas en el Programa de Tratamiento de Aguas Residuales, el cual dirige sus acciones para mantener, complementar e incre-mentar la infraestructura en los servicios de saneamiento, aten-diendo y reforzando la infraestruc-tura hidráulica; realizar las obras nuevas que requiere el crecimiento de la demanda; así como adecuar y utilizar plenamente la infraestruc-tura existente.

c) Tratamiento de Aguas Residuales Municipales

AI cierre del año 2010 el registro de plantas de tratamiento de aguas residuales municipales en opera-

ción fue de 2,186 instalaciones de las cuales 298 contaban con un nivel de tratamiento primario, 16 con prima-rio avanzado, 1,870 con tratamien-to secundario y 2 con tratamiento terciario (Conagua, 2011d).

La capacidad instalada fue de 126.85 m3/s y el caudal tratado fue de 93.6 m3/s, 10 que permiti6 alcanzar una cobertura de tratamiento de aguas residuales municipales de 44.8%.

La evoluci6n del saneamiento del agua en Mexico ha incrementado del ana 2000 can 793 plantas en opera-ci6n, can una capacidad instalada de 68.97 m3/s a 2,186 plantas en el año 2010, can una capacidad instalada de 126.85 m3/s.

Los avances de la cobertura de trata-miento han venido incrementando-se a 10 largo del tiempo. En el año 2000 se contaba can una cobertura de 23%, cerrando en el año 2006 can una cobertura de 36.1 % y como se mencion6 anteriormente, en el ulti-mo registro se cont6 can una cober-tura de 44.8%. La meta establecida en el Programa Nacional Hídrico 2007-2012 es llegar a una cobertu-ra de 60% de las aguas residuales colectadas.


2.5. Referencias

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F. Publicado en el Diario Oficial de la Federación 06 de febrero de 2008. Primera secci6n. pp. 49-61.

SEMARNAT. Declaratoria de clasifi-cación de los ríos San Juan del Río, Ñadó y Aculco. México, D.F. Publicado en el Diario Oficial de la Federación 24 de junio de 2009. Segunda sección. pp. 01-12.

SEMARNAT. Declaratoria de clasi-ficación de los ríos Atoyac y Xochiac o Hueyapan, y sus afluentes. México, D.F. Publi-cado en el Diario Oficial de la Federación 06 de julio de 2011. Primera sección. pp. 49-60.

3 3

3.1. Resumen

D e inicio se justifica la importancia de las predicciones de lluvia diaria como base para la estimación de las crecientes de diseño, cuando no existe información hidrométrica ni pluvio-gráflca. En seguida, se describe la Información pluviométrica utilizada Posteriormen-te, se cita el origen de la distribución Tipo Exponencial de Raíz Cuadrada (TERC), se destaca su baja sensibilidad a los eventos extremos y se expone con detalle el método de estimación de sus dos parámetros de ajuste. A continuación se establece el planteamiento de su contraste con las distri-buciones Log-Pearson tipo III (LP3) y la General de Valores Extremos (GVE). basado en el error estándar de ajuste, por ello se desarrolla un procedi-miento para su cálculo con el modelo TERC. Por último, se analizan e interpretan las predicciones de lluvia diana y se formulan varias conclu-siones, las cuales destacan la sencillez y utilidad de la distribución TERC

Palabras clave: precipitación diaria máxima anual, distribuciones TERC, LP3 y GVE, error estándar de ajuste.

Contraste de predicciones de lluvia diaria obtenidas con la distribución TERC, en 53 pluviómetros del estado de San Luis Potosí.Daniel Francisco Campos ArandaProfesor Jubilado de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí[email protected]

3


3.2. Introducción

Cuando no se dispone de informa-ción hidrométrica en el sitio de inte-rés o cerca de éste, la estimación de las crecientes o avenidas de diseño no puede ser realizada con base en métodos probabllísticos, entonces, el procedimiento a seguir consis-te en construir unas curvas Intensl-dad-Duración-Frecuencia (IDF), que representan las características de las tormentas de la zona y después mediante una relación lluvla-escurri-miento, por ejemplo el hidrogramaunitario, se obtiene el gasto o crecien-te que se estima Este enfoque acepta tácitamente que el periodo de retorno,

inverso de la probabilidad de exceden-cia, de la predicción de lluvia de diseño se corresponde con el de la creciente que se estima. Por otra parte, cuan-do no existe información pluviográfl-ca para la elaboración de las curvas IDF, su estimación (Campos, 2010) se aborda a través de las predicciones de lluvia diaria, utilizando los regis-tros pluviométricos de lluvias diarias máximas anuales (PDMA).

El análisis probabillstico de los regis-tros de PDMA, ha sido abordado utili-zando las mismas distribuciones de probabilidad que se emplean en el procesamiento de gastos máximos anuales

3 5C O N S T R A S T E D E P R E D I C C I O N E S D E L L U V I A D I A R I A O B T E N I D A S C O N L A D I S T R I B C I Ó N T E R C , E N 5 3 P L U V I Ó M E T R O S D E L E S T A D O D E S A N L U I S P O T O S Í

(Stedlnger et al., 1993), por ejemplo la Gumbel, la Log-Pearson tipo lll (LP3) y la General de Valores Extre-mos (GVE). Estos modelos proba-bllísticos en general conducen a predicciones muy grandes en los altos periodos de retorno, debido a la presencia más frecuente de valores dispersos (outtiers), originados por lluvias extraordinariamente fuertes que ocurren en lapsos breves y que son características de casi todas las reglones del mundo.

La distribución Tipo Exponencial de Raíz Cuadrada (TERC), ha sido formu-lada para el análisis probabilístlco de lluvias máximas, es menos sensible a la presencia de valores máximos dispersos y por ello, generalmen-te conduce a predicciones menores en los periodos de retorno superio-res a los 100 años. En este trabajo se describe brevemente su desarrollo, se detalla su procedimiento de aplicación y se contrastan sus predicciones con las de los modelos LP3 y GVE, en 53 estaciones pluviométricas del estado de San Luis Potosí, las que cuentan con 35 o más años de registro.

3.3. Desarrollo.

Información pluviométrica utilizada.Corresponde a la disponible sobre

PDMA en el sistema ERIC II (IMTA, 2000), para las estaciones pluviomé-tricas del estado de San Luis Potosí con 35 o más años de registro; bajo tal restricción se detectaron 53. En la Figura 3.1 se muestra la ubicación de las 53 estaciones pluviométricas que serán analizadas y en la Tabla 3.1 se presentan sus características generales, que incluyen: clave, coor-denadas geográficas, amplitud de registro, valores mínimo, máximo ymáximo subsecuente, así como los siguientes cuatro parámetros esta-dísticos insesgados (Yevjevlch, 1972):media aritmética

Ecuación 3.1

desviación estándar

Ecuación 3.2

coeficiente de variación

Ecuación 3.3

y coeficiente de asimetría

Ecuación 3.4

en las expresiones anteriores, x, son los n valores de PDMA en milíme-tros, disponibles en cada registro.


por ejemplo el modelo Gumbel, cuyoargumento es lineal (Etoh ef a/., 1987). Nanía y Gómez (2004) indi-can que la distribución TERC ha sido establecida en España como un modelo de referencia, debido a su origen especifico para la modelación probabilística de lluvias diarias máxi-mas anuales.

Procedimiento de ajuste.

Para la estimación de los paráme-tros de ajuste (k,a) de la distribución TERC, se ha utilizado el método de las regresiones polinomiales del logaritmo natural del Cv y k, desarro-llado por Zorraquino (2004), el cual comienza por evaluar el coeficiente de variación (Cv) con la Ecuación 3.3 y con base en tal valor seleccionar uno de los tres intervalos siguien-tes: 0.190 a 0.30, 0.30 a 0.70 y 0.70 a 0.999. El parámetro de frecuencia se estima con la fórmula siguiente:

Ecuación 3.6

en la cual los coeficientes a, están definidos en la tabla siguiente.

Descripción de la distribución TERC.

Etoh et al. (1987) inicialmente deri-varon la distribución SQRT-K para la cantidad total de lluvia originada por una tormenta única; como tal modelo tiene una fórmula ¡mprác-tica, al estar expresada en términos de una función de Bessel modificada de segundo tipo, estos autores acep-taron una expansión asmtótica para tal función y consideraron que las ocurrencias de las tormentas severas siguen una distribución de Poisson y entonces definieron la distribución de probabilidades para lluvias diarias máximas anuales, designada SQRT-ET-max como abreviatura de squa-re-root exponential type disthbution of the maximun y por ello denomi-nada distribución tipo exponencial de raíz cuadrada (TERC), ésta es:

Ecuación 3.5

en la cual, F(x) es la probabilidad de no excedencia asociada a la variable x, k es el parámetro de frecuencia y a el de escala. En este modelo el argumento negativo de la segunda exponencial, el cual está expresado en términos de la raíz cuadrada de la variable x, origina una cola derecha más amplia para tal distribución, que


0.190≤Cv≤0.30 0.30


prueba, para una probabilidad de no excedencia definida con la fórmula Weibull (Benson, 1962):

Ecuación 3.10

en la cual m es el número de orden del dato, con 1 para el menor y n para el mayor. Finalmente. np es el núme-ro de parámetros de ajuste: np= 2 para la distribución TERC y np = 3 para los modelos LP3 y GVE.

Como la distribución TERC (ecuación 5), no tiene solución inversa, es decir que no se puede estimar el valor de x asociado a una determinada probabi-lidad de no excedencia F(x), entoncespara el cálculo del EEA se utilizó el procedimiento de bisección sugeri-do por Campos (1989), para ello se proponen valores iniciales inferior (x/= 0.0001 %) y superior (xs = 10 x,), se obtiene su media aritmética (x,) y con tal magnitud se estima la F(X,) con la Ecuación 3.5, se compara este último valor con el de la ecuación 10 relativo al x, y si su diferencia abso-luta no es menor que 0.00001, que es la tolerancia aceptada, se sigue el método de bisección. El proce-dimiento citado fue exitoso en los 53 registros analizados, por ello en

la Tabla 3.2, Tabla 3.3 y Tabla 3.4 se presentan las predicciones y los EEA de las tres distribuciones aplicadas (LP3, GVE y TERC).

3.4. Análisis de los resultados

Respecto a las regiones geográficas del estado.

En términos generales, las tres reglones o zonas geográficas del estado de San Luis Potosí: Altipla-no, Zona Media y Huasteca, presen-tan valores característicos tanto de los eventos extremos como de sus parámetros estadísticos, los cuales de manera global se Incrementan a pasar de una región a otra.

Respecto a los métodos de ajuste y el error estándar de ajuste.

Para las distribuciones LP3 y GVE sus métodos de ajuste que se citan corresponden a los que conduje-ron a un menor error estándar de ajuste (EEA), de manera que para la función LP3 el método de momentos en el dominio logarítmico fue el más conveniente en 41 de los 53 ajustesrealizados, por lo cual este método en el dominio real únicamente en 12 estaciones reportó el menor EEA.


Para el modelo GVE los métodos de ajuste óptimo fueron: el de momentos una vez, el sextiles en 5 ocasiones, el de máxima verosimilitud en 16 esta-ciones y finalmente el de los momen-tos L en los 31 registros restantes

Con respecto al número de casos del ajuste de la distribución TERC, que ocurren en cada uno de los tres intervalos definidos por Zorra-quino (2004), la inmensa mayoría (48) corresponden al segundo, pues únicamente la estación Mexquitic presenta un Cv< 0.30 y las cuatro estaciones: Cedral, Ciudad del Maíz, Col. Alvaro Obregón y Presa Alvaro Obregón, condujeron a un Cv > 0.70. En las Tabla 3.2, Tabla 3.3 y Tabla 3.4, con respecto a la distribución TERC, se indican los valores de los pará-metros de ajuste {k,a), obtenidos con las Ecuación 3.6 y Ecuación 3.7.

Los errores estándar de ajuste obte-nidos con las tres distribuciones contrastadas son todos del mismo orden de magnitud, y con excepción de las siete estaciones siguientes Charcas, Lagunillas, Pastora, Presa Alvaro Obregón, San Nicolás Tolen-tino, Tanquián y Tatlzohuiche, en el resto, que es la mayoría, la distribu-ción TERC conduce a un valor ligera-mente mayor.

Respecto a las predicciones.

En relación con la magnitud de las predicciones, en general hasta el periodo de 100 años son muy simi-lares, las obtenidas con los tres modelos probabilísticos emplea-dos. En la gran mayoría de las esta-ciones analizadas, la distribución TERC conduce a predicciones más conservadoras en los altos perio-dos de retorno (500, 1,000 y 10,000 años), ello es notable en las estacio-nes: Cedral, Cárdenas, Presa Alvaro Obregón, Altamlra. El Tigre, Reque-temu, San Antonio de los Guayabos, Santa Cruz y Tanzabaca. De manera casi general lo anterior se cumple en los registros cuyo coeficiente de asimetría (Cs) es superior o cercano a 2.0 (ver Tabla 3.1).

Lo contrario ocurre en ciertos regis-tros, es decir que la distribución TERC condujo a predicciones mayo-res en los altos periodos de retorno, esto es sobresaliente en las estacio-nes San Luis Potosí, Cernios, Tierra Nueva, Villa Juárez, Maitines, San Diegulto y San Martín Chalchlcuaut-la; pero en general se cumple para los registros cuyo Cs es inferior a 1.0 (ver Tabla 3.1).


3.5. Conclusiones.

Primera: La distribución tipo expo-nencial de raíz cuadrada (TERC), constituye un modelo probabllístico que siempre será conveniente probar cuando se estiman predicciones deprecipitación diaria, pues ha sido formulada para el análisis estadísti-co de este tipo de variable climato-lógica y además, debido a su estruc-tura matemática es menos sensible a la presencia de valores máximos extremos.

Segunda: En el contraste realiza-do al modelo TERC, con base en las distribuciones Log- Pearson tipo III y General de Valores Extremos (Tabla 3.2, Tabla 3.3 y Tabla 3.4), se observa que de manera gene-ral los errores estándar de ajuste de estas tres funciones son siem-pre de mismo orden de magnitud y que para periodos de retorno 500 años), esto

es notable en las estaciones: Cedral, Cárdenas, Presa Alvaro Obregón, Altamira, El Tigre. Requetemu, San Antonio de los Guayabos, Santa Cruz y Tanzabaca; es decir que de mane-ra casi general lo anterior se cumple en los registros cuyo coeficiente de asimetría (Cs) está próximo a 2.0 o es superior a tal valor, debido quizás a la presencia de valores dispersos.

Cuarta: En varios registros la distri-bución TERC condujo a predicciones mayores en los altos periodos de retorno, esto es sobresaliente en las estaciones: San Luis Potosí, Cerritos, Tierra Nueva, Villa Juárez, Maitines, San Dieguito y San Martín Chalchi-cuautla; casi en general tal compor-tamiento se presenta en los registros cuyo Cs es inferior a la unidad

3.6. Agradecimientos.

Se agradece al M. en I. Juan Anto-nio Araiza Rodríguez, profesor del área de computación de la Facultad de Ingeniería de la UASLP, el haber-me proporcionado en forma impresa la Información de lluvias máximas diarias anuales de 129 estaciones pluviométricas del estado de San Luis Potosí, que cuentan con más de 20 años de registro, procedentes del sistema ERIC II.


3.7. Referencias.

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Campos Aranda, D. F. 1989. Estima-ción de los parámetros óptimos de la distribución Gumbel Mixta por medio del algoritmo de Rosenbrock. Ingeniería Hidráu-lica en México, Vol. IV, número 1, páginas 9-18.

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Campos Aranda, D. F. 2010. Intensi-dades máximas de lluvia para diseño hidrológico urbano en la república mexicana Ingeniería. Investigación y Tecnología, Vol. XI, Número 2, pp 179-188

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Kite, G. W. 1977. Frequency and Risk Analyses in Hydrology. Chapter 12: Comparison of frequen-cy distributlons, pp. 156-168. Water Resources Publications. Fort Collins, Colorado, USA. 224 p.

Nanía, L. S. y Gómez V., M. 2004. Ingeniería Hidrológica. Capítulo 7: Estadística Hidrológica, pági-nas 205-232. Grupo Editorial Universitario Granada, España 278 páginas

Stedinger, J R., R. M. Vogel & E. Foufoula-Georglou 1993. Theme 18 8: Frequency analy-sis of storm ralnfall, pp. 18.48-18.53 in the Handbook of Hydrology, editor in chlef David R. Maidment. McGraw-Hill, Inc. New York, USA 1993


Water Resources Council (WRC). 1977. Guidelines for Determi-ning Flood Flow Frequency. Bulletin # 17 A of the Hydrolo-gy Committee Washington, D C, USA Revised edition.

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Zorraquino J., C. 2004. El modelo SQRT-ETMax Revista de Obras Públicas, No. 3,447. páginas 33-37.

Figura 3.1. Localización de las 53 estaciones pluviométricas utilizadas


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No Estación EEA Periodos de retomo en añosDistribución (mm) 2 5 10 25 50 100 500 1.000 10.0001 Cedral

LP3 (di*) 19.6 39 57 /6 118 162 223 483 680 2.189GVE (mL) 21.0 40 56 77 113 152 206 423 581 1.683TERC (7.156-0.3898) 22.7 40 ¡2 96 136 167 201 290 333 494

2 CharcasLP3 (dr) 7.2 43 66 62 105 122 141 187 209 290GVE (mL) 7.0 43 64 60 104 125 148 214 248 398TERC (32 974-0.7795) 7.1 43 64 81 104 123 143 194 218 309

3 El PeajeLP3 (dr) 3 1 39 51 59 70 77 84 101 109 134GVE (mL) 3 1 38 51 59 69 77 84 100 106 128TERC (338.420-1.9166) 33 37 49 58 70 79 89 114 126 169

4 Los PilaresLP3 (dr) 29 4? 56 64 74 81 88 102 108 128GVE (mL) 28 42 55 64 75 83 91 109 116 140TERC (422 456-1.8675) 36 40 53 62 75 84 95 121 133 178

5 MatehualaLP3 (di) 30 46 68 82 103 120 137 179 199 274GVE (mL) 3.1 46 67 82 104 121 140 188 212 304TERC (63 538-0.9311) 38 46 66 81 102 118 136 182 203 282

0 MexquiticLP3 (di) 1.6 48 61 68 76 81 B5 93 9G 105GVE (mL) 1.6 49 62 68 76 80 84 90 92 97TERC (1,306.742-2 1635)

38 46 58 67 7B 83 97 122 133 174

7 San Luis PotosíLP3 (di) 2.2 40 52 60 53 74 79 00 95 108GVE (mL) 2.1 40 52 60 53 73 78 88 91 101TERC (515.061-2.1119) 4.1 38 49 57 53 77 87 110 121 161

e Santo DomingoLP3 (di) 11.7 59 92 120 164 203 250 392 471 847GVE (mv) 12.1 59 91 118 162 202 251 409 501 976TERC (21.913-0.4616) 12.7 61 95 121 158 188 221 304 344 492

g Soledad Diez GutiérrezLP3 (di) 6.0 35 56 74 102 127 156 244 292 515GVE (mv) 6.2 35 b5 74 105 136 174 304 386 840TERC (19.075-0.7250) 6.4 36 5fi 74 97 116 136 189 214 307

Tabla 3.2. Predicciones (mm) en 11 estaciones pluviométricas de ALTIPLANO Potosino con base en las distribuciones de probabilidades indicadas


No Estación EEA Periodos de retomo en añosDistribución (mm) 2 5 10 25 50 100 500 1.000 10.00010 Venado

LP3 (di) 96 45 75 99 133 162 194 280 323 499GVE (mv) 9.4 45 74 97 133 165 203 317 381 684TERC (14 232-0.4977) 100 46 75 98 131 157 186 261 296 429

11villa de Arriaga

LP3 (dr) 43 38 52 62 7G 86 96 122 133 175GVE (mL) 42 37 51 62 75 86 98 127 141 193TERC (128 384-1.4661) 42 37 51 61 75 87 99 129 144 196

* dl dominio logarítmico (indirecto de momentos). dr dominio real (directo de momentos) mL momentos L. mv máxima verosimilitud.


No. Estación EEA Períodos de retorno en añosDistribución (mm) 2 5 10 25 50 100 500 1,000 10,0001 Armadillo de los Infante

LP3 (di*) 6.0 46 72 92 120 144 172 248 288 458GVE (sx) 6.0 49 73 92 119 142 168 239 275 430TERC (42.050-0.7502) 6.7 49 72 90 114 134 156 210 236 331

2 CárdenasLP3 (di) 10.9 b4 65 114 160 203 256 426 526 1,038GVE (mv) 11.7 54 84 111 157 201 255 443 559 1,204TERC (18.432-0.4588) 11.6 56 90 116 152 182 214 297 336 483

3 CerritosLP3 (dr) 48 66 91 107 125 138 150 176 187 220GVE (mL) 4.5 67 92 107 125 138 150 174 183 210TERC (150.653-0 8948) 6.7 63 87 104 127 146 166 217 241 328

4 Ciudad del MaízLP3 (dr) 19.1 54 95 128 177 219 266 396 462 737GVE (sx) 188 54 86 115 166 216 280 503 646 1,469TERC (8 678-0.3181) 19.7 55 9G 129 177 216 259 370 423 624

5 Col Alvaro ObregónLP3 (di) 10.7 36 67 92 135 172 215 342 410 710GVE (mv) 10.9 36 64 90 135 178 233 423 543 1,224TERC (6 569-0.3953) 11.6 37 69 94 131 161 194 281 323 481

6 GuadalcazarLP3 (dr) 84 57 86 107 134 154 175 226 248 328GVE (mv) 86 57 86 106 132 151 171 218 239 311TERC (33 735-0.6090) 85 55 83 104 134 158 183 249 281 396

7 LagunillasLP3 (dr) 13.1 65 102 129 166 195 225 303 340 479GVE (mL) 13.3 65 1 00 126 162 193 226 317 362 550TERC (26.358-0.4659) 12.9 65 1 00 127 164 195 228 312 352 501

8 Ojo de AguaLP3 (di) 6.5 /6 103 123 149 172 195 259 291 420GVE (mL) 6.5 /6 103 122 149 172 197 265 300 442TERC (335.503-0.9187) 7.3 77 102 120 145 165 186 238 263 352

9 ParedesLP3 (di) 8.8 60 66 110 142 168 197 274 313 473GVE (mv) 9.1 60 66 109 140 167 197 281 325 514TERC (45 639-0.6321) 93 60 98 109 139 162 188 253 284 398

1 0 PastoraLP3 (di) 8.4 44 67 85 108 127 146 196 220 308GVE (mv) 85 44 66 63 107 126 147 203 231 342TERC (28.617-0.7287) 83 43 66 63 107 127 148 202 228 324

11 Presa Alvaro ObregónLP3 (di) 203 47 91 139 233 340 490 1.120 1,589 4,992GVE (mv) 22.4 45 87 139 259 416 672 2.056 3,334 16,661TERC (4 792-0.2210) 209 52 106 148 211 263 320 470 543 818

Tabla 3.3. Predicciones (mm) en 16 estaciones pluviométricas de la zona MEDIA del estado


No. Estación EEA Períodos de retorno en añosDistribución (mm) 2 5 10 25 50 100 500 1,000 10,00012 Rioverde

LP3 (di) 3.7 54 74 89 107 121 135 170 185 242GVE (sx) 3.8 55 75 86 104 116 127 152 162 195TERC (185.844-1.1413) 5 1 53 72 65 104 119 135 176 195 264

13 San Nicolás TolentinoLP3(dl) 11.3 55 80 100 129 153 180 255 293 453GVE(mo) 11.4 55 81 101 129 152 177 247 282 427TERC (38 841-0 6511)

11.2 55 81 101 129 152 177 239 269 378

14 Tierra NuevaLP3(dl) 4.3 37 57 71 89 101 114 143 156 197GVE(mL) 4.2 37 57 70 85 96 107 131 141 172TERC (36.961-0.9762)

5.9 36 53 67 85 100 117 158 178 250

15 VigasLP3(dl) 10.5 52 82 109 152 193 242 398 490 952GVE(sx) 11.4 53 82 108 148 186 231 374 457 877TERC (17.652-0.4692)

11.9 54 86 111 147 176 207 288 326 470

16 Villa JuárezLP3(dl) 3.9 59 89 108 134 153 172 216 235 300GVE(mL) 3.8 60 89 109 134 153 172 218 238 306TERC (50.420-0.6820)

6.2 58 84 104 131 154 178 239 267 374

Simbología:* di dominio logarítmico (indirecto de momentos). dr dominio real (directo de momentos). sx sextiles mv máxima verosimilitud. mL momentos L. mo momentos.

Tabla 3.3 Predicciones (mm) en 16 estaciones pluviométricas de la zona MEDIA del estado


Tabla 3.4. Predicciones (mm) en 26 estaciones pluviométricas de la zona HUASTECA del estado de San Luis Potosí, con base en las distribuciones de probabilidad indicadas.

No Estación EEA Periodos de retorno en añosDistribución (mm) 2 5 10 25 50 100 500 1.000 10,0001 Altamira

LP3 (di*) 17.3 124 171 213 282 346 424 676 827 1,614GVE (mL) 18.6 125 169 209 276 342 425 713 894 1,916TERC (84.442-0.3663) 20.6 129 181 221 275 319 365 484 539 744

2 AquismónLP3 (di) 11.5 165 229 273 331 376 422 535 587 776GVE (mL) 11.2 166 230 274 332 376 421 530 579 752TERC (168.425-0.3602) 153 163 221 264 323 371 421 548 608 825

3 BallesmiLP3 (di) 14.0 124 175 216 278 331 392 566 659 1,074GVE (mL) 14.4 124 173 214 277 334 400 604 719 1,268TERC (82 632-0.3711) 15.7 126 178 217 270 313 359 476 531 733

4 Damián CarmonaLP3 (di) 11.1 117 159 195 250 299 358 535 635 1,118GVE (mv) 108 118 158 193 251 307 375 602 740 1,480TERC (157 233-0 4761) 138 121 164 197 241 277 315 410 455 619

5 ÉbanoLP3 (di) 59 79 108 130 160 185 212 283 318 458GVE (mL) 59 79 108 130 161 187 215 292 330 487TERC (187 606-0 7674) 7.0 79 107 127 155 178 201 262 290 393

6 Ejido AbritasLP3 (di) 7.0 131 177 208 248 278 308 380 412 527GVE (mv) 7.6 130 176 206 246 277 308 382 416 531TERC (276 590-0 5282) 103 128 170 201 243 277 313 403 445 598

7 El NaranjoLP3 (di) 10.5 108 156 191 237 273 311 405 449 612GVE (mL) 9.9 107 154 190 240 281 327 449 510 757TERC (64.618-0.4044) 11.2 106 152 187 235 273 314 419 469 651

e El PujalLP3 (di) 11.3 118 171 211 266 311 360 490 553 807GVE (mL) 10.9 117 168 208 268 319 377 543 630 1,015TERC (62.787-0.3614) 12.4 118 169 207 261 304 350 467 522 726

g El TigreLP3 (di) 15.6 66 129 165 222 276 341 546 667 1,281GVE (mv) 15.7 69 128 163 221 277 347 582 727 1,551TERC (37 129-0.3823) 17.7 92 136 170 218 257 298 404 454 640

10 Gallinas


No Estación EEA Periodos d

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