Balance hídrico en la Cuenca del Valle de México

Transcripción

1 , Colegio de Postgraduados Colegio de Postgraduados Puebla de Zaragoza, octubre de 2017

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3 Introducción La Cuenca del Valle de México es una cuenca cerrada topográficamente, donde tiene asiento la Megalópolis de la Ciudad de México. Es la región más poblada de la República Mexicana, habitan más de veintidós millones de personas, dentro de una superficie del orden de los 10,000 kilómetros cuadrados. Políticamente se ubica en el Distrito Federal en forma total y parcialmente en los estados de México, Hidalgo, Tlaxcala y Puebla, integrada por un centenar de municipios y delegaciones, en esta región se genera el 22% del Producto Interno Bruto del país. Debido al carácter de cuenca cerrada, en el siglo XVII se construyó el primer conducto para dar salida a las aguas del Valle, denominado Túnel de Nochistongo, convirtiéndose en Tajo. Posteriormente, en el año 1900, se construye el Gran Canal del Desagüe y su salida a través del Túnel de Tequisquiac. Siguiendo los problemas de desalojo de agua, en 1967 se inicia la construcción del drenaje profundo, sistema que continua su ampliación hasta nuestros días, con el Túnel Emisor Oriente. Colegio de Postgraduados 2

4 Introducción Respecto al abastecimiento de agua y ante el crecimiento de la población, surgió la necesidad de realizar una serie de perforaciones de pozos, en las décadas , causando la sobreexplotación de los acuíferos. Adicionalmente, se importa agua de otras cuencas; entre las que se cuenta la proveniente de pozos del Valle de Lerma, 123 millones de metro cúbicos anuales. Otra fuente externa, es el llamado Sistema Cutzamala, que inició su operación en el año 1982, e incrementándose en 1994 a unos 462 hm 3 /año, aportación proveniente de una serie de presas, o sea de agua superficial. Subterránea 1736 Superficial y residual 462 Importaciones 585 2,783 Actualmente el abastecimiento alcanza los hm 3 /año, para los diferentes usos. Colegio de Postgraduados 3

5 Zonas administrativas para el manejo del agua Para administrar los recursos hídricos, la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) divide la Cuenca del Valle de México en siete zonas para las aguas superficiales y otras tantas para las aguas subterráneas Clave acuífero Nombre del acuífero Área (km 2 ) Sub-Cuenca hidrológica Nombre de la cuenca Área (km 2 ) Aguas subterráneas Aguas superficiales 901 Zona Metropolitana de la Ciudad de México 1,900 I Xochimilco Tecocomulco 564 II Río La Compañía 1, Apan 733 III Tochac-Tecocomulco 1, Chalco-Amecameca 1,393 IV Río de las Avenidas de Pachuca 2, Texcoco 934 V Texcoco 1, Cuautitlán-Pachuca 3,870 VI Ciudad de México Soltepec 429 VII Río Cuautitlán 832 Suma Cuenca del Valle de México 9,823 Suma Cuenca del Valle de México 9,698 Colegio de Postgraduados 4

6 Zonas administrativas para el manejo del agua Acuíferos Sub cuencas Colegio de Postgraduados 5

7 Balance hídrico en la Cuenca del Valle de México Zonas administrativas para el manejo del agua Acuíferos cualquier formación geológica o conjunto de formaciones hidráulicamente conectados entre sí, por las que circulan o se almacenan aguas del subsuelo que pueden ser extraídas para su explotación y cuyos límites laterales y verticales se definen convencionalmente para fines de evaluación, manejo y administración de las aguas nacionales del subsuelo Lo anterior como una aclaración a nuestros técnicos hidrogeólogos Red de flujo Colegio de Postgraduados 6

8 Cuencas Balance hídrico en la Cuenca del Valle de México Zonas administrativas para el manejo del agua Cuenca Hidrológica, es la unidad del territorio, normalmente delimitada por un parteaguas o divisoria de las aguas -aquella línea poligonal formada por los puntos de mayor elevación en dicha unidad... La cuenca hidrológica conjuntamente con los acuíferos, constituye la unidad de gestión de los recursos hídricos. La cuenca hidrológica está, a su vez, integrada por sub-cuencas y estas últimas están integradas por microcuencas Esta división de cuencas obedece en principio a los parteaguas topográfico superficiales, aunque en algunos casos existe comunicación entre ellas, en especial en el Valle de México, debido a la construcción de obras de drenaje que han modificado esta independencia, por lo que desde el punto de vista hidrológico hay que tomar en cuenta estas transferencias al realizar balances hídricos por sub-cuenca. Colegio de Postgraduados 7

9 Uso del agua subterránea Los censos, reportan una extracción bruta de hm 3 /año, de los cuales el 87% corresponde al uso público urbano y sólo el 13% se integra por los demás usos. Volúmenes que se utilizan en el riego de unas ha y para el abasto de una población de unos 22 millones de habitantes, como uso público urbano, que considera servicios, comercial, industria, fugas en la red de distribución y en general para cubrir todas las necesidades de la población. Agrícola Público Urbano Industrial Otros Suma ZMCM Cuautitlán-Pachuca Texcoco Chalco-Amecameca Apan Tecocomulco Soltepec Total 123 1, ,736 Colegio de Postgraduados 8

10 Uso del agua superficial Es complicado estimar los volúmenes usados de agua superficial, debido a que los escurrimientos resultan de una mezcla entre agua residual y los propios escurrimientos superficiales. Según las estadísticas de SAGARPA, la superficie bajo riego en la región alcanza las 41,665 ha, en la cuenca. Acuífero Anual (ha) Perenne (ha) Chalaco Amecameca 1, Texcococo 5, ZMCM 2, Cuautitlán-Pachuca 23,463 6,776 Apan Tecocomulco Soltepec 1, Suma Cuenca del Valle de México 33,787 7,878 Colegio de Postgraduados 9

11 Usos del agua superficial El uso de agua superficial obtenido de la programación de riegos del OCAVM, que toma en cuenta estadísticas históricas y por lo tanto, el volumen usado en la agricultura considera un periodo amplio. De esta forma, el agua superficial usada es del orden de 207 hm 3 /año, para el riego de 23,882 ha, según el informe mencionado, de este valor sólo 64 hm 3 /año provienen de aguas blancas y los restantes 143 hm 3 /año de aguas residuales. Entonces de la superficie total de 41,665 reportada por SIACON, 23,882 ha son irrigadas por aguas de origen superficial y residual, por lo que las restantes 17,783 ha se riegan con agua subterránea. Resultando una lámina bruta de 0.87 m para el agua superficial y de 0.69 m para agua subterránea. Colegio de Postgraduados 10

12 Usos del agua, agua superficial Programación Superficie ha miles m 3 Lámina m Presa Iturbide 494 2,202 Aguas blancas Presa El Manantial Aguas blancas Presa Guadalupe 6,275 54,081 Aguas blancas Presa La Concepción 1,295 6,517 Aguas blancas Laguna de Zumpango ,278 Aguas grises Gran Canal del desague 11,127 97,916 Aguas residuales Río Cuautitlán 3,635 29,603 Aguas residuales Total de aguas superficiales 23, , Aguas subterráneas 17, , Total riego 41, ,805 Del total de agua superficial, sólo se usan 64 hm 3 /año (aguas blancas) Colegio de Postgraduados 11

13 Recarga natural superficial (por cuenca propia) De la precipitación, una parte escurre superficialmente, otra parte se infiltra, recargando a los acuíferos y volumen restante se evapora. Para obtener el escurrimiento se analizaron los volúmenes aforados a la salida de la cuenca, De los datos de estas estaciones, resulta un volumen total anual de 1,781 hm 3 /año, como promedio en el periodo Colegio de Postgraduados 12

14 Recarga natural Superficial por cuenca propia Separando el escurrimiento total aforado (1,781 hm 3 /año), en flujo directo (521 hm 3 /año) y flujo base o desalojo por el drenaje (1,260 hm 3 /año), como promedio. Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Anual Escurrimiento Total ,781 Flujo en estiaje ,260 Escurrimiento Directo Colegio de Postgraduados 13

15 Balance de agua superficial Precipitación menos evaporación 1,263 = Escurrimiento Infiltración 647 Balance de agua superficial (hm 3 /año) Salida de escurrimiento directo medido en estaciones hidrométricas 521 Evaporación en laguna de Tecocomulco 19 Madín aprovechamiento (Gestión hídrica 2010) 12 Uso agrícola superficial agua blanca 64 Cálculo del escurrimiento por Cuenca Propia 616 Según estudios, mediante datos empíricos por cuenca propia 682 hm 3 /año Colegio de Postgraduados 14

16 Concepto Balance hídrico en la Cuenca del Valle de México Recarga natural a los acuíferos Unidades ZMCM Cuautitlán- Pachuca Texcoco Chalco- Amecameca Apan Tecocomulco Soltepec Total V. M. Área total km 2 1,900 3, , ,823 Área de valle km , Coeficiente I Precipitación mm/año Infiltración en 223 hm zonas altas /año Entradas horizontales al hm 3 /año valle Recarga natural hm 3 /año Por lo que respecta a las aguas subterráneas, la recarga natural, concepto equivalente al escurrimiento por cuenca propia en las aguas superficiales, su cálculo se realizó aplicando la misma metodología de la norma para obtener el escurrimiento directo. Adicionado el concepto de evapotranspiración, obtenida mediante la fórmula empírica propuesta por Turc, en función de la precipitación y la temperatura, y cuya diferencia con el escurrimiento superficial y la precipitación, es la infiltración o la recarga natural a los acuíferos. Colegio de Postgraduados 15

17 ZMCM Balance de aguas subterráneas Cuautitlán- Pachuca Texcoco Chalco- Amecameca Apan Tecocomulco Soltepec Total V de M Recarga natural Recarga inducida Recarga total ,213 Extracción bruta ,736 Manantiales Evaporación Flujo subterráneo Minado Finalmente el resultado del balance de aguas subterráneas arroja un valor de 639 hm 3 /año, como minado del acuífero, que dividido entre al volumen drenado da un valor de 0.13, como coeficiente de almacenamiento o rendimiento específico de los acuíferos, cifra que es acorde con los materiales que conforman el subsuelo. Colegio de Postgraduados 16

18 Balance de aguas subterráneas Colegio de Postgraduados 17

19 Balance de recursos hídricos De acuerdo con la multicitada norma el retorno al drenaje del uso agrícola es del orden del 80%, para el púbico urbano de 75% y el industrial 55%, entre otros. En el balance hídrico, el coeficiente aplicado al uso público urbano fue del 51%, valor ajustado para lograr la descarga medida a la salida de la cuenca de 1,260 hm 3 /año, valor cercano al recomendado por la norma, los demás coeficientes fueron los mismos que se anotan en la norma. Uso Volumen usado hm 3 /año Coeficiente Volumen retorno hm 3 /año Coeficiente Volumen infiltración hm 3 /año Público urbano 2,142 51% 1,101 20% 428 Agrícola % % 138 Industrial 88 55% 49 0% 0 Total 2,783 1, Colegio de Postgraduados 18

20 Conclusiones Procediendo de esta forma, del volumen bruto de agua usada de 2,783 hm 3 /año, el retorno al drenaje resulta de 1,294, la infiltración a los acuíferos de 567 hm 3 /año por lo que el consumo neto resulta de 957 hm 3 /año, valor este último que representa el 34% del total del agua usada. Del agua total usada sólo el 13% es de reuso. La descarga al Río Tula en época de estiaje es producto de sobrantes del uso del agua exclusivamente. Debido a que los niveles estáticos del agua subterránea son bastante profundos como para existir una descarga significativa de las aguas subterráneas a los ríos o drenes (flujo base). De acuerdo con el balance hídrico mostrado, se desprende que del agua superficial generada en la cuenca, sólo se aprovecha el 15% dentro de la cuenca (95 hm 3 /año), quedando un sobrante de escurrimiento directo que se va hacia la cuenca del río Tula de 521 hm 3 /año. Colegio de Postgraduados 19

21 553, 20% Balance hídrico en la Cuenca del Valle de México Usos del agua 88, 3% Público urbano agrícola industrial Conclusiones Origen del agua 585, 21% Subterránea Superficial y residual Importaciones 2,142, 77% 462, 17% 1736, 62% Del uso total el 62% proviene del agua subterránea, el 21% de importaciones y el restante 17% de agua superficial y residual. Además el uso público urbano representa el 77% del total. Colegio de Postgraduados 20

22 Conclusiones Volumen hm 3 /año Superficial 521 Excedente Subterránea -567 Déficit Residual Excedente Un resumen el balance hídrico en la Cuenca del Valle de México, existe un sobrante de agua superficial y residual de hm 3 /año, pero un déficit de 567 hm 3 /año de agua subterránea. Colegio de Postgraduados 21

23 Conclusiones El agua que transita por el drenaje, prácticamente con régimen uniforme, alcanza un valor de 1,260 hm 3 /año, que escurren hacia la cuenca del Río Tula. Lo anterior significa que si el minado del acuífero estimado en 667 hm 3 /año y si se implementa una política de reuso dentro de la cuenca, con su debido tratamiento, podría disminuir sensiblemente esta sobreexplotación. Visitas reciente a los pozos del Sistema de Aguas de la Ciudad de México, indican que sólo el 13% cuentan con medición, lo que significa que no se sabe con certeza el volumen usado. Por otro lado, en la micromedición existe también una deficiencia importante, de por lo menos un millón de tomas domiciliaras, sólo el 65% cuenta con medidor. Colegio de Postgraduados 22

24 Conclusiones En los balances realizados se han supuesto una serie de coeficientes, lo que hace necesario llegar a cifras más precisas. Para ello es necesario rehabilitar las estaciones hidrométricas, por lo menos las que se tienen a la salida de la cuenca. Implementar un campaña de medición del agua tanto de extracción como del uso que se dan al agua, al mismo tiempo verificar concesiones y ajustarlas a lo que realmente se usa. Actualmente las diferencias de los volúmenes de extracción y concesionados son muy grandes. Finalmente, es importante mencionar que los métodos empíricos propuestos por la NORMA Oficial Mexicana NOM-011-CONAGUA-2015, dan resultados bastante certeros, por lo menos en el ejercicio realizado en este caso. Además, el presente escrito muestra una metodología que pretende obtener la disponibilidad,en forma conjunta de agua superficial y subterránea. Colegio de Postgraduados 23