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8-2-2017

HIDROLOGIA SUPERFICIAL UNIDAD 1 CUENCA HIDROLOGICA

DAVID RAMIREZ LOPEZ INSTITUTO TECNOLOGICO DE BICA DEL RIO

I

TABLA DE CONTENIDO 1.1 GENERALIDADES (DEFINICIONES, DESARROLLO HISTÓRICO Y ADMINISTRACIÓN DE LOS RECURSOS). ...................................................................................... II CONCEPTOS GENERALES .............................................................................. II RECURSOS HIDRICOS EN MEXICO ............................................................... III HISTORIA DE LOS RECURSOS HIDRICOS ...................................................... III 1.2 BALANCE HIDRICO EN UNA CUENCA HIDROGRAFICA ................................ V 1.3 PROPIEDADES FISIOGRÁFICAS. ................................................................ VII 1.4 TIPOS DE CUENCAS. ............................................................................. VIII

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II 1.1 GENERALIDADES (DEFINICIONES, DESARROLLO HISTÓRICO Y ADMINISTRACIÓN DE LOS RECURSOS). CONCEPTOS GENERALES

La cuenca es aquella superficie en la cual el agua precipitada se transfiere a las partes topográficas bajas por medio del sistema de drenaje, concentrándose generalmente en un colector que descarga a otras cuencas aledañas, o finalmente al océano. La cuenca hidrológica, junto con los acuíferos, son las unidades fundamentales de la hidrología. Desde el punto de vista de su salida existen endorreicas (cerradas) y exorreicas (abiertas).

dos

tipos

de

cuencas:

a) En el primer tipo, el punto de salida se ubica dentro de los límites de la cuenca y generalmente es un lago. b) En el segundo tipo, el punto de salida se localiza en los límites de la cuenca y a su vez la descarga se vierte en una corriente o en el mar, tal como se observa en la figura 2.1.

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III Premisa fundamental del manejo de los recursos hidráulicos es la adopción de la “cuenca hidrológica” y del “acuífero” como las unidades de gestión del recurso agua. En nuestro país, este principio ha sido incorporado recientemente en la Ley de Aguas Nacionales (CNA, 1992). Los conceptos de unidad de “cuenca hidrológica” y “acuífero”, que incluye la debida interrelación entre las aguas superficiales y subterráneas, en calidad y cantidad, conduce a considerar no solo conceptos técnicos. Por ejemplo, el problema de trazar las fronteras hidrológicas superficiales es relativamente sencillo, pero se dificulta cuando se pretende trazar las fronteras de un acuífero, situación producida por la carencia de información adecuada y precisa. RECURSOS HIDRICOS EN MEXICO

El manejo de los recursos hídricos es una de las preocupaciones más importantes de México y le está produciendo costos elevados a la economía. Las áridas regiones del noroeste y centro del país agrupan el 77% de la población de México y generan el 85% del producto interior bruto (PIB). Las pobres regiones del sur tienen abundantes recursos hídricos. Las aguas superficiales y subterráneas están sobreexplotadas y contaminadas, lo que produce una insuficiente disponibilidad de agua para apoyar el desarrollo económico y para la sostenibilidad medioambiental. El país ha introducido un sistema para el manejo de los recursos hídricos que incluye tanto a las instituciones centrales (federales) como a las descentralizadas (cuenca y locales). HISTORIA DE LOS RECURSOS HIDRICOS

México cuenta con una larga y bien arraigada tradición de manejo de los recursos hídricos que comenzó en los años 30 cuando el país comenzó a realizar grandes inversiones en instalaciones para almacenamiento de agua y para el desarrollo de aguas subterráneas para expandir el riego y el abastecimiento de agua a una población en rápido crecimiento. El Código Agrario de 1934, promulgado durante la administración de Cárdenas (1934-1940), instauró el poder del gobierno federal para definir el “interés público” por el cual se podía explotar el agua. En virtud de dicha legislación, entre los años 30 y 70, la comunidad rural y los ejidos estaban sujetos al control federal directo sobre el agua. Los propietarios privados de tierras, por otro lado, aprovechaban los beneficios de la infraestructura de riego federalmente subsidiada y los precios garantizados de mercado. Con el tiempo, los grandes propietarios de tierras se capitalizaron en gran medida, mientras los pequeños propietarios, hacia la década de los 70, sufrían los efectos de los monopolios de agua. En los 70, el gobierno mexicano firmó un acuerdo tripartito con el Banco Mundial y el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo para preparar el Plan Hidrológico Nacional (PHN) de 1975, que identificó las necesidades para promulgar una Nueva Ley del Agua y una Autoridad Nacional INSTITUTO TECNOLOGICO DE BOCA DEL RIO

IV del Agua (ANA), así como para descentralizar responsabilidades y promover la participación del usuario del agua en la operación y el mantenimiento (OyM). El PHN promovió un considerable desarrollo institucional y logros en infraestructura: (i) la transferencia de responsabilidades del gobierno federal sobre el abastecimiento de agua y saneamiento a las municipalidades y los estados en 1983, (ii) se creó el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua en 1986, (iii) en 1988 se creó la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) y (iv) en 1989 se creó el primer Consejo de Cuencas en Lerma-Chapala, constituido por usuarios del agua de varios sectores. Durante la década de los 90, se produjo un rápido desarrollo de aguas subterráneas y extracción acuífera para la demanda combinada agrícola, urbana e industrial. El gobierno federal también descentralizó la responsabilidad sobre grandes infraestructuras de riego hacia agencias autónomas (distritos de riego). En 1992, México adoptó la Ley de Aguas Nacionales (LAN), que contenía disposiciones específicas para la función de CONAGUA, la estructura y funcionamiento de los consejos de cuenca, la participación pública en el manejo del agua, etc. En 1993 se finalizó el sistema Cutzamala, uno de los proyectos de extracción más grandes del mundo. El sistema Cutzamala bombea 19m3 de agua por segundo al área metropolitana de la Ciudad de México. En 1997 se creó el primer comité técnico de aguas subterráneas para administrar una capa acuífera sobreexplotada en el estado de Guanajuato. Con la modificación en 2004 de la Ley Nacional del Agua, las trece regiones descentralizadas de la CNA se convirtieron en organizaciones de cuencas que funcionaban como el brazo técnico de un consejo de cuencas más amplio que comprendían los intereses de la sociedad civil, incluidos el sector privado y los grupos de ciudadanos.

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V 1.2 BALANCE HIDRICO EN UNA CUENCA HIDROGRAFICA El estado inicial (en el instante t) de la cuenca o parte de esta, para efecto del balance hídrico, puede definirse como, la disponibilidad actual de agua en las varias posiciones que esta puede asumir, como por ejemplo: volumen de agua circulando en los ríos, arroyos y canales; volumen de agua almacenado en lagos, naturales y artificiales; en pantanos; humedad del suelo; agua contenida en los tejidos de los seres vivos; todo lo cual puede definirse también como la disponibilidad hídrica de la cuenca. (WIKIPEDIA, s.f.) Las entradas de agua a la cuenca hidrográfica pueden darse de las siguientes formas: 

Precipitaciones: lluvia; nieve; granizo; condensaciones;



Aporte de aguas subterráneas desde cuencas hidrográficas colindantes, en efecto, los límites de los acuíferos subterráneos no siempre coinciden con los límites de los partidores de aguas que separan las cuencas hidrográficas;



Transvase de agua desde otras cuencas, estas pueden estar asociadas a: o

Descargas de centrales hidroeléctricas cuya captación se sitúa en otra cuenca, esta situación es frecuente en zonas con varios valles paralelos, donde se construyen presas en varios de ellos, y se interconectan por medio de canales o túneles, para utilizar el agua en una única central hidroeléctrica;

o

Descarga de aguas servidas de ciudades situadas en la cuenca y cuya captación de agua para uso humano e industrial se encuentra fuera de la cuenca, esta situación es cada vez más frecuente, al crecer las ciudades, el agua limpia debe irse a buscar cada vez más lejos, con mucha frecuencia en otras cuencas. Un ejemplo muy significativo de esta situación es la conurbación de San Pablo, en el Brasil;

Las salidas de agua pueden darse de las siguientes formas: 

Evapotranspiración: de bosques y áreas cultivadas con o sin riego;



Evaporación desde superficies líquidas, como lagos, estanques, pantanos, etc.;



Infiltraciones profundas que van a alimentar acuíferos;



Derivaciones hacia otras cuencas hidrográficas;



Derivaciones para consumo humano y en la industria;



Salida de la cuenca, hacia un receptor o hacia el mar.

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VI El establecimiento del balance hídrico completo de una cuenca hidrográfica es un problema muy complejo, que involucra muchas mediciones de campo. Con frecuencia, para fines prácticos, se suelen separar el balance de las aguas superficiales y el de las aguas subterráneas.

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VII 1.3 PROPIEDADES FISIOGRÁFICAS. En general, para estudiar una cuenca hidrológica se requieren métodos cuantitativos y cualitativos. En el primer caso, es fundamental definir parámetros que representen algunas características particulares importantes, que pueden ofrecer una información relevante acerca de las variables y los procesos hidrológicos. Algunos de los parámetros característicos de mayor interés se presentan a continuación: Parteaguas. Línea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel topográfico y que separa dos cuencas adyacentes. Área de la cuenca. Es la proyección del parteaguas a un plano horizontal, caracterizándose así el tamaño de la cuenca. El valor del área se obtiene de los mapas topográficos a través del uso del planímetro o de otros métodos. Corriente principal. Es la corriente de mayor longitud que pasa por la salida de la cuenca hidrológica. Corrientes tributarias. Serie de corrientes tributarias con un diferente grado de bifurcación. Orden de corrientes. Se determina a partir del grado de bifurcación de las corrientes tributarias. a) Corriente de orden 1 es un tributario sin ramificaciones; b) Corriente de orden 2 solo tiene corrientes de orden uno; c) Y así sucesivamente dos corrientes de orden 1 forman una de orden 2, dos corrientes de orden 2 forman una de orden 3, dos corrientes de orden 3 forman una de orden 4, etc. Longitud del eje mayor de la cuenca. Es la máxima longitud que va desde el punto de la descarga o salida de la cuenca al punto más lejano de la cuenca. Este parámetro es importante, ya que da una idea de la forma de la cuenca. Los procesos hidrológicos, por ejemplo, el escurrimiento superficial, responden de manera diferente en una cuenca alargada que a la que se aproxima a una forma circular. Ancho de la cuenca. Es la longitud perpendicular a la longitud del eje mayor de la cuenca y para su estimación se miden las longitudes perpendiculares representativas de cada parte de la cuenca, tomando como referencia la recta que se ha trazado para la longitud del eje mayor. Orientación de la cuenca. Es el ángulo de orientación a partir del norte geográfico y para su determinación se toma como punto de referencia la descarga o salida de la cuenca y utilizando la recta que representa a la longitud del eje mayor, se determina el ángulo de la orientación a partir del norte geográfico. Este parámetro es importante, ya que los sistemas de circulación atmosférica son INSTITUTO TECNOLOGICO DE BOCA DEL RIO

VIII fundamentales en lo que respecta al régimen pluviométrico de una cuenca. Índice de forma. Es la relación del perímetro de la cuenca entre el perímetro que tendría un círculo con el mismo valor de área. Con este parámetro se determina cuanto se aleja la forma de la cuenca de un círculo. 1.4 TIPOS DE CUENCAS. Existen tres tipos de cuencas: Exorreicas: drenan sus aguas al mar o al océano. Un ejemplo es la cuenca del Plata, en Sudamérica.

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IX Endorreicas: desembocan en lagos, lagunas o salares que no tienen comunicación fluvial al mar. Por ejemplo, la cuenca del río Desaguadero, en Bolivia.

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X Arreicas: las aguas se evaporan o se filtran en el terreno antes de encauzarse en una red de drenaje. Los arroyos, aguadas y cañadones de la meseta patagónica central pertenecen a este tipo, ya que no desaguan en ningún río u otro cuerpo hidrográfico de importancia. También son frecuentes en áreas del desierto del Sahara y en muchas otras partes. (PUYOL, 2006)

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XI

TRABAJOS CITADOS PUYOL, A. F. (2006). PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOS DE LA HIDROLOGIA SUPERFICIAL. MEXICO: Universidad Autónoma Metropolitana. WIKIPEDIA. (s.f.). WIKIPEDIA. Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Balance_h%C3%ADdrico

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