IMPORTANCIA DE LA REBITRI COMO ZONA DE RECARGA HÍDRICA PARA LAS CUENCAS QUE TIENEN CONECTIVIDAD

Transcripción

1 IMPORTANCIA DE LA REBITRI COMO ZONA DE RECARGA HÍDRICA PARA LAS CUENCAS QUE TIENEN CONECTIVIDAD Reynol Magdaleno González, Walter López Báez, Luis Alberto Jiménez Castellanos, Eileen Cruz Salinas y Roberto Reynoso Santos Investigadores del Campo Experimental Centro de Chiapas del INIFAP Especialidad: Manejo De Cuencas Hidrográficas magdaleno@inifap.gob.mx En este trabajo se realizó el balance hídrico en tres cuencas hidrográficas que interconectan con la Reserva de la Biosfera del Triunfo (REBITRI) como son: la cuenca del río Coapa, la del río Margaritas-Las Arenas y la del río Pijijiapan. El objetivo principal fue estimar el aporte de agua de la zona de la REBITRI a las cuencas que interconectan con ella para hacer conciencia entre los habitantes de las cuencas y autoridades locales y de los tres órdenes de gobierno, la importancia que tiene restaurar, conservar y proteger los ecosistemas que se encuentran dentro de la reserva. Los datos obtenidos en el estudio confirman en que la REBITRI es una zona importante de recarga hídrica, ya que los datos obtenidos demuestran que absorben o infiltran casi el doble que fuera de ella y existe menos escurrimiento superficial que disminuye la erosión hídrica y los riesgos a inundación en las partes bajas de la cuenca. Palabras Claves: estimación, balance, conservación y restauración INTRODUCCIÓN Las Áreas Naturales Protegidas (ANP) son zonas del territorio nacional y aquéllas sobre las que la nación ejerce su soberanía y jurisdicción, en donde los ambientes originales no han sido significativamente alterados por la actividad del ser humano o que requieren ser preservadas y restauradas (Ley General Del Equilibrio Ecológico Y La Protección Al Ambiente, 2011) La Reserva de la Biósfera El Triunfo (REBITRI) es una ANP localiza en la parte de la sierra madre de Chiapas, es una zona con gran riqueza en flora y fauna, pero actualmente parte de su superficie ha sido alterado por las actividades del hombre, principalmente por la extensión de la agricultura y ganadería. La institución encargada de la Administración de estas Áreas Naturales es la Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas (CONANP) que inició actividades el 5 de junio del 2000, como órgano desconcentrado de la Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). El objetivo de la CONANP es conservar el patrimonio natural de México y los procesos ecológicos a través de las Áreas Naturales Protegidas (ANP) y los Programas de Desarrollo Regional Sustentable en Regiones Prioritarias para la Conservación, asegurando una adecuada cobertura y representatividad biológica ( CONANP, 2010) Actualmente la CONANP enfrenta el reto de demostrar los beneficios que derivan de la conservación de estos territorios, ya que comúnmente los beneficios no son valorados y en consecuencia, faltan datos importantes como hidrológicos, económicos y ambientales para convencer a los políticos y a la sociedad en general de invertir a favor de la conservación. Por lo que el objetivo de este estudio, fue estimar los parámetros del balance hídrico en tres cuenca hidrográfica y en el área que ocupa la REBITRI dentro de estas tres cuencas, para poder comparar cuanto aporta la reserva a la cuenca sobre el recurso hídrico, ya que estas áreas cuentan con ecosistemas forestales el cual juega uno de los roles más importantes en el ciclo del agua que es la infiltración, debido a la

2 buena estructura del suelo que favorece que el agua de lluvia alimente los acuíferos. En los bosques también se reduce la escorrentía, debido a la intercepción que hay por los árboles, además, la capa de materia orgánica del bosque reduce la escorrentía y favorece la infiltración (Gil, 2006). De todos es sabido que las aguas dulces superficiales, como componentes principales del medio natural, han desempeñado y desempeñarán un papel de suma importancia para el hombre y la sociedad, es por esto, que el estudio del balance hídrico en estas áreas naturales cobra gran importancia para convencer a políticos, autoridades locales y de los tres órdenes de gobierno para invertir en la conservación de estas áreas. MATERIALES Y METODOS Localización del área de estudio Para la realización de este estudio, se eligieron las cuencas de los río Pijijiapan, Coapa y Margaritas-Las arenas, que tienen conectividad con la REBITRI y se encuentran ubicadas en el municipio de Pijijiapan en la costa del estado de Chiapas. La delimitación de estas cuencas se realizó mediante la extracción y procesamiento del archivo digital en formato de ArcView (shp) elaborado por López y Magdaleno (2010) donde ubicaron y delimitaron 14 cuencas donde se ubica toda la zona de la REBITRI. Estos datos fueron procesados en el SIG (ArcView) para cuantificar la superficie total de cada una de las tres cuencas y el área que ocupa la REBITRI en cada cuenca. Para poder comparar la importancia que tiene las áreas de la reserva como zona de recarga hídrica, se estimó los parámetros de cada uno de los componentes del balance hídrico tanto para la superficie de la REBITRI como para la superficie que se encuentra fuera de la cuenca. Para estimar los parámetros del balance hídrico la metodología utilizada debía cumplir los siguientes requisitos: a) Una metodología simple y práctica para cuencas con poca información hidrométrica, debido a que la mayoría de las cuencas que interconectan con la REBITRI no cuentan con instrumentos de medición. b) Que permita extraer el volumen de recarga hídrica en la zona de la REBITRI para compararlo con el resto de la cuenca para determinar su importancia de aportación. Para lograr esto se utilizó un Sistema de Información Geográfica (SIG) para procesar los datos y obtener el balance hídrico en forma espacial. Según López y Magdaleno (2009), una manera fácil y práctica de realizar un balance hídrico en una cuenca es mediante la siguiente ecuación: P = Q + ET Ec. 1 Donde: P = precipitación, Q = Escurrimiento ( Escurrimiento superficial(es) + Escurrimiento subsuperficial (Ess) + Escurrimiento subterráneo (Est)) y ET = Evapotranspiración ( Evaporación del suelo e intercepción + Transpiración). A esta ecuación se puede expresar en volúmenes de agua y nos queda: V P = VEs+ VEss + VEst + V ET.Ec. 2 Donde: V P = Volumen anual precipitado en la cuenca, VEss= Volumen anual escurrido subsuperficial, VEst= Volumen anual escurrido subterráneo, V ET = Volumen anual Evapotranspirado.

3 Los volúmenes anuales de escurrimientos subsuperficiales y subterráneos, es el volumen de infiltración que no es evapotranspirado, por lo que se le conoce como volumen de recarga neta potencial (FIRCO,2002), es decir: VEss + Vest = (VIn). Ec. 3 Sustituyendo esta ecuación en la ecuación dos finalmente nos queda: V P = VEs + VIn + V ET.Ec. 4 Donde: VIn = volumen de recarga neta potencial Estimación del volumen anual precipitado Para estimar el volumen anual precipitado, se utilizó un SIG (Arc View) y se tomo como base a las ecuaciones propuesta por Aparicio et al (2006) para datos de precipitación medios anuales, la ecuación es: V P = P*A C.. Ec. 5 Donde: V P = Volumen anual de precipitación, m 3, P = Precipitación media anual en m y A C = Área de la cuenca m 2. Para la utilización de esta ecuación en el SIG, primeramente se ubicaron espacialmente en Arc View los puntos que representan las estaciones climatológicas ubicadas cerca de las cuencas en estudio, cada uno de esos puntos tiene un registro con los datos de medias mensuales y anuales de precipitación y temperatura; a partir de esos registros se hizo una interpolación espacial obteniéndose un archivo parecido a una malla o retícula rectangular, la malla necesariamente es rectangular a las celdas que están fuera de la cuenca, el Arcview les asigna el valor No data (sin dato) y a las celdas que integran la cuenca se les asigna un valor interpolado a partir de los registros de las estaciones climatológicas, en este caso la de precipitación media anual. El cálculo del volumen de precipitación se obtiene a partir de la lámina de precipitación multiplicada por un área conocida equivalente al tamaño de la retícula. Estimación del escurrimiento superficial El escurrimiento superficial se estimó con el método del escurrimiento medio (SARH-CP, 1982). El método de escurrimiento medio o volumen medio en pequeñas cuencas requiere de la lluvia promedio en el área de la cuenca, el área de drenaje y su coeficiente de escurrimiento, expresado por la relación: V Es = A C *C* P.Ec. 6 Donde: V Es es el volumen promedio que puede escurrir en miles de m 3, A es el área de la cuenca (en km 2 ), C es el coeficiente de escurrimiento, con valores adimensionales que varían de 0.1 a 1, y P es la Precipitación media anual en la cuenca (en mm). La metodología utilizada para determinar el coeficiente de escurrimiento es la que se presentada en el Apéndice Normativo A (A ) de la NOM-011-CNA-2000 (SEMARNAT, 2002) Cuando k > 0.15 Cuando k 0.15 Donde: k es el parámetro que depende del tipo y uso del suelo. Ver tabla 1 y P es la precipitación anual o mensual, mm.

4 Tabla I. valores de k que son utilizados en México. Uso de suelo o cubierta vegetal Cultivos: Tipo de suelo A B C En hielera Legumbres o rotación de praderas Granos pequeños Pastizal (% de suelo cubierto/ pastoreo): Mas del 75%/ poco Del 50 al 75%/ regular Menos del 50%/ mucho Bosque: Cubierto más del 75% Cubierto del 50 al 75% Cubierto del 25 al 50% Cubierto menos del 25% Otros usos: Pradera permanente Barbecho, áreas sin cultivo o desnudas Cascos y zonas con edificaciones Caminos (incluyendo derecho de vía) Par calcular el valor de k, y generar un mapa con estos valores, primeramente se determinaron los mapas de uso del suelo y el de tipo de suelo, posteriormente se le asigno los valores de k a las áreas con características homogéneas. Para la obtención del mapa de uso de suelo para las cuencas, se realizó una fotointerpretación de las imágenes de satélite de alta resolución, digitalizándolo desde el software en línea Google Earth versión 5.0, los polígonos generados en formato kml fueron exportados a un formato shape (shp) de ArcView para su manipulación. Para la generación del mapa de los tipos de suelo se utilizó el conjunto de datos vectoriales de suelo de la carta edafológica 1: del INEGI. Estos conjuntos de datos vectoriales se encuentran en formato shape (shp) y fueron procesados y delimitados mediante el software ArcView. Estimación del volumen de recarga neta potencial El volumen de la recarga neta potencial o infiltración neta potencial, se estimo con la siguiente relación: VIn =VIt - VET..Ec. 7 Donde: VIt = Volumen total infiltrado. El Volumen total infiltrado anual puede estimarse como una función del coeficiente de escurrimiento y de la precipitación media anual, de acuerdo con la ecuación: VIt = (1-C)* P*A C Ec. 8 Donde: VIt = Volumen total infiltrado anual, m 3, P = Precipitación media anual en m y A C = Área de la cuenca m 2. Estimación del volumen de evapotranspiración El volumen anual de evapotranspiración, se obtuvo con la siguiente expresión: V ET = A C * ETR Ec. 9 Donde: ETR = Evapotranspiración Real. Para fines prácticos la determinación de la evapotranspiración real se utilizó el método de Turc, quien propone una fórmula simple en función de la precipitación y la temperatura del

5 lugar de estudio. Para los fines de un análisis vía SIG, la fórmula de Turc resulta ventajosa porque proporciona los valores anualizados de la evapotranspiración, dicha ecuación es: Y donde L está en función de la temperatura media. Donde: P = precipitación media anual en mm y T = temperatura media anual en ºC. Para la utilización de esta fórmula a través del SIG, primeramente se generó el mapa de temperatura media, utilizando la misma metodología que se usó para el mapa de precipitación media anual. Para estimar estos mismos parámetros dentro de la REBITRI, se utilizaron las mismas ecuaciones pero sustituyendo datos de precipitación, temperatura, uso del suelo y tipo de suelo presentes en la reserva, incluyendo el área de la REBITRI. Para poder comparar los componentes del balance hídrico en el área de la REBITRI y fuera de ella, los volúmenes de agua estimados se dividieron entre sus respectivas áreas, para obtenerlos en metros cúbicos por hectárea por año. RESULTADOS Y DISCUSIONES Las tres cuencas en estudio poseen diferentes superficies de la REBITRI, como podemos ver en la Figura 1. Aproximadamente el 19% de la superficie de la cuenca del río Pijijiapan, pertenece a la REBITRI, mientras que en la cuenca del río Coapa la reserva ocupa el 10% y alrededor del 8% en la del río Margaritas-Las Arenas. Figura 1. Superficie ocupada por la REBITRI dentro de las cuencas en estudio Los volúmenes estimados de precipitación promedios anuales varían para cada una de las cuencas, en la cuenca del río Pijijiapan, el volumen llovido dentro de la REBITRI es ligeramente superior que fuera de ella, no así para las otras dos cuencas, donde llueve mucho menor dentro de la reserva que fuera de ella (ver Figura 2), esto se debe por la distribución de la lluvia en la Costa del Estado de Chiapas. Figura 2. Volumen promedio anual precipitado Por otra parte, los escurrimientos superficiales por hectárea por año son mucho mayores fuera de la zona de la REBITRI que dentro de ella (ver Figura 3), que van desde un 30% hasta un 40%, estos resultados obtenidos ponen en evidencia la importancia que tiene la reserva para disminuir los escurrimientos superficiales y por ende disminuir la erosión hídrica y los riesgos de inundación en la parte baja de las cuencas, donde se localiza la mayoría de la población y las actividades productivas.

6 Figura 3. Volúmenes promedios anuales escurrido en el área de estudio En la Figura 4, podemos observar que los volúmenes de recarga hídrica neta potencial en metro cubico por hectárea por año dentro de la zona de la REBITRI es el doble que fuera de ella, en las tres cuencas estudiadas, es por esta razón que la Reserva es una zona importante de recarga hídrica, que abastece de agua los mantos acuíferos y mantiene el flujo base en los ríos Pijijiapan, Coapa y Margarita Las Arenas. CONCLUSIONES Aparentemente, las superficies ocupadas por la REBITRI, no representa gran importancia para los habitantes de las cuencas, ni para las autoridades municipales, como para invertir en la conservación y restauración de la reserva, pero, si vemos los resultados obtenidos en este estudio la importancia que tiene ésta en la regulación del ciclo hidrológico y como aportador de la recarga hídrica este punto de vista puede cambiar. BIBLIOGRAFIA CONANP.2010 Acerca de la CONANP. Consultado en: FIRCO. Fideicomiso de Riesgo Compartido.2002.Diplomado Nacional de Rehabilitación de Microcuencas. SAGARPA. México. Gil Guzmán, R Restauración hidrológico forestal. IRENA CONAMA. España. Ley General Del Equilibrio Ecológico Y La Protección Al Ambiente. Cámara De Diputados Del H. Congreso De La Unión. Últimas Reformas DOF Sánchez S. R. (2001). Evapotranspiración. Departamento de Geología, UNAM. Figura 4. Volúmenes de recarga hídrica neta potencial Los volúmenes de evapotranspiración obtenidos dentro de la REBITRI (ver Figura 4) son menores que fuera de ella, casi en un 30% para las tres cuencas. Debido a que las condiciones de temperatura y humedad disminuye la pérdida de agua por evapotranspiración. Figura 5. Volúmenes promedios anuales de evapotranspiración del área de estudio López B., W. y R. Magdaleno G La cuenca Hidrográfica: Un Concepto nuevo con Historia. Análisis y reflexiones para orientar su utilización. Libro Técnico No. 3. CECECH INIFAP. López B., W. y R. Magdaleno G Informe Final del Proyecto Reforestación y Verificación para Evitar Erosión de los Suelos en la Reserva de la Biosfera del Triunfo: Agricultura de Conservación y Caracterización de Microcuencas. CECECH del INIFAP. SARH-CP. Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos-Colegio de Postgraduados Manual de Conservación del Suelo y del Agua. 2a ed. Dirección General de Conservación del Suelo y Agua, Colegio de Postgraduados. Chapingo, México. Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales, SEMARNAT (2002). Norma Oficial Mexicana NOM- 011-CNA Conservación del recurso agua. Se establece las especificaciones y el método para determinar la disponibilidad media anual de las aguas nacionales. DO, Miércoles 17 de abril de 2002, pp. 1-17