Editorial - Asociación Mexicana de...

Editorial

• Coeficientes de escurrimiento promedio mensuales: comportamiento y aplicación en la estimación de la disponibilidad

• Elementos paisajísticos como infraestructura hidráulica• Tendencias recientes en escurrimientos debido al Cambio Climático

Global

Revista DigitalTláloc AMH

Vol. 61 - Octubre-Diciembre 2013

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 AustriaInstituto Mexicano de Tecnología del Agua

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

Dr. Miguel Ángel VergaraEscuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad PetatencoInstituto Politécnico Nacional

XXX Consejo Directivo

PresidenteIng. Raúl Antonio Iglesias Benítez VicepresidenteIng. Marco Alfredo Murillo Ruiz Primer SecretarioIng. Oscar Froylán Martínez Villalba Segundo SecretarioDr. Enrique Mejía Saenz TesoreroIng. Héctor Francisco Fernández Esparza Primer VocalJosé María Campos López Segundo VocalIng. Daniel Galdino González Covarrubias

Consejo Editorial

Ing. Raúl AntonioIglesias BenítezEditor en Jefe- Revista Tláloc AMHDirector GeneralHidroAmbientecIngeniería Hidráulica-SanitariaAmbientalAurelio L. Gallardo 750Ladrón de GuevaraC.P. 44600, GuadalajaraJalisco, MéxicoE-mail: [email protected]

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

Tláloc AMH. Es una publicación trimestral de la Asociación Mexicana de Hidráu-lica, 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 exclusi-vo en trámite. El contenido de los artículos firmados es responsabilidad de los auto-res y no necesariamente representa la opinión de la Asociación Mexicana de Hidráu-lica. Ninguna parte de esta revista puede ser reproducida en medio alguno, incluso electrónico, ni traducida a otros idiomas sin autorización escrita de sus editores. Colaboradora editorial: Martha Patricia Hansen Rodríguez. Concepto gráfico, diseño y diagramación: M.A.M. Gema Alín Martínez Ocampo, Fotos de entrada de capítulos y portada: Pixabay.com. Foto de página 52: Conagua, foto página 53: Daniel Murillo. Foto de portada: https://programadestinosmexico.com/que-hacer/aventura-y-ecoturismo/campeche.html.

Contenido

Editorial 5

1. Coeficientes de escurrimiento promedio mensuales: comportamiento y aplicación en la estimación de la disponibilidad 7 1.1. Resumen 7 1.2. Introducción 8 1.3. Teoría y datos procesados 9 1.4. Análisis y discusión de resultados. 11 1.5. Resultados obtenidos a nivel promedio anual. 11 1.6. Diagramas precipitación–escurrimiento promedio mensuales. 14 1.7. Contrastes para la estimación de la disponibilidad mensual y anual. 16 1.8. Conclusiones 17 1.9. Referencias. 18

2. Elementos paisajísticos como infraestructura hidráulica 35 2.1. Resumen 35 2.2. Abstract 36 2.3. Introducción 36 2.4. Material y métodos 39 2.5. Resultados 46 2.6. Conclusiones 48 2.7. Referencias y bibliografías 49

3. Tendencias recientes en escurrimientos debido al Cambio Climático Global 53 3.1. RESUMEN 53 3.2. Introducción 54 3.3. Tendencias en escurrimientos y cambio climático global 55 3.4. Conclusiones 59 3.5. Referencias 60

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El pasado 29 de mayo el XXX Consejo Directivo Nacional de nuestra Asociación Mexicana de Hidráulica terminó su gestión de dos años, y su presidente rindió su informe final,

en donde destacó ampliamente los logros de nuestra revista digital Tláloc.

Es importante mencionar que durante este proceso en formato digital, se han publicado 16 números con temas que reflejan claramente cuál es la política hidráulica de nuestro país y las áreas de investigación en que trabajan los institutos y centros académicos de México. Los artí-culos fueron sancionados por un Comité Editorial integrado por: Dr. Gabriel Echávez Aldape, Dr. Moisés Berezowsky, M.I. Víctor Bourguett Ortíz, Dr. Jaime Collado, Dr. Jürgen Mahlknecht, Dr. Polioptro Martí-nez Austria, Ing. Efraín Muñoz Martín, Dr. Aldo Iván Ramírez Orozco, Ing. Roberto Olivares, Dr. Miguel Ángel Vergara, Ing. Luis Athié Mora-les, Ing. Juan Carlos Valencia Vargas y al Dr. Óscar Fuentes Mariles, a quienes queremos agradecer todo el tiempo y conocimientos que dedicaron a revisar estrictamente los trabajos que debían publicarse; prueba de la exigencia en la calidad de los artículos publicados es que se rechazaron el 40 % de ellos, durante este periodo. Nuestro reconocimiento a todos ellos, y a la vez agradecimiento por ser parte de este proceso de consolidación de un verdadero Consejo Editorial.

El impacto de una revista digital es muy grande, pues puede ser consultada aún por aquellos lectores que no son socios. Nos llena

Editorial

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de orgullo que los jóvenes se acerquen a nuestra publicación, pues alumnos de universidades muy prestigiadas en el mundo nos hicieron consultas sobre temas tratados en la revista. Seguimos convencidos de que las revistas digita-les son el mejor camino para comunicar a la AMH con la sociedad, sin agredir al medio ambiente, sin altos costos de impresión y de envío, otorgando flexibi-lidad en la extensión de los artículos a los autores y poniendo a la disposición de todos su contenido.

Relacionada con la revista (a través de ella se ingresa) destaca la Biblioteca Virtual, que incluye TODOS los números de la revista a partir de 1994, TODAS las publicaciones de la AMH y más de 20 memorias de los Congresos Nacionales y Latinoamericanos de Hidráulica organizados por nuestra Asociación, incluido el primero de ellos celebrado en Oaxtepec, Morelos, en el año 1970. Asimismo como parte del trabajo editorial de la revista Tláloc, fueron seleccionados 11 de los 346 trabajos presentados en el pasado XXII Congreso Nacional de Hidráulica celebrado en Acapulco. Dichos trabajos fueron seleccionados por el Consejo Editorial, el Presidente de la Asociación Mexicana de Hidráulica y el Coordi-nador Técnico de la Revista Tláloc. Los artículos ganadores de esta distinción, conformaron los números 57 y 58 de nuestra publicación electrónica.

Expresamos nuestro más amplio reconocimiento al Comité Editorial, XXX al Consejo Directivo Nacional, pero sobre todo a nuestros lectores, que con su apoyo han hecho crecer a nuestra revista, así como a los patrocinadores que confiaron en nosotros al exponer su empresa en este espacio electrónico.Los retos son grandes, es importante ampliar la difusión de la >> revista, así como lograr el reconocimiento de revista mexicana de divulgación científica y tecnológica del CONACYT.

Deseamos el mejor de los éxitos al XXXI Consejo Nacional de nuestra Asocia-ción Mexicana de Hidráulica.

ATENTAMENTEIng. Raúl Antonio Iglesias Benítez

Dr. Víctor Alcocer Yamanaka

7C O E F I C I E N T E S D E E S C U R R I M I E N T O P R O M E D I O M E N S U A L E S : C O M P O R T A M I E N T O Y A P L I C A C I Ó N E N L A E S T I M A C I Ó N D E L A D I S P O N I B I L I D A D

1.1. Resumen

El dimensionamiento hidrológico de las presas pequeñas para riego y/o agua potable, requiere como datos los volúmenes escurridos mensuales aportados por su cuenca, la cual comúnmente no está aforada por ser pequeña y por ello, hay que estimarlos. Por otra parte, quizás el método del llamado coeficiente de escurrimiento (Ce) sea el más simple y suficien-temente aproximado para realizar tales estimaciones. Tal procedimiento consiste en obtener los Ce promedio mensuales, como los cocientes entre el escurrimiento y la lluvia promedio mensuales y ambos expresados en milímetros, por lo cual cada Ce es adimensional. Después se multiplica cada Ce por la lluvia mensual respectiva y se obtiene el escurrimiento buscado, el cual se transforma a volumen al multiplicarlo por el área de cuenca. En este trabajo se procesaron los registros hidrológicos simultá-neos de escurrimiento y lluvia en 12 estaciones hidrométricas de cuatro regiones hidrológicas del país, para obtener sus Ce medios mensuales. Los datos y resultados se presentan en forma tabular. Después se reali-zaron tres contrastes, en lapsos de registro diferentes a los procesados, se encontró que la estimación del volumen escurrido medio anual tiene un error relativo menor del 25%, el cual se reduce en climas húme-dos. También se construyeron y estudiaron los diagramas de la relación

1 Coeficientes de escurrimiento promedio mensuales: comportamiento y aplicación en la estimación de la disponibilidadDaniel Francisco Campos ArandaProfesor Jubilado de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Mé[email protected]

Coeficientes de escurrimiento promedio mensuales: comportamiento y aplicación en la estimación de la disponibilidadDaniel Francisco Campos ArandaProfesor Jubilado de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Mé[email protected]

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Precipitación–Escurrimiento prome-dio mensual, encontrado que ellos describen de manera gráfica el comportamiento del balance hidro-lógico anual en cada cuenca. Se concluye que el método del Ce resul-ta susceptible de desarrollo regio-nal para su aplicación a cuencas sin hidrometría ubicadas dentro de la zona procesada.

Palabras clave: precipitación y escurri-miento mensuales, estación pluviomé-trica base, precipitación media anual en la cuenca, error relativo.

1.2. Introducción

Todos los diseños o dimensionamien-to hidrológico de las presas peque-ñas para riego y/o abastecimiento de agua potable a poblaciones también pequeñas, requieren de la informa-ción relativa a los escurrimientos mensuales, pues tales embalses tendrán un funcionamiento estacio-nal, guardando agua de la época de lluvias para utilizarla en el siguien-te estiaje. Estas presas se constru-yen en cuencas rurales de algunas decenas de km2 y rara vez llegan a varios cientos de km2, por ello lo más común es que sean cuencas que no están aforadas.

Por otra parte, quizás el método más simple de estimación del escu-rrimiento mensual sea el llamado del coeficiente de escurrimiento (Ce), definido como el cociente del volu-men escurrido mensual a la lluvia ocurrida en la cuenca en el mismo lapso y expresados ambos térmi-nos en milímetros, por lo cual el Ce resulta adimensional. Se obtienen los 12 valores promedio mensua-les de cada Ce y éstos se aplican a las lluvias respectivas estimadas en la cuenca para obtener los escurri-mientos buscados.

El método de Ce ha sido aplicado, establecido bajo precepto (Diario Oficial, 2002) y hasta contrastado a nivel anual, con resultados que pueden ser considerados satisfac-torios, lo anterior debido a que real-mente existe una relación casi lineal entre la lluvia y el escurrimiento anuales, ambos en milímetros. Esta relación también ha sido estudiada a nivel mensual y presenta mayor dispersión, además de cambiar bastante su pendiente de la época de lluvias a la de estiaje, por lo cual Kadioglu y Sen (2001), han propues-to analizarla con base en los polígo-nos que definen los valores promedio mensuales de lluvia y escurrimiento, ambos en milímetros.

9C O E F I C I E N T E S D E E S C U R R I M I E N T O P R O M E D I O M E N S U A L E S : C O M P O R T A M I E N T O Y A P L I C A C I Ó N E N L A E S T I M A C I Ó N D E L A D I S P O N I B I L I D A D

sadas que pertenecen a regiones geográficas disímiles y en periodos de registro diferentes a los utilizados para definir los Ce.

1.3. Teoría y datos procesados

1.3.1. Fórmula del Coeficiente de Escurrimiento (Ce) mensual.

Designando por Ac al área o tama-ño de la cuenca en km2, es decir en millones de m2, por Fc el factor correctivo de la precipitación mensual en la estación base, cuyo valor de lluvia media anual en milí-metros es Pmab, y por Pmac a la magnitud estimada de lluvia media anual en milímetros en el centro de gravedad de la cuenca, entonces la fórmula de cada Ce mensual es:

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en la cual, Vem es el volumen escu-rrido mensual en miles de m3 y Pmb es la precipitación mensual en la

En varios países, el Ce medio anual se ha propuesto que se estime en tabulaciones que lo relacionan con el tamaño de la cuenca, su pendien-te y orografía y la magnitud de la lluvia media anual, la cual en cier-ta forma define el tipo de cobertura vegetal. Actualmente, debido a la confianza que han ganado las técni-cas de análisis regional de datos hidrológicos, se sugiere su estima-ción con base en los valores identifi-cados a nivel regional o subregional (Campos, 2007, 2009).

El objetivo de este trabajo consiste en procesar la información hidroló-gica simultánea de lluvias y escurri-mientos mensuales en 12 estaciones hidrométricas que abarcan tamaños de cuenca que variaron de 223 km2 a los 1678 km2 y lluvias media anual, también en su cuenca, que fluctua-ron de los 590 mm a los 2950 mm. Este procesamiento conduce a los coeficientes de escurrimiento (Ce) medio mensuales en cada estación de aforos. Además, se construyeron y analizaron los 12 diagramas de la relación Precipitación–Escurri-miento promedio mensual. También se contrastó el método del Ce para estimar la disponibilidad mensual, anual y media anual, en tres de las estaciones hidrométricas proce-

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estación base en milímetros. Para obtener los 12 Ce promedio mensua-les se recomienda que se utilice un periodo de registro de 20 o más años. Los valores de Pmac fueron obteni-dos de las cartas del INEGI (1980) relativas a precipitación total anual.

1.3.2. Estaciones hidrométricas seleccionadas.

Se procesó un total de 12 estaciones de aforos, de cuatro regiones hidro-lógicas, buscando que sus tamaños abarcaran las dimensiones clási-cas de las cuencas pequeñas, por ello variaron de 223 km2 a 1678 km2. Además se intentó cubrir los diversos macroclimas del país, para lo cual se seleccionaron cuencas desde la zona semiárida de la Región Hidrológica No. 12 parcial (Río Santiago) hasta la región húmeda de la Región Hidroló-gica No. 26 (Pánuco), con valores de la Pmac que varió de 590 mm a 2950 mm. Las características generales se muestran en la Tabla 1.1; acla-rando que todas ellas tienen escurri-miento virgen o no alterado, es decir que no existen almacenamientos en sus cuencas. Con excepción de las estaciones Zitácuaro y Los Limones de la Región Hidrológica No. 18 (Río Balsas), cuya información del volu-

men escurrido mensual procede de los Boletines publicados por la CFE (Campos, 2007), el resto fue obteni-da del sistema BANDAS (IMTA, 2002). Las fórmulas climáticas expuestas en la Tabla 1.3 proceden de García (1981).

1.3.3. Estaciones pluviométricas respectivas.

En todos los casos se utilizó única-mente la estación pluviométrica ubicada en el sitio de la estación de aforos, por ello en la Tabla 1.1 no se citan las coordenadas geográfi-cas del pluviómetro procesado. Lo anterior es aceptable en cuencas pequeñas, en las cuales es común que no exista otro pluviómetro dentro de ellas, pero es una realidad que inducirá error en la estimación de la variabilidad de la lluvia en cuencas superiores a los 500 km2. La mayo-ría de la información sobre lluvia mensual procesada corresponde a la utilizada en un trabajo previo sobre Ce anuales (Campos, 2007, 2009), otra fue tomada del Boletín Clima-tológico No. 5 (SARH, 1982) y varias actualizaciones fueron obtenidas en la oficina estatal de la CONAGUA.

1 1C O E F I C I E N T E S D E E S C U R R I M I E N T O P R O M E D I O M E N S U A L E S : C O M P O R T A M I E N T O Y A P L I C A C I Ó N E N L A E S T I M A C I Ó N D E L A D I S P O N I B I L I D A D

1.4. Análisis y discusión de resultados.

1.4.1. Resultados obtenidos a nivel promedio mensual.

Los registros simultáneos de escu-rrimiento y lluvia mensuales, indica-dos en la Tabla 1.1, fueron procesa-dos con base en la ecuación 2, para obtener los llamados Ce mensuales reales. Se adoptó una simplifica-ción básica en su cálculo: cuando el escurrimiento o la lluvia fueron cero, tal coeficiente se consideró nulo. Tal condición aparece frecuentemen-te en los climas semiáridos, está ausente en los climas húmedos y es la responsable de las diferencias entre los Ce medio y real citados en la Tabla 1.2. El primero se obtiene con base en los valores promedio mensuales de escurrimiento y lluvia y el segundo con la media aritmética de todos Ce mensuales reales.

En los resultados concentrados en la Tabla 1.2, se incluyen los coefi-cientes de variación (Cv = S/ x ) de la lluvia y del escurrimiento mensuales, para indicar su variabi-lidad. Tales coeficientes se citan con cuatro decimales, por si se desea

estimar la desviación estándar (S) de los datos. Debido a la gran extensión de la Tabla 1.2, ésta se presenta al final del texto, para no interrumpir la exposición de las ideas y resultados fundamentales del trabajo, como es la Tabla 1.3 relativa a un concentra-do de los Ce promedio mensuales calculados.

Destacan en la Tabla 1.3 los Ce que resultaron superiores a la unidad, los cuales desde un punto de vista teórico son incorrectos, sin embargo ocurren debido a la enorme aporta-ción de las aguas subterráneas en tales meses, lo cual está relacionado con la lluvia de los meses preceden-tes; tal es el caso de Zitácuaro (F, M, N y D) y Sabinas (J’ y S a N) que son cuencas pequeñas, o bien en cuen-cas grandes como en Los Limones (F a A y D), cuyo efecto proviene del año anterior.

1.5. Resultados obtenidos a nivel promedio anual.

Al final de los valores promedio mensuales de la Tabla 1.2, se indi-can los valores medios anuales en negritas, para la lluvia en milíme-tros, el escurrimiento en miles de


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0.57

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515

0.40

40.

401

Requ

etem

u0.

255

0.24

40.

222

0.23

50.

224

0.53

20.

921

0.74

10.

962

1.09

20.

648

0.62

0


asume una relación lineal y la reali-dad es que el proceso lluvia–escu-rrimiento no es lineal, ya que los suelos y acuíferos de la cuenca ejer-cen un efecto de almacenamiento y el consecuente retraso de respuesta.

Modelo del Polígono cerrado.

Kadioglu y Sen (2001) extienden el concepto del modelo de regresión lineal, construyendo un diagrama de meses sucesivos que se conec-tan con líneas rectas y que definen un polígono cerrado que represen-ta a la relación lluvia–escurrimiento promedio de todo el año hidrológico en cada cuenca. Se comienza por obtener registros o series simul-táneas de lluvia y escurrimiento mensuales de por lo menos 20 años, ambas en milímetros. Se obtienen los doce valores promedio mensua-les de lluvia y escurrimiento y se llevan a los ejes cartesianos como ordenadas y abscisas, respectiva-mente y con igual escala. Se unen los doce puntos dibujados y se define un polígono cerrado, el cual muestra un cierto patrón o modelo de evolución a través del año del proceso lluvia–escurrimiento.

En este polígono cerrado, cada lado indica como cambian los prome-

metros cúbicos y el Ce adimensio-nal. Este último valor corresponde a la media aritmética de los cocien-tes entre el escurrimiento y la lluvia anuales. También se citan la desvia-ción estándar y el Cv de los valores anuales mencionados. Este Ce medio anual corresponde al reportado por Campos (2007, 2009).

1.6. Diagramas precipitación–escurrimiento promedio mensuales.

Modelo de regresión lineal.

Un diagrama de dispersión típico entre el escurrimiento mensual en las ordenadas y su lluvia respectiva en las abscisas, ambas en milíme-tros, tiene dos desventajas princi-pales, en relación con la interpreta-ción y entendimiento de la relación lluvia–escurrimiento de tal cuenca. La primera es que la pendiente de la recta de regresión lineal proporciona una estimación global del coeficiente de escurrimiento o relación prome-dio que guarda el escurrimiento con la lluvia, pero no muestra su relación con los otros meses o épocas del año y segunda, tal modelo de regresión


dios de precipitación y de escurri-miento para meses consecutivos, es decir aumentando o disminu-yendo. Un polígono estrecho impli-ca Ce mensuales uniformes; por el contrario, un polígono amplio ocurre cuando los Ce varían mucho de una época a otra del año. En cada polí-gono siempre hay una secuencia ascendente de meses seguida de un conjunto de meses en descen-so, esto lo define la evolución de lluvia y la amplitud de polígono será establecida por la variabilidad del escurrimiento. Una línea recta hori-zontal ubicada en un valor especí-fico de lluvia, definirá la magnitud mínima y máxima del escurrimiento que puede generar según la época del año, la cual está asociada a la humedad presente en los suelos y acuíferos de la cuenca.

Comportamiento general de los diagramas calculados.

Los doce diagramas del proceso lluvia–escurrimiento calculados en las respectivas cuencas definidas en la Tabla 1.1, se muestran en las Figura 1.1 a Figura 1.12, las cuales se exponen al final de la Tabla 1.2. Como ya se indicó, los polígonos de lluvia contra escurrimiento prome-dio mensuales, se dibujan a igual

escala en ambos ejes, pero en las estaciones Agostadero, Bamícori y Los Limones se usó media escala en las abscisas para definir mejor el comportamiento del escurrimien-to. Todos los diagramas inician su secuencia de ascenso en enero o febrero y descienden en julio, agos-to o septiembre, como se detalla posteriormente.

En los 12 diagramas construidos el estiaje está definido por el lapso de diciembre a abril, con los meses de mayo (M’) y noviembre (N) de tran-sición a la época del escurrimiento que se establece de junio (J) a octu-bre (O). El mes más lluvioso corres-ponde a julio (J’) en las cuencas de los climas templados, excepto en Sabinas y Zitácuaro que se adelan-ta a junio y en El Quelite y Badira-guato que se atrasa a agosto (A’). En las estaciones hidrométricas del clima húmedo el mes más lluvioso es septiembre. Respecto al mes de escurrimiento máximo, en cuencas chicas por lo general corresponde a agosto y en las grandes o de climas húmedos a septiembre. La disminu-ción de la lluvia durante el periodo lluvioso o canícula, está presente en muchas estaciones como: Zitácuaro, Los Limones, Sabinas, El Cardón, Tancuilín y Requetemu. En El Cardón


incluso se observa un retroceso en el valor de escurrimiento en agosto.

1.7. Contrastes para la estimación de la disponibilidad mensual y anual.

Uso de los Ce promedio mensuales.

Se realizaron varios contrastes y se exponen los tres siguientes: (1) esta-ción Cuixtla en el lapso de 1980–1987 (8 años), (2) estación Badiraguato en el intervalo de 1982–1997 (16 años) y (3) estación Requetemu en el perio-do de 1992–2002 (11 años). En este primer enfoque se emplean los Ce medios mensuales mostrados en la penúltima columna de la Tabla 1.2, los cuales se han concentrado en la Tabla 1.3. Se emplea como medida de apreciación de la estimación, el llamado error relativo (ER), que es adimensional, se reporta en porcen-taje y se calcula con la expresión siguiente:

Ecuación 1.3

en la cual, j es el contador de meses y por lo tanto varía de uno (enero) a

doce (diciembre), i es el contador de años del contraste y VE son los volú-menes escurridos mensuales esti-mado y observado. El ER mensual es negativo cuando el volumen esti-mado resulta inferior al observado y viceversa. La ecuación 3 también se aplica a nivel anual y medio anual. El volumen escurrido estimado expre-sado en miles de m3, es igual a:

Ecuación 1.4

siendo, Ce el coeficiente de escur-rimiento medio mensual adimen-sional ( Tabla 1.3), Ac el área de cuen-ca en km2, Fc el factor correctivo o de transporte de la estación pluviométri-ca base también adimensional y Pmb es la precipitación mensual en la estación base, en milímetros. El valor de Fc se estima con la ecuación 2 y cambia con respecto al indicado en la Tabla 1.2, ya que varía la Pmab.

En la Tabla 1.4 se exponen única-mente dos años de cada periodo de contrastes realizados, uno para el año con el error relativo (ER) anual máximo y otro para el anual míni-mo. En la estación Cuixtla fueron los años 1980 y 1985 con ER de 79.6 % y –4.5 %. En esta estación el volu-men escurrido medio anual (VEMA) observado y estimado en el lapso


de contraste resultó de: 149182 y 136891 miles de m3 , por lo cual el ER medio anual fue de sólo –8.2 %. En la estación Badiraguato los años con los ER anuales máximo y mínimo fueron 1996 con –77.2 % y 1992 con –8.8 %. En esta estación los VEMA observado y estimado resultaron ser 276819 y 207674 miles de m3, por lo cual el ER medio anual fue de –25.0 %. Finalmente el la estación Requet-emu los años del ER anual máximo y mínimo fueron 1997 con 73.8 % y 1993 con 0.3 %. Los VEMA observado y estimado resultaron ser 1196259 y 1399234 miles de m3, lo cual conduce a un ER medio anual del 17.0 %. La Tabla 1.4 se presenta después de las figuras.

Uso de los Ce promedio mensuales ponderados.

Kadioglu y Sen (2001) proponen considerar como coeficiente de escurrimiento (Ce) medio mensual a la semisuma de su valor respec-tivo y el del mes siguiente. Lo ante-rior pretende tomar en cuenta la secuencia o evolución que muestra tanto la lluvia como su respuesta o escurrimiento. Por lo anterior, los Ce mensuales de la estación Cuixtla ahora son: 0.090, 0.105, 0.074, 0.038, 0.047, 0.118, 0.221, 0.296, 0.339,

0.301, 0.209 y 0.127. Se observó que este planteamiento conduce a errores relativos menores a nivel mensual y que también mejora la estimación a nivel medio anual en los climas secos, pues por ejemplo en la estación Cuixtla el VEMA estimado ahora resulta de 156897 miles de m3, es decir con un ER medio anual de 5.2 %. Para la estación Badiraguato el VEMA estimado con este enfoque del Ce ponderado es 244115 miles de m3, por lo cual su ER medio anual es ahora del –11.8 %. Sin embargo, en los climas húmedos, como es el caso de la estación Requetemu, el VEMA estimado aumentó ligeramente a 1448213 miles de m3 y entonces su ER medio anual sube al 21.1 %.

1.8. Conclusiones

Primera: En general, las gráficas de la relación Precipitación–Escur-rimiento promedio mensuales resultan bastante útiles para inter-pretar el balance hidrológico que ocurre en cada cuenca anualmente. Su comparación gráfica a la misma escala, permite observar de manera global la similitud en el comporta-miento hidrológico, de acuerdo a su forma general y de manera especí-fica ayudan a visualizar sus diferen-


cias, ya sea en los meses de inicio o final, como en los de máximo o de mínimo del escurrimiento y/o lluvia; o bien, en la ocurrencia de sequía interestival o canícula.

Segunda: Los contrastes realizados, aunque no exhaustivos, orientan a considerar que el método del coefici-ente de escurrimiento (Ce) promedio mensual, conduce a una estimación media anual bastante aproximada del escurrimiento. Por otra parte, sus estimaciones anuales y mensuales fluctuarán en función de la variabil-idad presente en la lluvia respectiva; por ello tal aproximación empeo-ra hacia los climas áridos y mejora hacia los húmedos.

Tercera: La gran similitud que mues-tran los coeficientes de escurrimiento (Ce) promedio mensuales mostrados en la Tabla 1.3, en dos zonas geográfi-cas de las Regiones Hidrológicas 12 y 26, que se ubican en climas bastan-te disímiles, hace factible el desar-rollo de este procedimiento con un enfoque regional o subregional, para obtener unos Ce mensuales aplica-bles en cuencas sin aforos ubicadas dentro de tal zona, los cuales permi-tan estimar sus volúmenes escurri-dos mensuales con base en la precip-itación respectiva.

1.9. Referencias.

Campos A., D. F. Identificación del coeficiente de escurrimiento anual en siete cuencas de cabec-era de la Región Hidrológica No. 18 (Río Balsas). Tláloc, No. 39, pp. 16–23, febrero–octubre de 2007.

Campos A., D. F. Calibración del método del coeficiente de escurrimiento para estimación de la disponibilidad anual en dos zonas geográficas de Méxi-co. Ingeniería Hidráulica en Méxi-co, Vol. XXIV, No. 3, pp. 131–143, julio–septiembre de 2009.

Diario Oficial de la Federación. Norma Oficial Mexicana NOM–011–CNA–2000. Conservación del recurso agua–Que establece las especificaciones para determi-nar la disponibilidad media anual de las aguas nacionales. Primera Sección. Miércoles 17 de abril de 2002. 17 páginas.

García, E. Modificaciones al Siste-ma de Clasificación Climática de Köppen. Instituto de Geografía de la UNAM. México, D. F. Tercera edición. 1981.

Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA). Banco Nacional de Datos de Aguas Superficia-les (BANDAS). 8 CD’s. Comisión


Nacional del Agua–Secretaría de Medio Ambiente y Recur-sos Naturales–IMTA. Jiutepec, Morelos. 2002.

Instituto Nacional de Estadísti-ca, Geografía e Informática (INEGI). Cartas de Precipitación Total Anual: La Paz, Guadalajara y México. Aguascalientes, Méxi-co. 1980.

Kadioglu, M. and Z. Sen. Monthly precipitation–runoff polygons and mean runoff coefficients. Hydrological Sciences Journal, Vol. 46, No. 1, pp. 3–11, february 2001.

Secretaría de Agricultura y Recur-sos Hidráulicos (SARH). Bole-tín Climatológico No. 5. Región Hidrológica No. 26 (Pánuco).

Tabla 1.3. Resultados a nivel promedio mensual y anual para los datos y los coeficientes de escurrimiento.

(1) Estación Bamícori (1962–1983: 22 años). Ac = 223 km2. Fc = 1.1364Mes Precip.

(mm)Cv

Precip.Vol. Esc.

(miles de m3)Cv

Esc.Vol. Esc.

(mm)Ce

medioCe

realE 21.5 1.3986 90 0.8572 0.402 0.016 0.129F 16.9 1.2176 90 1.1841 0.404 0.021 0.032M 10.6 2.1399 153 2.7114 0.688 0.057 0.015A 1.9 2.1186 95 1.7926 0.424 0.197 0.054M’ 3.0 2.3168 56 0.5228 0.250 0.074 0.009J 28.1 0.9502 136 1.8846 0.608 0.019 0.026J’ 212.7 0.3732 2217 1.4008 9.943 0.041 0.034A’ 208.8 0.3450 4913 1.0815 22.030 0.093 0.089S 131.9 0.4441 1868 0.8692 8.377 0.056 0.056O 33.3 1.0975 1654 2.5032 7.418 0.196 0.194N 17.9 1.5670 155 1.3816 0.694 0.034 0.042D 26.4 1.0224 328 3.2339 1.470 0.049 0.055

media 712.8 – 11754 – 52.709 0.063 –D.E. 147.5 – 7670 – – 0.037 –Cv 0.207 – 0.653 – – 0.585 –

(2) Estación El Quelite (1961–1980: 20 años). Ac = 835 km2. Fc = 1.2393Mes Precip.

(mm)Cv

Precip.Vol. Esc.

(miles de m3)Cv

Esc.Vol. Esc.

(mm)Ce

medioCe

realE 33.1 2.4807 551 1.1800 0.660 0.016 0.136F 8.4 1.4751 175 1.0377 0.210 0.020 0.005M 2.9 3.8132 108 0.9870 0.130 0.036 0.027A 4.5 3.2737 46 1.0609 0.055 0.010 0.021M’ 0.8 3.8726 24 1.4872 0.029 0.029 0.001J 24.7 1.1102 12 2.1566 0.014 0.000 0.003J’ 147.1 0.4503 9522 1.5695 11.403 0.063 0.054A’ 175.3 0.4119 25502 0.7185 30.541 0.141 0.150


S 167.7 0.4745 39003 0.6414 46.710 0.225 0.227O 72.3 1.4757 18040 1.2521 21.605 0.241 0.243N 18.3 1.6692 2720 2.0331 3.257 0.144 0.139D 30.7 1.1334 1003 1.1898 1.201 0.032 0.133

media 685.9 – 93706 – 115.815 0.134 –D.E. 178.9 – 51260 – – 0.064 –Cv 0.261 – 0.530 – – 0.481 –

(3) Estación Badiraguato (1961–1981: 20 años). Ac = 1018 km2. Fc = 1.0138Mes Precip.

(mm)Cv

Precip.Vol. Esc.

(miles de m3)Cv

Esc.Vol. Esc.

(mm)Ce

medioCe

realE 35.6 1.5193 7261 1.4536 7.133 0.198 0.268F 8.6 1.8226 4744 1.6525 4.660 0.537 2.522M 13.1 2.4451 2236 1.5937 2.197 0.165 0.161A 31.0 2.2865 1563 1.9847 1.535 0.049 0.022M’ 11.0 3.9701 1433 2.2222 1.408 0.126 0.128J 56.9 1.2628 2002 1.6576 1.966 0.034 0.044J’ 196.5 0.6032 29031 0.8901 28.517 0.143 0.337A’ 237.7 0.5624 52924 0.6709 51988 0.216 0.183S 149.4 0.5173 46007 0.5233 45.194 0.298 1.400O 94.3 1.1444 52473 2.1912 51.545 0.539 0.570N 48.6 2.4386 8347 1.3323 8.200 0.167 1.428D 54.4 1.2542 8021 1.6370 7.879 0.143 0.261

media 937.0 – 216041 – 212.221 0.225 –D.E. 186.3 – 162688 – – 0.152 –Cv 0.199 – 0.753 – – 0.676 –

(4) Estación Agostadero (1961–1978: 18 años). Ac = 354 km2. Fc = 0.7654Mes Precip.

(mm)Cv

Precip.Vol. Esc.

(miles de m3)Cv

Esc.Vol. Esc.

(mm)Ce

medioCe

realE 13.7 1.4565 24 3.2830 0.069 0.007 0.003F 9.9 1.6448 59 3.8545 0.167 0.022 0.004M 11.2 1.8368 97 2.9478 0.273 0.032 0.036A 11.5 1.6900 112 2.5083 0.316 0.036 0.011M’ 24.3 1.1149 155 2.4182 0.438 0.024 0.297J 97.8 0.5795 1087 2.3368 3.070 0.041 0.032J’ 205.3 0.3568 5434 1.2230 15.351 0.098 0.082A’ 181.0 0.3881 9515 1.3977 26.878 0.194 0.158S 134.6 0.5545 7698 1.1630 21746 0.211 0.182O 62.2 0.9655 2207 1.3323 6.234 0.131 0.328N 10.6 1.5695 47 2.2531 0.133 0.016 0.063D 8.7 1.2607 32 2.4869 0.089 0.013 0.002

media 770.9 – 26467 – 74.765 0.114 –D.E. 178.1 – 24193 – – 0.089 –Cv 0.231 – 0.914 – – 0.780 –

(5) Estación Valle de Guadalupe (1961–1980: 20 años). Ac = 394 km2. Fc = 0.9955


Mes Precip.(mm)

CvPrecip.

Vol. Esc.(miles de m3)

CvEsc.

Vol. Esc.(mm)

Cemedio

Cereal

E 14.9 1.6264 115 3.0799 0.291 0.020 0.006F 9.2 1.4325 6 3.1325 0.014 0.002 0.008M 5.7 2.8961 1 3.0779 0.002 0.000 0.001A 7.2 1.6177 0 4.4721 0.000 0.000 0.000M’ 26.5 0.9248 15 3.7767 0.037 0.001 0.001J 133.3 0.4543 1596 1.3270 4.050 0.031 0.024J’ 230.2 0.3687 18069 1.2125 45.861 0.200 0.163A’ 203.1 0.3498 24873 0.9879 63.129 0.312 0.288S 143.7 0.3921 18240 0.7413 46.295 0.324 0.310O 50.1 0.9151 6125 1.3620 15.546 0.312 0.334N 9.1 1.5764 274 1.1356 0.695 0.077 0.079D 11.0 1.3819 17 3.2223 0.043 0.004 0.004

media 843.8 – 69330 – 175.965 0.202 –D.E. 175.2 – 43100 – – 0.11 –Cv 0.208 – 0.622 – – 0.547 –

(6) Estación Cuixtla (1961–1979: 19 años). Ac = 854 km2. Fc = 0.9174Mes Precip.

(mm)Cv

Precip.Vol. Esc.

(miles de m3)Cv

Esc.Vol. Esc.

(mm)Ce

medioCe

RealE 10.2 1.4426 740 0.3230 0.867 0.093 1.158F 7.5 1.6220 516 0.3960 0.605 0.087 0.287M 8.2 3.0435 794 2.6617 0.930 0.123 0.125A 9.2 1.8087 248 1.1138 0.290 0.034 0.085M’ 21.9 1.3456 708 1.0544 0.829 0.041 0.231J 169.1 0.3526 6918 0.7019 8.101 0.052 0.052J’ 231.1 0.2612 33249 0.4947 38.934 0.184 0.188A’ 212.5 0.4070 42895 0.7004 50.229 0.258 0.249S 145.7 0.4425 38078 0.8373 44.588 0.334 0.341O 47.6 0.8494 12839 1.1288 15.034 0.344 0.383N 9.8 2.0403 1980 1.0950 2.318 0.257 0.930D 9.9 1.1740 1253 0.5970 1.467 0.161 0.230

media 882.9 – 140219 – 164.191 0.198 –D.E. 147.3 – 61640 – – 0.059 –Cv 0.167 – 0.440 – – 0.301 –

(7) Estación Zitácuaro (1967–1976: 10 años). Ac = 350 km2. Fc = 1.1471Mes Precip.

(mm)Cv

Precip.Vol. Esc.

(miles de m3)Cv

Esc.Vol. Esc.

(mm)Ce

medioCe

realE 18.7 1.9151 5303 0.3145 15.152 0.705 6.511F 6.4 1.5299 3774 0.1845 10.783 1.480 4.219M 6.7 1.2699 3285 0.2245 9.386 1.223 3.677A 7.3 1.1159 2896 0.1925 8.275 0.995 2.672M’ 59.9 0.6271 4507 0.2738 12.876 0.188 0.288J 216.2 0.3690 10656 0.2923 30.446 0.123 0.134


J’ 159.3 0.2332 16781 0.1594 47.944 0.263 0.271A’ 159.1 0.3600 21369 0.1802 61.054 0.335 0.396S 177.8 0.4085 23942 0.2229 68.404 0.335 0.374O 73.9 0.5557 21203 0.3330 60.579 0.715 0.814N 22.4 1.0443 9764 0.3098 27.898 1.084 13.281D 7.8 1.3939 6360 0.2860 18.171 2.021 3.932

media 915.4 – 129839 – 370.969 0.358 –D.E. 171.9 – 19395 – – 0.052 –Cv 0.188 – 0.149 – – 0.146 –

(8) Estación Los Limones (1967–1981: 15 años). Ac = 1678 km2. Fc = 1.0398Mes Precip.

(mm)Cv

Precip.Vol. Esc.

(miles de m3)Cv

Esc.Vol. Esc.

(mm)Ce

medioCe


media 1009.8 – 371536 – 221.416 0.212 –D.E. 149.7 – 60629 – – 0.030 –Cv 0.148 – 0.163 – – 0.141 –

(9) Estación Sabinas (1966–1979: 14 años). Ac = 497 km2. Fc = 1.0973Mes Precip.

(mm)Cv

Precip.Vol. Esc.

(miles de m3)Cv

Esc.Vol. Esc.

(mm)Ce

medioCe


media 1321.4 – 601286 – 1209.831 0.816 –D.E. 271.3 – 219159 – – 0.149 –


Cv 0.205 – 0.364 – – 0.183 –(10) Estación Tancuilín (1961–1979: 19 años). Ac = 321 km2. Fc = 1.2750

Mes Precip.(mm)

CvPrecip.

Vol. Esc.(miles de m3)

CvEsc.

Vol. Esc.(mm)

Cemedio

Cereal

E 59.9 0.5008 5226 0.4250 16.282 0.213 0.240F 60.3 0.5850 4313 0.4643 13.436 0.175 0.213M 73.8 0.5737 4551 0.6436 14.177 0.151 0.179A 93.8 0.7793 5524 0.8697 17.208 0.144 0.246M’ 185.9 0.6481 9586 0.7728 29.863 0.126 0.149J 351.1 0.5154 47651 0.8230 148.446 0.332 0.293J’ 291.7 0.6617 62190 0.7360 193.739 0.521 0.528A’ 311.8 0.5694 72488 0.7900 225.818 0.568 0.497S 455.6 0.4994 139816 0.7669 435.563 0.750 0.698O 241.3 0.5757 65402 0.6348 203.746 0.662 0.677N 128.3 0.7795 20825 0.4845 64.875 0.397 0.574D 60.2 0.6858 9642 0.6313 30.036 0.391 0.528

media 2313.7 – 447214 – 1393.189 0.459 –D.E. 423.9 – 173184 – – 0.131 –Cv 0.183 – 0.387 – – 0.286 –

(11) Estación El Cardón (1961–1919: 19 años). Ac = 609 km2. Fc = 1.3916Mes Precip.

(mm)Cv

Precip.Vol. Esc.

(miles de m3)Cv

Esc.Vol. Esc.

(mm)Ce

medioCe


media 1257.6 – 396237 – 650.636 0.364 –D.E. 234.1 – 167349 – – 0.123 –Cv 0.186 – 0.422 – – 0.337 –

(12) Estación Requetemu (1961–1979: 19 años). Ac = 661 km2. Fc = 1.3728Mes Precip.

(mm)Cv

Precip.Vol. Esc.

(miles de m3)Cv

Esc.Vol. Esc.

(mm)Ce

medioCe

realE 53.5 0.5371 12354 0.4019 18.689 0.255 0.327F 53.0 0.6376 11741 0.6182 17.763 0.244 0.291M 68.8 0.6833 13853 0.7887 20.957 0.222 0.270A 86.9 0.7127 18523 0.8293 28.023 0.235 0.463


M’ 193.3 0.7785 39279 0.9135 59.424 0.224 0.279J 330.1 0.5512 159470 0.6889 241.255 0.532 0.619J’ 255.3 0.6520 213400 0.7220 322.844 0.921 0.932A’ 299.4 0.6180 201379 0.6609 304.659 0.741 0.777S 432.5 0.5081 377571 0.6513 571.212 0.962 0.950O 206.1 0.5786 204189 0.5850 308.909 1.092 1.165N 114.9 0.7663 67551 0.5818 102.195 0.648 0.849D 55.1 0.6640 31020 0.9521 46.929 0.620 0.837

media 2149.0 – 1350330 – 2042.859 0.682 –D.E. 367.7 – 427953 – – 0.154 –Cv 0.171 – 0.317 – – 0.226 –

Figura 1.1. yFigura 1.2. Diagrama de precipitación-escurrimiento promedios mensuales.


Figura 1.3. yFigura 1.4. Diagramas y precipitación-escurrimiento promedio mensuales


Figura 1.5. yFigura 1.6. Diagramas Precipitación-Escurrimiento promedios mensuales.


Figura 1.7. yFigura 1.8. Diagramas Precipitación-Escurrimiento promedios mensuales


Figura 1.9. Diagrama Precipitación-Escurrimiento promedio mensuales


Figura 1.10. Diagrama de Precipitación-Escurrimiento promedio mensuales


Figura 1.11. Diagrama Precipitación-Escurrimiento promedio mensuales


Figura 1.12. Diagrama Precipitación-Escurrimiento promedio mensuales.


Tomo I. Subdirección de Hidrología. México, D.F. 1982.Tabla 1.4. Resultados del contraste para la estimación de la disponibilidad mensual y anual.

(I) Estación Cuixtla. Año de 1980. Ac = 854 km2. Fc = 0.9090Mes Precip.

(mm)Ce

(adim.)VEestim

(miles de m3)VEobser

(miles de m3)ER(%)

E 75.9 0.093 5479 1321 314.8F 17.7 0.087 1195 895 33.6M 0.0 0.123 0 250 –100.0A 0.3 0.034 8 162 –95.1M’ 0.4 0.041 13 270 –95.3J 125.5 0.052 5066 3229 56.9J’ 307.0 0.184 43849 28358 54.6A’ 197.4 0.258 39534 8577 360.9S 136.6 0.334 35416 32535 8.9O 25.7 0.344 6863 3704 85.3N 30.3 0.257 6045 1744 246.6D 29.1 0.161 3637 848 328.9

Anual 945.9 – 147105 81893 79.6(I) Estación Cuixtla. Año de 1985. Ac = 854 km2. Fc = 0.9090

Mes Precip.(mm)

Ce(adim.)

VEestim(miles de m3)

VEobser(miles de m3)

ER(%)

E 4.9 0.093 354 778 –54.5F 0.0 0.087 0 493 –100.0M 0.0 0.123 0 327 –100.0A 0.0 0.034 0 227 –100.0M’ 44.2 0.041 1407 279 404.2J 262.6 0.052 10600 11710 –9.5J’ 195.4 0.184 27909 32143 –13.2A’ 115.6 0.258 23152 32722 –29.2S 153.4 0.334 39772 24668 61.2O 31.5 0.344 8411 12168 –30.9N 0.0 0.257 0 1281 –100.0D 5.0 0.161 625 730 –14.4

Anual 812.6 – 112229 117526 –4.5(II) Est. Badiraguato. Año de 1996. Ac = 1018 km2. Fc = 0.9569

Mes Precip.(mm)

Ce(adim.)



ER(%)

E 0.0 0.198 0 16704 –100.0F 0.0 0.537 0 15265 –100.0M 2.3 0.165 370 16287 –97.7A 0.0 0.049 0 15761 –100.0M’ 0.0 0.126 0 16287 –100.0J 25.0 0.034 828 16937 –95.1J’ 330.5 0.143 46040 117664 –60.9A’ 250.0 0.216 52605 141663 –62.9S 140.5 0.298 40787 222297 –81.7O 14.5 0.539 7614 40228 –81.7N 41.5 0.167 6751 33269 –79.7D 0.0 0.143 0 28214 –100.0

Anual 804.3 – 154995 680576 –77.2


(II) Est. Badiraguato. Año de 1992. Ac = 1018 km2. Fc = 0.9569Mes Precip.

(mm)Ce

(adim.)VEestim

(miles de m3)VEobser

(miles de m3)ER(%)

E 205.2 0.198 39580 105005 –62.3F 65.5 0.537 34265 45025 –23.9M 6.0 0.165 964 9634 –90.0A 1.0 0.049 48 6166 –99.2M’ 0.0 0.126 0 8588 –100.0J 1.0 0.034 33 6304 –99.5J’ 454.5 0.143 63314 32281 96.1A’ 139.5 0.216 29353 28510 3.0S 166.0 0.298 48190 16075 199.8O 35.0 0.539 18378 3981 361.6N 32.0 0.167 5206 2382 118.6D 21.5 0.143 2995 1864 60.7

Anual 1127.2 – 242326 265815 –8.8(III) Est. Requetemu. Año de 1997. Ac = 661 km2. Fc = 1.4695

Mes Precip.(mm)

Ce(adim.)



ER(%)

E 27.0 0.255 6688 9025 –25.9F 52.1 0.244 12348 8101 52.4M 216.2 0.222 46620 12012 288.1A 148.9 0.235 33988 41989 –19.1M’ 91.3 0.224 19865 22573 –12.0J 112.5 0.532 58134 39416 47.5J’ 228.3 0.921 204237 75046 172.1A’ 102.3 0.741 73631 45390 62.2S 211.7 0.962 197817 60317 228.0O 429.4 1.092 455463 314919 44.6N 44.9 0.648 28261 20046 41.0D 17.5 0.620 10539 11419 –7.7

Anual 1682.1 – 1147591 660253 73.8(III) Est. Requetemu. Año de 1993. Ac = 661 km2. Fc = 1.4695

Mes Precip.(mm)

Ce(adim.)



ER(%)

E 64.8 0.255 16050 27071 –40.7F 80.0 0.244 18960 21346 –11.2M 42.1 0.222 9078 13379 –32.1A 63.9 0.235 14586 10605 37.5M’ 381.8 0.224 83071 54082 53.6J 963.7 0.532 497991 476053 4.6J’ 247.4 0.921 221323 406473 –45.6A’ 175.1 0.741 126030 126174 –0.1S 902.5 0.962 843316 690352 22.2O 137.1 1.092 145421 239394 –39.3N 368.4 0.648 231880 126933 82.7D 14.3 0.620 8612 18039 –52.3

Anual 3441.1 – 2216319 2209901 0.3

Tabla 1.4 Resultados del contraste para la estimación de la disponibilidad mensual y anual. (Continuación)

3 5

2.1. Resumen

El artículo presenta la primera etapa de una investigación acerca del uso de los lagos artificiales como infraestructura hidráulica urbana que ponderan al paisaje.

Las ciudades mexicanas y su problemática de crecimiento responden a las necesidades del mercado y omiten el proceso de sustentabilidad que deberían observar escrupulosamente. Esta investigación se concentra en el destino de los escurrimientos pluviales en zonas urbanas y cómo apro-vecharlos en su beneficio.

Mediante el análisis y la síntesis documental se exponen los fundamentos teórico-metodológicos que estructuran la investigación y se plantean indi-cadores para valorar la teoría, como segunda etapa de la investigación, en un caso específico, a fin de aportar claves y perspectivas para ser aplicadas en casos de estudio afines.

Palabras clave Infraestructura hidráulica, lagos, sustentabilidad, paisaje urbano.

2 Elementos paisajísticos como infraestructura hidráulicaMauricio González Salgado


2.2. Abstract

The paper presents the first stage of an investigation into the use of artifi-cial lakes as urban water infrastruc-ture pondering the landscape.

Sprawl problems of Mexican cities respond, first to the market needs and omit the process of sustainabil-ity should be scrupulously observed. This research focuses on the fate of stormwater runoff in urban areas as use them to their advantage.

Through the document analysis and work synthesis expose the theoreti-cal and methodological foundations to structure the research and raises indicators that assess the theory in a specific instance, as a second stage of the research, to provide clues and perspectives with possibilities to be applied on similar cases.

KeywordsHydraulic infrastructure, ponds, smart growth, urban landscape.

2.3. Introducción

En 1876, el presidente de la Repúbli-ca Mexicana, Porfirio Díaz, inauguró el ferrocarril en la ciudad de Celaya

(IMAGEN 2) lo que trajo aparejado la energía eléctrica y el telégrafo [1] que modificarían lentamente la vocación principal de la ciudad: de agrícola a industrial.

En 2013 el arribo de la fábrica de automóviles Honda [2] marca el inicio del proceso de industrialización auto-motriz bajo la condición de retirar el ferrocarril de la ciudad que ha sido parte importante de su vida por más de 130 años. Esta condición manifies-ta que un desarrollo urbano desorde-nado e incongruente obliga a elabo-rar maniobras de reforma resolutiva en la infraestructura de las ciudades con altos costos sociales, culturales, económicos y ambientales.

La industria automotriz exige traba-jos especializados que provocan una inmigración demandante de servi-cios, infraestructura y vivienda, incre-mentando la expansión urbana y, con ello, las necesidades de gestión del agua pluvial.

Los escurrimientos producto de las lluvias en los centros urbanos consti-tuyen un importante factor de conta-minación de ríos, lagos, océanos y cualquier medio acuático que cruce su paso. Al llover, los escurrimientos lavan la superficie impermeable de

E L E M E N T O S P A I S A J Í S T I C O S C O M O I N F R A E S T R U C T U R A H I D R Á U L I C A 3 7

calles y techos arrastrando sólidos en suspensión, materia orgánica, metales pesados e hidrocarburos, trasladándolos directamente a los cuerpos de agua naturales. El creci-miento desordenado provoca que zonas agrícolas queden dentro de la demarcación urbana sumando sus escurrimientos a la red de drenaje urbano incrementando la contami-nación del agua por los agroquímicos utilizados en los campos de siembra.

En Celaya, como en gran parte de las ciudades de México, el agua de lluvia prácticamente limpia, al escurrir por techumbres y vialidades se transforma en agua altamente contaminada, ingre-sa en la red de drenaje urbana combi-nada (pluvial y sanitaria) suscitando la necesidad de tratarla antes de su verti-do en cuerpos de agua receptores natu-rales, según la norma oficial mexicana NOM-001-ECOL-1996, sometiendo al sistema de saneamiento, recientemen-

Figura 2.1. Estación de ferrocarriles de la ciudad de Celaya, México a principios del siglo XX. Fuente: www.celaya.com

http://www.celaya.com

http://www.celaya.com


te instalado, a un régimen de caudal y concentración no uniforme y desfavora-ble en su diseño y funcionamiento[3].

La ineficacia de la gestión del agua en las ciudades mexicanas tiene muchas aristas, pero el principal problema es la ausencia de una polí-tica del agua que tenga como colum-na vertebral una estructura capaz de emular el ciclo natural del agua en las cuencas. Es decir, reprodu-cir artificialmente la captación, la conducción, la depuración, la infil-tración, el vertido de un gasto ecoló-gico calculado y la administración de su uso en el trayecto. Las ciudades están inmersas en cuencas y deben integrarse a ellas funcionalmente. La infraestructura hidráulica debe partir de la lógica de los mecanis-mos del ciclo natural y sus objetivos deben ser los que cumple el medio físico de la cuenca donde la ciudad está emplazada [4].

La ciudad puede ser parte funcional del medio ambiente, consiguiendo una integración equilibrada, aprove-chándolo sostenidamente. Pero es indispensable que su funcionamien-to se ordene con el ecosistema o ecosistemas de la cuenca o cuencas que la “hospedan”.

En la ciudad de Celaya, la Junta Municipal de Agua Potable y Alcan-tarillados (JUMAPA) exige en los nuevos desarrollos urbanos, la sepa-ración del drenaje según el origen de las aguas: aguas servidas y aguas pluviales. Sin embargo, ambos terminan por conectarse a la red de drenaje urbano existente que condu-ce indiscriminadamente todo tipo de aguas, ocasionando su saturación. El mismo organismo operador también requiere la construcción de “tanques tormenta” cuya única función es regu-lar el caudal y concentración de agua pluvial que escurre en calles antes de ingresarla a la red de drenaje urbano, como resultado del incremento del volumen de agua escurrido.

Esta investigación plantea valorar la opción de crear un lago que regule, depure y aproveche el agua de lluvia en la zona donde se generan los escurrimientos, de tal modo que el problema se atomiza y resuelve en el mismo sitio sin multiplicar las conse-cuencias negativas al trasladarlo al sistema hidráulico general urbano. Simultáneamente se proporciona un medio de almacenamiento de agua para el riego de la vegetación, tan requerida en el paisaje urbano de la ciudad de Celaya y otras en la Repú-blica Mexicana.


2.4. Material y métodos

La presente investigación sugiere una alternativa de infraestructura hidráulica urbana como herramien-ta que contribuya a una gestión del agua pluvial que sea sostenible y permita un manejo paisajístico. Para ello se aplica una metodología repli-cable a través de un análisis trans-versal del medio natural y antrópico del sitio. Del análisis se elabora un diagnóstico y un pronóstico donde surge la propuesta de un lago con múltiples propósitos, con dimensio-nes y capacidades que satisfagan diferentes necesidades, y un siste-ma de áreas verdes con fines paisa-jísticos y descontaminantes que complementan la propuesta.

Para el desarrollo de la propues-ta de alternativa de un lago como infraestructura hidráulica urbana, se describe la metodología siguiente:

• Revisión de la congruencia de la propuesta como idea con los propósitos de las nuevas teorías de desarrollo urbano a nivel nacional e internacional [5], con los sistemas de infraestructu-ra más modernos en escalas similares y con los conceptos y

enfoques del manejo integral de cuencas como los expuestos en el Seminario de Investigación I de la Maestría de Arquitectu-ra de Paisaje de la Universidad Iberoamericana León.

• Análisis detallado del espacio seleccionado y su regionaliza-ción consistente en información del sitio y destino del proyecto. (IMÁGENES 3 Y 4)

• Elaboración de un resumen con descripciones concretas de los factores naturales (expresados en láminas): clima, relieve, suelo, flora, fauna e hidrología.

• Análisis de los factores antró-picos: condiciones urbanas de infraestructura vial, eléctrica, sanitaria, hidráulica y sistema de áreas verdes, graficados en láminas síntesis. Los anteceden-tes demográficos, socio-econó-micos, culturales, históricos y de usos de suelo completan este apartado.

• Revisión de los antecedentes históricos de la región con infor-mación sobre la evolución, el funcionamiento del espacio y factores coincidentes. La infor-mación histórica revela condi-cionantes y soluciones a diversos aspectos cruciales en la toma de decisiones.


Figura 2.2. Imagen 3 de análisis del sitio con las curvas de nivel topográfico. Fuente: imagen elaborada por el autor.

Figura 2.3. Imagen 4 que representa las unidades de paisaje del sitio propuestas para el análisis. Fuente: imagen elaborada por el autor.


• Integración del diagnóstico donde se determinan las unidades paisajísticas, consistentes en una delimitación espacial geográfica relativamente homo-génea en función del medio físico y biológico, así como de las evidencias de la actividad antrópica. En esta etapa en particular se hace un diagnóstico específico de la hidrología en relación con la región y detalladamente con el sitio y los componentes del proyecto.

• Desarrollo de la propuesta que, basada en el diagnóstico, es la respuesta sistemática al planteamiento del problema y tiene los siguientes capítulos:• El Programa Paisajístico, derivado de las necesidades tanto por usua-

rios como por el mismo diagnóstico.• La Zonificación Potencial, cuyo resultado es la localización geográfica

que mejor responde a las necesidades espaciales del programa paisa-jístico. Se elabora una matriz y un diagrama de funcionamiento para verificar la interrelación de la zonificación potencial.

• El Plan Conceptual surge del concepto filosófico basado en los valores y principios que rigen las decisiones en el diseño. En algunos casos se suman ciertas tendencias de los antecedentes históricos. También se eligen conceptos funcionales y espaciales que completan este tema. La creatividad que perfilará, estructurará y dará apariencia con valor paisajístico a las soluciones planteadas, se apoya en el uso de temas de composición y un registro de la evolución formal.

• El Plan Maestro es el plan director de la totalidad del área a intervenir. Contiene las instrucciones generales de funcionamiento, interrelación, estructura, carácter y conformación de la propuesta. De éste se derivan proyectos específicos y detallados.

• El Proyecto Ejecutivo expresa de forma amplia y detallada, en planos, elementos gráficos y documentos, la solución propuesta para todos y cada uno de los aspectos estéticos, arquitectónicos y constructivos de una obra.

Se eligió el proyecto de urbanización conocido como “Magno” (IMAGEN 5) por la posibilidad de llevar a cabo la construcción de la propuesta que aquí se describe como primera etapa de la investigación. El proyecto “Magno” es una urbanización para uso habitacional ubicada al sureste de la Ciudad de Cela-ya que tiene una superficie de 164518 m² compuesta por 93752 m² de área


lotificada con 300 lotes para vivien-da, 28992 m² de vialidades, 30688 m² de áreas comunes (equipamiento de comercio y servicios básicos) y 11086 m² para áreas verdes. Se considera que el lago servirá a la superficie total del desarrollo.

El régimen de lluvia de la ciudad consi-derado para esta investigación es de 500 mm promedio anuales, según datos de las estaciones de monito-

reo agro-climatológico del Instituto Nacional de Investigaciones Fores-tales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Fueron analizados los registros diarios de los últimos 93 años tomando, con fines prácticos, los siguientes datos estadísticos: la mínima, el promedio, la moda y el máximo [6].

Con estos datos se calcularon los volúmenes de agua para distintos eventos de lluvia. (TABLA 1)

Figura 2.4. Imagen 5 del conjunto habitacional “Magno”. Fuente: imagen elaborada por el autor.


Los coeficientes de escurrimiento utilizados son: en las áreas verdes de 0.3, en vialidades de 0.8 y un general de 0.52 correspondientes a los usados por el organismo opera-dor del agua municipal JUMAPA con fines de diseño de infraestructura.

Paralelamente se obtuvo la deman-da de riego en las áreas verdes del desarrollo “Magno”, consideran-do una lámina de riego de 5 mm y 92 días de riego que equivalen a la tercera parte de los 276 días que comprende aproximadamente la temporada de estiaje. Está prevista la utilización de plantas nativas por su bajo uso consuntivo del agua. La superficie a regar corresponde al 60% de los 11086 m² de área verde. Estos datos demandan 33.26 m³ de agua para riego por día, para un total de 3059.73 m³ anuales.

El área destinada al lago es de 1657.40 m², una profundidad máxima de 220 cm y playas perimetrales con

una pendiente de 4:1 hasta llegar a 140 cm de profundidad terminan-do en el fondo del lago los 80 cm restantes, con pendiente perimetral de 1:1 (IMAGEN 6). Los datos ante-riores dan una capacidad de 1893.61 m³ y 723.64 m³ respectivamente y un total de 2616.97 m³.

El volumen de evaporación anual del agua en el lago es dinámico depen-diente del nivel ordinario de agua según la época del año; aun así se determinó un 10% para fines de cálculo. Dado que, por cuestiones paisajísticas se pretende mantener un espejo de 760.64 m², el margen de agua restante cubre la demanda anual de riego hasta en un 80% en condiciones promedio (IMAGEN 7).

Respecto al costo de total de esta infraestructura, que incluye obras preliminares, fuentes aireadoras, materiales eléctricos, obra civil y otros, asciende a $636,131.94 pesos mexicanos contra los $2´600,000.00

Tabla 2.1. Escurrimientos calculados para diferentes superficies en el conjunto habitacional “Magno” para regularse a través del lago en diferentes eventos de lluvia.

mínima máxima promedio modaLLUVIA (mm) 0.2 99 3.38 5

ÁREA VERDE (m3) 0.67 329.25 11.24 16.63LOTIFICACIÓN (m3) 9.75 4826.35 164.78 243.76VIALIDADES (m3) 4.64 2296.17 78.39 115.97A. COMUNES (m3) 4.91 2430.49 82.98 122.75A. TOTAL (m3) 17.11 8469.39 289.16 427.75


Figura 2.5. Imagen 6 Planta arquitectónica del Lago y detalle constructivo. Fuente: imagen elaborada por el autor.


Figura 2.6. Imagen 7 La gráfica es una simulación del comportamiento del nivel del agua en el lago durante el año 2012 con datos de lluvia obtenidos de las estaciones de monitoreo del INIFAP. Fuente: imagen elaborada por el autor. Datos de volúmenes de lluvia del INIFAP.


que tiene como costo la obra hidráu-lica comúnmente utilizada (tanque tormenta de concreto armado) con el fin de regular el escurrimiento pluvial para el mismo desarrollo.

2.5. Resultados

La ciudad de Celaya, como la mayo-ría de los municipios del país care-ce de un drenaje pluvial que opere en forma paralela al drenaje urbano sanitario. La red de conducción de aguas residuales se ve saturada en la temporada de lluvias, (junio-sep-tiembre) al ser utilizada a través de alcantarillas, duplicando su propó-

sito al drenar al mismo tiempo las aguas negras y las pluviales [7] y [8].

Cuatro días de lluvia no mayores a 12 mm con registros en las estaciones de monitoreo [9] provocan calles y avenidas anegadas. (IMAGEN 8) Esto causa periódicamente en las colonias Insurgentes, La Cruz, Jardines de Celaya, Liberación, Del Zapote, Las Delicias, Tres Guerras, entre otras del sur de la ciudad, viviendas anega-das, casas afectadas por el retorno de las aguas negras al obstruirse los drenajes, cierres del tráfico, vehícu-los varados. Así mismo, la basura en las alcantarillas, las fallas en la infraestructura o los errores huma-

Figura 2.7. Imagen 8 Vialidad en la ciudad de Celaya, México. Fuente: Sergio Hernández. Celaya: No han resuelto problema de inundaciones en La Cruz. El sol del bajío. 3 de julio de 2012. http://www.oem.com.mx/elsoldelbajio/notas/n2603971.htm [11 de febrero de 2013]

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nos en la operación de la misma, se suman a las causas de estas inun-daciones [10], [11], [12], [13] y [14].

Imagen 8 Vialidad en la ciudad de Celaya, México. Fuente: Sergio Hernández. Celaya: No han resuel-to problema de inundaciones en La Cruz. El sol del bajío. 3 de julio de 2012. http://www.oem.com.mx/elsol-delbajio/notas/n2603971.htm [11 de febrero de 2013]

La zona urbana del municipio cuen-ta con 76 pozos de aguas subterrá-neas en operación, que constituyen el 100% de la fuente de abasteci-miento de agua en la ciudad, con una población de 468,469 habitantes en el año 2010 [15]. La mayor parte de estos pozos extraen a más de 120 m. de profundidad [16]. La sobreex-plotación del acuífero del Valle de Celaya ha acelerado la subsidencia del terreno a tal punto que en cinco zonas de la ciudad son superficial-mente visibles causando impor-tantes daños económicos y alarma social [17] y [18].

La situación expuesta anteriormente exhibe las fallas y deficiencias insti-tucionales al instrumentar políticas ajenas a las características geográ-ficas y físicas del municipio. Según

el Consejo Consultivo del Agua, A.C. los ámbitos centrales de interés de las políticas públicas en materia de agua son:

Eficiencia y equidad en el suministro a poblaciones humanas y activida-des económicas.

Eliminación de contaminantes de alto riesgo ambiental y manteni-miento de la calidad de cuerpos continentales y costeros.

Abastecimiento que garantice la integridad ecológica de sistemas fluviales y lacustres, humedales y estuarios.

El mismo Consejo señala que una comparación objetiva de la gestión, administración y manejo ambien-tal del recurso hídrico de la mayoría de las ciudades mexicanas, incluida la de Celaya, bajo estos 3 paráme-tros, proporcionaría indicadores con resultados muy bajos o nulos. La ingeniería hidráulica aplicada en la ciudad de Celaya es, como en casi todo México, producto de un eje palia-tivo, costoso y disonante de cualquier manejo sostenible del agua.

El presente caso de estudio expo-ne una propuesta alternativa de

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para riego (dependiendo del régimen de lluvia anual que se presente).

• “Extraer” para el riego por medio de la cosecha de agua de lluvia y no de los acuíferos (lo cual disminuye considera-blemente el deterioro del ya alterado medio ambiente).

• Reintegrar, por medio de este sistema regulador, la mayor parte de los escurrimientos excedentes a las aguas naturales colaborando con el gasto ecoló-gico y evitando inundaciones.

• Depurar los escurrimientos antes de introducirlos al lago, descontaminando el agua que será devuelta a los vasos receptores naturales.

Hasta esta parte de la investigación se cuenta con los elementos que permi-ten su construcción y su posterior evaluación al ser puesta en marcha. La intención de publicar esta primera parte de la investigación tiene como finalidad presentar una propuesta que colabore a modificar el tipo de infraestructura que actualmente se utiliza en las ciudades mexicanas que, además de costosa, no aporta las características con elementos que emulen el ciclo del agua en el medio ambiente natural.

infraestructura hidrológica urbana sostenible con características paisa-jísticas de valor ambiental y social. La alternativa consiste en el diseño de un cuerpo de agua prototipo como infraestructura hidráulica pluvial en las ciudades, cuyos objetivos especí-ficos son:

1. Documentar una metodología de diseño de cuerpos de agua y sistemas de áreas verdes como alternativa de infraestructura hidráulica.

2. Proponer los lineamientos para integrar el lago al paisaje urbano de manera que resulte disfrutable para el usuario.

3. Utilizar el cuerpo de agua como regulador y almacén de aguas de lluvia.

4. Aprovechar un porcentaje del agua cosechada para irrigación.

2.6. Conclusiones

Si utilizamos los objetivos de la presente investigación para cons-truir unidades de medida que valo-ren la eficiencia de la propuesta de esta investigación, consideramos en teoría que podemos:

• Cubrir como mínimo el 50% de las necesidades de agua


2.7. Referencias y bibliografías

IMIPE. Instituto Municipal de Investi-gación Planeación y Estadística del Municipio de Celaya, Gto., Plan de Ordenamiento Terri-torial del Municipio de Celaya, Gto., 2008-2035 Celaya, Gto., Presidencia Municipal, 2009.

Corresponsales. Guanajua-to: llega nueva inversión de Honda a Celaya. [En línea] El Economista, 02 de mayo de 2013 http://eleconomista.com.mx/estados/2013/05/02/honda-in-vertira-470-mdd-gunajuato [18 de junio de 2013]

COMISIÓN NACIONAL DEL AGUA. Manual de agua potable, alcan-tarillado y saneamiento. Edición 2007, Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Natura-les, México D.F. 2007. 375p.

CONSEJO CONSULTIVO DEL AGUA, A.C. La gestión del agua en las ciudades de México. Indicado-res de desempeño de organis-mos operadores [en línea] enero 2010 <http://www.imta.gob.mx/compaps/images/stories/pdf/indicadorescca2010.pdf> [13 Febrero de 2013]

EPA New England. Environmental Protection Agency. The Urban

Environmental Design Manual Rhode Island Department of Environmental Management. January, 2005.

INIFAP. Instituto Nacional de Inves-tigaciones Forestales, Agríco-las y Pecuarias. Estaciones de monitoreo agro-climatológico.

COMISION NACIONAL DEL AGUA. Manual de agua potable, alcantarillado y saneamien-to. Edición 2007, Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, México D.F. 2007. 375p. (Como es la misma cita del numeral 3, se puede elimi-nar el título y poner únicamente Ídem)

PRESIDENCIA MUNICIPAL DE CELAYA GTO. JUMAPA, Junta Municipal de Agua Potable y Alcantarillado. [En línea] < http://www.jumapacelaya.gob.mx/> [12 de febrero de 2013].

INIFAP. Instituto Nacional de Inves-tigaciones Forestales, Agrí-colas y Pecuarias. Estaciones de monitoreo agro-climatoló-gico. [En línea] <http://clima.inifap.gob.mx/redinifap/est.aspx?est=26473>

EDICIÓN. “Inundaciones en viviendas por lluvias; reporta estragos en Celaya y León”. [En línea] Zona FRANCA. 3 de septiembre de


2011. < http://www.zonafranca.mx/se-inunda-celaya-casas-con-aguas-negras-y-vehiculos-varados/ > [11 de febrero de 2013]

REDACCIÓN. “Causan lluvias caos vial e inundaciones”. [En línea] periódico Correo. 14 de julio de 2012. < http://www.perio-d icocorreo.com.mx/comu-nidades/46197-causan-llu-vias-caos-vial-e-inundaciones.html > [11 de febrero de 2013]

ZARATE, L. “Son 950 kilómetros de red de agua y drenaje que nece-sita ser cambiada”. El centro de la ciudad es la zona más críti-ca. [En línea] periódico am. 24 de septiembre de 2012. <http://w w w. p e r i o d i co . a m / ce l aya

/causadrenajeinundaciones- 32045.html > [11 de febrero de

2013]AGUILAR, R. “Previenen riesgo

de inundaciones”. [En línea] periódico Correo. 20 de junio de 2012. < http://www.correo-gto.com.mx/celaya/41944-previe-nen-riesgo-de-inundaciones.html > [11 de febrero de 2013]

Corresponsales. “Guanajuato: 4 heridos y 600 casas dañadas

por inundación”. [En línea] La Jornada. Jueves 30 de agosto de 2007. <http://www.jornada.unam.mx/2007/08/30/index.php?section=estados&article=-032n1est> [11 de febrero de 2013]

INEGI. Instituto Nacional de Estadís-tica Geografía e Informática. [En línea] www.inegi.org.mx [12 de febrero de 2013]

PRESIDENCIA MUNICIPAL DE CELA-YA GTO. JUMAPA, Junta Munici-pal de Agua Potable y Alcanta-rillado. [En línea] < http://www.jumapacelaya.gob.mx/> [12 de febrero de 2013].

RODRÍGUEZ, M.D. “Sobrexplota-ción de pozos de agua acelera el hundimiento de Celaya”. [En línea] La Jornada. Miércoles 26 de diciembre de 2007. <http://www.jornada.unam.mx/2007/12/26/index.php?section=estados&article=031n1est > [11 de febrero de 2013]

NOTICIAS DEL DÍA. “En peligro de secarse el acuífero de Celaya”. [En línea] Inforural. 15 de mayo de 2007. <http://www.inforural.com.mx/spip.php?article6700 > [11 de febrero de 2013]


DATOS DEL AUTOR

Arq. Mauricio González SalgadoMaestría en Arquitectura de Paisaje, Universidad Iberoamericana León, MéxicoCoordinador de Planes Maestros / Vivitare S.A. de [email protected]

5 3

3.1. RESUMEN

Entre los impactos más evidentes asociados al Cambio Climático Global, están los relacionados con la temperatura y la lluvia, pero también indirect-amente con los escurrimientos. Por sus pérdidas económicas y sociales, las inundaciones provocadas por las avenidas en ríos, están catalogadas entre los desastres medio ambientales más importantes. Algunos Modelos de Circulación General estiman que el futuro incremento probable de las temperaturas tanto continentales como oceánicas, agravará la frecuencia de estos eventos climáticos. Desafortunadamente, otras investigaciones han calculado que en las tendencias actuales de los gastos no se observan cambios drásticos o estadísticamente significativos; sin embargo, es definiti-vo que el ser humano puede reducir la vulnerabilidad social para mitigar los daños vinculados a los escurrimientos fluviales.

3 Tendencias recientes en escurrimientos debido al Cambio Climático GlobalMarco Antonio Salas-Flores (1), Víctor Manuel López López (1), Cecia Millán Barrera (2)(1) SEPI, ESIA, Zacatenco. Instituto Politécnico Nacional (IPN). [email protected](2) Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA)

mailto:[email protected]


3.2. Introducción

La combinación de intensas y cons-tantes lluvias durante varios días, y el deshielo de la caída de nieve acumu-lada durante el invierno boreal, provocó que el crecimiento en el nivel y posterior desbordamiento de los ríos Elba y Danubio, inundaran vastas extensiones de terreno en Europa Central durante la primavera de 2006 (Ilustración 1); a las pérdidas econó-micas y también humanas, se sumó el riesgo de daños irreparables a las herencias culturales preservadas en los museos de las capitales de los antiguos imperios coloniales de ese continente. Al año siguiente, abun-

dantes precipitaciones en las cuen-cas de los ríos Grijalva y Usumacinta causaron (entre las varias afectacio-nes sociales y económicas) la inun-dación de gran parte de la ciudad de Villahermosa en el Estado mexicano de Tabasco.

En el continente europeo, las inun-daciones debidas al crecimiento de los ríos junto con las tormentas, son causas frecuentes de desas-tres asociados al medio ambiente, y es también el más importante de los riesgo naturales en términos de daños económicos (European Envi-ronment Agency, 2012).

Figura 3.1. Avenida sobre el Río Elba en Lauenburg, Alemania (New York Times, 11/06/2013)

5 5T E N D E N C I A S R E C I E N T E S E N E S C U R R I M I E N T O S D E B I D O A L C A M B I O C L I M Á T I C O G L O B A L

El caudal en un río representa la cantidad de agua disponible en su cuenca. Las variación fluvial está directamente relacionada con la temporada de lluvia y los cambios estacionales de temperatura, así como sus características fisiográfi-cas, a saber: geología, suelo y vege-tación, entre otros.

3.3. Tendencias en escurrimientos y cambio climático global

El Cambio Climático (CC) debido a causas atribuibles al ser humano o antropogénicas, ha introducido recientemente una variable más en la compleja ecuación atmosférica de la Tierra. En efecto, hoy en día es ampliamente aceptado que el aumento en la concentración de los llamados Gases de Efecto Inverna-dero (GEI), causa un incremento en la temperatura global tanto del aire superficial como de los océanos, provocando a su vez una alteración del ciclo hidrológico y, por ende, del comportamiento “normal” de las lluvias y los escurrimientos fluvia-les asociados a ellas. Lamentable-mente, la interacción que ha dado lugar a estos cambios climáticos

globales es de naturaleza comple-ja. Así, se estima que el dióxido de Carbono o CO2 (el más estudiado y entendido de los GEI hasta hoy; el metano aunque más potente en su impacto al clima planetario, tiene una tasa de crecimiento que ha sido más lenta que la del CO2; y el vapor de agua por su caótico comporta-miento, es científicamente menos comprendido) ha aumentado hasta alcanzar actualmente las 400 partes por millón (http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/, visitado el 26/05/13). Esta tendencia crecien-te en la concentración, permite teóricamente el libre paso de los rayos solares a través de la atmós-fera terrestre, pero impide que una vez transformados en radiación de onda larga, escape el 100% de ellos al espacio exterior, por lo que se ha observado un aumento de la tempe-ratura del aire y el mar a nivel super-ficial (troposfera), de manera análo-ga a como sucede en un invernade-ro. Este calentamiento parcialmente artificial (recordemos, que la princi-pal hipótesis contemporánea es que las actividades humanas a partir de la revolución industrial, han influido directamente en el incremento en la concentración de los GEI, el restante sería causado por las fluctuaciones naturales propias del clima global),

http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/

http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/


provocaría las condiciones para mayor evapotranspiración planeta-ria y, por lo tanto, una mayor canti-dad de vapor de agua disponible para su condensación, esto es, para la precipitación en forma de lluvia o nieve. Dependiendo de las condi-ciones geográficas locales, estos procesos atmosféricos se podrían reflejar en escasez o exceso (para los propósitos de esta revisión nos limitaremos al segundo), causando este último mayores escurrimien-tos -con respecto a los normales a largo plazo- que al final lleguen a los cauces de los ríos de todo el planeta.

La distribución geográfica de estos cambios en los caudales no es -lamentablemente- homogénea. Los diferentes estudios (desde una esca-la local a continental) muestran una variabilidad espacial que no es clara aún. Un estudio sobre evaluación de la vulnerabilidad en los EUA, mues-tra (a grandes rasgos) una disminu-ción sobre el Suroeste, mientras se detecta un incremento de los flujos a lo largo de la costa Este de esa nación (USA Climate Action Report, 2010). El continente europeo, por otra parte, ha sido recientemente afectado por las avenidas de 2002, 2005 y proba-blemente la más dañina de todas en 2006. Según la entonces Ministra de

Medio Ambiente del Reino Unido, tan sólo las avenidas del 2002 provoca-ron 37 decesos, y pérdidas económi-cas por 16 mil millones de dólares (Martínez, 2006). Sin embargo, no se han encontrado tendencias crecien-tes significativas, especialmente en los picos (Pielke and Downton, 1999), mientras que las lluvias intensas parecen estar aumentando como lo han señalado varios estudios sobre índices de extremos climáticos (Alexander et al., 2006).

El carácter multifactorial de los cambios recientemente observados en los escurrimientos superficiales complica en gran medida su enten-dimiento. Tal vez el más evidente sea la supuesta variación de la función de distribución de probabilidad de los gastos en no pocos lugares de este planeta, aunque no necesariamen-te en los gastos pico. Sin embargo, el vertiginoso y extendido cambio en el uso de suelo, tal como la urbani-zación, reduce grandemente el área disponible para el proceso de infil-tración en el suelo, y la posterior recarga de acuíferos, y teóricamente aumenta los caudales en la super-ficie también. Asimismo, se han detectado incrementos en aquellas regiones en donde el deshielo de la nieve juega un papel fundamental en


la cantidad total anual de escurri-miento (vital para el suministro de agua nacional); aquí cabe mencio-nar una de las más citadas eviden-cias sobre el CC: la pérdida de la superficie total de los glaciares (el Tíbet, los Alpes europeos, y ciertas zonas de las cadenas montañosas de Sudamérica, entre otros) debido a la tendencia creciente de la tempe-ratura media global del aire superfi-cial (IPCC, 2007), pero otras estima-ciones apuntan a que este proceso de aumento de los caudales es tran-sitorio, porque en aquellos glaciares de poca extensión, el deshielo ha de disminuir notablemente, aunque sea

de manera paulatina, reduciendo dramáticamente la cantidad dispo-nible de agua per cápita regional.

En México se han realizado pocos estudios en la materia hasta hoy. Estas investigaciones están mayor-mente enfocadas a explorar la rela-ción entre el CC y los escurrimientos superficiales más recientes en el norte de nuestro país, tal vez por el gran impacto socioeconómico que en estas regiones implica una pequeña variación en los patrones de lluvia y, en consecuencia, en los caudales de los ríos (Ilustración 2). Por ejem-plo, Návar et al. (2006) realizaron un

Figura 3.2. Escurrimiento superficial sobre el Río Santa Catarina (CNN, México, 16/07/2010)


estudio de las mediciones hidromé-tricas en los caudales de varios ríos del norte mexicano, encontrando en la mayoría de ellas la presencia de tendencias decrecientes (un 40% de éstas estadísticamente significativas) en los parámetros, reflejando una reducción apreciable en los gastos a través del tiempo.

Otro estudio (Ingol-Blanco, 2011) realizado en la muy difícil franja climática binacional entre México y los EUA, específicamente en la cuen-ca del Río Conchos, que es crucial por los montos anuales transfronterizos de agua asignados para diferentes servicios (uso domiciliario, agríco-la, industrial, etc.). El autor encon-tró que los gastos de este río están negativamente correlacionados con el Fenómeno del Niño Oscilación del Sur (FENOS), pero positivamente con la Oscilación Decadal del Pací-fico (PDO, por sus siglas en inglés), también al usar las modelaciones de los impactos de varios escenarios climáticos futuros, concluye que el CC ha de influir, muy probablemente, de manera negativa en el manejo y la disponibilidad del recurso hidráulico en la cuenca.

Recientemente, se ha explorado el uso de varios métodos, para estimar

diferentes escenarios de CC (Maga-ña y Caetano, 2007), entre los que se puede mencionar: los sintéticos o incrementales, los análogos, y aque-llos obtenidos a partir de las salidas de Modelos de Circulación General (MCG). Varios parámetros hidro-meteorológicos han sido, en este sentido, analizados en el contex-to de estos resultados del posible clima futuro, pero las variables que se han utilizado más extensivamen-te son la temperatura del aire, y la lluvia. Sin embargo, no pocos inves-tigadores han señalado las limitacio-nes intrínsecas al modelar la gran complejidad de los procesos tanto de la atmósfera como del océano, y sus -a veces caóticas- interacciones; además de la incertidumbre asocia-da a la simplificación de algunos de fenómenos dentro de los menciona-dos MCG y, en consecuencia, su apli-cabilidad plena a la realidad. Debi-do a lo anterior, la diversidad de las variaciones nos muestra una distri-bución espacial poco homogénea de tales escenarios, que inclusive pueden fluctuar entre el exceso y la escasez del agua disponible para una misma región. Una evaluación sobre las variaciones del recurso hídrico en México dentro del más recien-te reporte del Panel Interguberna-mental de Cambio Climático (IPCC,


por sus siglas en inglés, 2007) fue hecha por Torres-Esqueda (2008), en él describe la no homogeneidad de las estimaciones de cambio de los escurrimientos anuales para dife-rentes partes del país. Sobre este mismo tema, pero abordado desde un análisis por cuencas hidrológi-cas, Mendoza et al. (2004) utilizaron un modelo de balance térmico-hi-drológico para evaluar la vulnera-bilidad de las diversas cuencas de la República Mexicana. Los autores concluyeron que aquellas regiones con mayor densidad de población (Pánuco, Lerma-Chapala) podrían experimentar severas restriccio-nes de abastecimiento debido a los patrones estimados mediante dife-rentes modelos climáticos. Por últi-mo, Návar (2004) realizó un diagnós-tico de la disponibilidad y el suminis-tro de agua en la cuenca baja del Río Bravo, a partir de diferentes escena-rios climáticos regionales, determi-nando que, por su alta variabilidad en los gastos, además de los múlti-ples servicios que se prestan (riego, domiciliario, etc.), es necesaria la actualización y también la aplicación de un manejo sustentable, con el fin de mantener y cumplir con las diver-sas necesidades hídricas en esa importante zona fronteriza.

3.4. Conclusiones

Los daños provocados por los huracanes Gilberto en 1988 y Alex en 2010 (Ilustración 2), en el área metropolitana de Monterrey (Méxi-co), pero en forma más reciente (2013), Manuel en el litoral del Pacíf-ico mexicano (cuyas lluvias atípicas causaron deslaves en las zonas montañosas e inundaciones en las costas del Estado de Guerrero) e Ingrid en el Atlántico (que entre uno de sus varios efectos se presentó la supuesta excedencia de la escala crítica en varios puntos del cauce principal del río Pánuco; http://www.oem.com.mx/elsoldetampi-co/notas/n3129404.htm, visitado el 11/12/2013); nos muestran las dos facetas de los escurrimientos que se asocian a estos fenómenos. Por un lado, si bien es cierto que los gastos provocados por los Ciclones Tropicales pueden llegar a cata-logarse como extraordinarios, por otra parte, se ha reportado puntual-mente el reciente incremento de la vulnerabilidad social ligada al esta-blecimiento de diferentes tipos de edificaciones cercanas o dentro de los cauces de los ríos. De tal mane-ra que, a menos que modifiquemos drásticamente nuestros estilos de vida, que impactan directamente al

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medio ambiente, es posible que las avenidas se tornen un problema más serio de lo que son actualmente al cambiar los patrones de lluvias debi-do al CC, conforme el tiempo avance. Sin embargo, sí es factible prevenir o disminuir el riesgo social, por ejem-plo, el de construir cerca o sobre el lecho de un río o en zonas de alta peligrosidad.

3.5. Referencias

alexander, L.V., Zhang, X. Peterson, T.C., Caesar, J., Gleason, B., Klein Tank, A., Haylock, M., Collins, D., Trewin, B., Rahimzadeh, F., Tagipour, A., Ambenje, P. Rupa Kumar, K. Ravadekar, J., Grif-fiths, G., Vincent, L., Stephenson, D., Burn, J., Aguilar, E., Brunet, M., Taylor, M., New, M. Zhai, P., Ruticucci, M., Vazquez-Aguirre, J.L., (2006). Global Observed Changes in Daily Climate Extremes of Temperature and Precipitation. J. Geophys. Res., 111. D05109,doi:10.1029/2005JD006290.

IPCC, (2007). Climate Change: The Physical Science Basis. Summary for Policymakers.

IPCC Secretariat, SWITZERLAND pp 18. http://www.ipcc.ch

Ingol-Blanco, E. M. (2011). Model-ing Climate Change Impacts on Hydrology and Water Resources: Case Study Rio Conchos Basin . PhD Thesis. University of Texas. Austin, USA.

Magaña, V., Caetano, E., (2007). Pronóstico climático estacional regionalizado para la República Mexicana como elemento para la reducción de riesgo, para la identificación de opciones de adaptación al cambio climático y para la alimentación del siste-ma: cambio climático por esta-do y por sector Algunos Peligros del Cambio Climático. INFORME FINAL DE TRABAJO . Número de proyecto: INE/A1-006/2007. México, D.F.

Martínez, J. (2006). Algunos Peligros del Cambio Climático en Más Alla del Cambio Climático: las dimensiones psicosociales del cambio ambiental global. Prim-era Edición. INE-SEMARNAT, UNAM Ediciones. México, D.F.

Mendoza, V.M., Villanueva, E. E., Made-rey, Laura, E., (2004). Vulnerabi-lidad en el recurso agua de las zonas hidrológicas de México ante el Cambio Climático Global en Cambio Climático: Una Visión desde México. Instituto Nacional de Ecología. México, D.F.


Návar, J., Hernández, H., Ríos, J. (2006). Temporal Tendencies of River Discharge of Five

Watersheds of Northern Mexico . USDA Forest Service Proceed-ing s. RMRS-P-42CD .

Návar, J. (2004). Water supply and demand in the lower Río Bravo/Río Grande basin: The irrigated agriculture scenario . Geofísica

Internacional. Vol. 43, Num. 3, pp. 495-506 .

Sánchez Torres Esqueda, G. (2006). Recursos hídricos y cambio climático en Más Alla del Cambio Climático: las dimen-siones psicosociales del cambio ambiental global. Prim-era Edición. INE-SEMARNAT, UNAM Ediciones. México, D.F.

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