Hydrological study CFRS-M -2013

ESTUDIO HIDROLÓGICO SUPERFICIAL
PARA DETERMINAR LOS ESCURRIMIENTOS
PLUVIALES DE LAS SUBCUENCAS SAN JOSÉ
DEL VALLE Y PINO SOLO, HASTA EL PUNTO
DE SALIDA DENOMINADO “CFRS-M”.
(MUNICIPIO RAMOS ARIZPE, COAHUILA DE
ZARAGOZA)
JULIO, 2013
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TRADECO INFRAESTRUCTURA, S.A. de C.V.
Av. Insurgentes Sur # 1647, Local D. Col. San José de Insurgentes. Delegación Benito Juárez
C.P. 03010 México, D.F.
Tel.: (52-55) 5482 7600
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M.C. Carlos Andrés
Castaño Vargas.
Ing. Silvio Cuevas
Romero.
Ing. Armando Herrera
Barrientos.
Elaboró. Revisó. Vo. Bo.
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ÍNDICE
1 ANTECEDENTES........................................................................................................2
2 OBJETIVOS..................................................................................................................4
2.1 GENERAL..............................................................................................................4
2.2 ESPECÍFICOS.......................................................................................................4
3 ALCANCES...................................................................................................................4
4 ZONA DE ESTUDIO....................................................................................................5
4.1 DELIMITACIÓN DEL ÁREA DE APORTACIÓN, POR MEDIO DE LAS
SUBCUENCAS DE LA CONAGUA...............................................................................6
4.1.1 GENERALIDADES .......................................................................................6
4.1.2 REGIONES HIDROLÓGICAS ADMINISTRATIVAS (RHA)................7
4.1.3 SUBCUENCAS HIDROLÓGICAS DE APORTACIÓN AL PUNTO DE
SALIDA DEL CFRS-M................................................................................................8
4.2 CARACTERÍSTICAS DEL SITIO DE ESTUDIO............................................9
4.2.1 GEOLOGÍA DEL SITIO...............................................................................9
4.2.1.1 Estratigrafía del sitio. ................................................................................9
4.2.1.2 Geología estructural. ...............................................................................10
4.2.1.3 Geología del subsuelo. ............................................................................11
4.2.2 TIPO DE SUELO Y USO ACTUAL. .........................................................12
4.2.2.1 Tipo de suelo...........................................................................................12
4.2.2.2 Uso de suelo actual..................................................................................15
4.2.3 HIDROGRAFÍA...........................................................................................20
4.2.4 HIDROGEOLOGÍA. ...................................................................................21
4.2.4.1 Tipo de acuífero. .....................................................................................21
4.2.4.2 Parámetros hidráulicos ............................................................................21
4.2.4.3 Piezometría..............................................................................................22
4.2.4.4 Comportamiento hidráulico.....................................................................22
Profundidad a nivel estático.................................................................224.2.4.4.1
Elevación del nivel estático..................................................................224.2.4.4.2
5 METODOLOGÍA .......................................................................................................23
5.1 ANÁLISIS DE LLUVIAS MÁXIMA EN 24 HORAS E ISOYETAS.............23
5.1.1 ESTACIONES METEOROLÓGICAS......................................................23
5.1.1.1 Análisis de Información y Series anuales de Precipitación Máxima en 24
h .................................................................................................................24
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5.1.2 ANÁLISIS DE FRECUENCIA, POR MEDIO DE LA DISTRIBUCIÓN
GUMBEL.....................................................................................................................26
5.1.2.1 Distribución Gumbel...............................................................................27
5.1.2.2 Comportamiento de la precipitación en cada estación con respecto a los
períodos de retorno....................................................................................................34
5.1.2.3 Comprobación dela regionalización de estaciones, para comprobar su
elección. .................................................................................................................34
5.1.3 DESTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LA PRECIPITACIÓN .....................38
5.2 CÁLCULO DE GASTO MÁXIMO...................................................................41
5.2.1 MÉTODO RACIONAL AMERICANO.....................................................41
5.2.1.1 Determinación de los parámetros de diseño............................................42
Determinación del coeficiente de escurrimiento (C)............................425.2.1.1.1
Tiempo de Concentración de la Cuenca (TC).......................................435.2.1.1.2
Intensidad de lluvia ..............................................................................445.2.1.1.3
5.2.1.2 Resultados ...............................................................................................45
Gasto máximo ......................................................................................455.2.1.2.1
Gráfica del Gasto Máximo de salida a diferentes períodos de retornos,5.2.1.2.2
para su posterior uso en el análisis hidráulico del cauce “La Encantada”.............45
5.2.2 MÉTODO GRÁFICO DE LA SCS.............................................................46
5.2.2.1 Condiciones.............................................................................................46
5.2.2.2 Estimación de la lámina de escurrimiento...............................................46
5.2.2.3 Clasificación de grupo de uso de suelo y valor de CN............................48
Grupo de uso de suelo..........................................................................485.2.2.3.1
Uso de Suelo actual y Valor de la CN..................................................485.2.2.3.2
Estimación de descarga pico ................................................................495.2.2.3.3
Coeficientes de distribución de la lluvia tipo por la SCS.....................505.2.2.3.4
5.2.2.4 Resultados ...............................................................................................51
Gasto máximo ......................................................................................515.2.2.4.1
Gráfica del Gasto Máximo de salida a diferentes períodos de retornos,5.2.2.4.2
para su posterior uso en el análisis hidráulico del cauce “La Encantada”.............56
5.2.3 DIFERENCIA DE RESULTADOS POR MÉTODOS UTILIZADOS ...57
Gasto máximo ......................................................................................575.2.3.1.1
Gráfica del Gasto Máximo de salida a diferentes períodos de retornos y5.2.3.1.2
métodos de estimación, para su posterior uso en el análisis hidráulico del cauce
“La Encantada”......................................................................................................57
Método seleccionado............................................................................575.2.3.1.3
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5.3 SIMULACIÓN HIDROLÓGICA, ESTIMADA POR EL MÉTODO SCS. ..58
5.3.1 DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE HEC-HMS.......................................58
5.3.2 DATOS DE ENTRADA A LA SIMULACIÓN POR DIFERENTES
PERÍODOS DE RETORNO. .....................................................................................58
5.3.3 RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN, POR EL MÉTODO SCS. .......59
5.3.3.1 Representación gráfica de las subcuencas ingresadas al simulador HEC-
HMS. .................................................................................................................59
5.3.3.2 Hidrograma de salida para diferentes períodos de retorno......................59
6 CONCLUSIÓN............................................................................................................60
7 REFERENCIAS ..........................................................................................................61
ANEXOS DIGITALES ...................................................................................................... 62
ANEXO DIGITAL 1....................................................................................................... 63
ANEXO DIGITAL 2....................................................................................................... 72
ANEXO DIGITAL 3....................................................................................................... 73
ANEXO DIGITAL 4....................................................................................................... 76
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ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Zona de estudio. ......................................................................................................5
Figura 2. Regiones Hidrológicas Administrativas. (Fuente: Comisión Nacional del Agua,
2011).......................................................................................................................................7
Figura 3. Delimitación de la subcuencas de aportación .........................................................8
Figura 4. Tipo de rocas en la zona de estudio ........................................................................9
Figura 5. Sistema de Geología, Era, Falla y Minas en la zona de estudio ...........................11
Figura 6. Tipo de suelo.........................................................................................................14
Figura 7. Uso de suelo en las subcuencas de estudio. ..........................................................20
Figura 8. Red hidrológica de la zona de estudio...................................................................21
Figura 9. Región Hidrológica Administrativa VI, y Ubicación de las Estaciones
Meteorológicas Seleccionadas..............................................................................................24
Figura 10. Distribución de la precipitación máxima en 24 h por estación y período de
retorno...................................................................................................................................34
Figura 11. Tabla de datos ingresada al software IBM SPSS Statistcs..................................34
Figura 12. Gráfica de sedimentación para decidir los componentes principales..................36
Figura 13. Componentes principales por estación................................................................37
Figura 14. Agrupación de estaciones por análisis cluster.....................................................38
Figura 15. Isoyetas para una precipitación máxima de 24 h, y un período de retorno de 5
años.......................................................................................................................................39
años.......................................................................................................................................39
años.......................................................................................................................................40
años.......................................................................................................................................40
años.......................................................................................................................................41
Figura 20. Intensidades de diseño para diferentes estaciones y períodos de retorno.
(Determinar en las isoyetas el valor que está próximo al centroide)....................................44
Figura 21. Gasto máximo en el punto de salida “CFRS-M”, para diferentes períodos de
retorno...................................................................................................................................45
retorno...................................................................................................................................56
retorno y métodos de estimación..........................................................................................57
Figura 24. Representación gráfica del área tributaria de las subcuencas. ............................59
Figura 25. Hidrograma simulado en el Pto. CFRS-M, a diferentes períodos de retorno. ....59
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Proporción de superficie y tipo de suelo ................................................................12
Tabla 2. Uso de suelo, y su porcentaje de participación en función del área.......................15
Tabla 3. Clave del SMN de las estaciones seleccionadas ....................................................25
Tabla 4. Serie de datos de precipitación máxima en 24 h, desde 1950 a 2010 ....................25
Tabla 5. Valores de yn y σn, Según los números de datos. ...................................................28
Tabla 6. Distribución Gumbel para la estación “Cuatro Ciénagas”. ....................................29
Tabla 7. Distribución Gumbel para la estación “La Cruz”...................................................30
Tabla 8. Distribución Gumbel para la estación “Las Comitas”............................................31
Tabla 9. Distribución Gumbel para la estación “Chupaderos del Indio”. ............................32
Tabla 10. Distribución Gumbel para la estación “Matehuala”.............................................33
Tabla 11. Extraída del IBM SPSS, de valor de la Media y desviación estándar..................35
Tabla 12. Correlación de comunidades ................................................................................35
Tabla 13. Resultados de autovalores, variancia y selección de los mejores factores
representativos de la muestra................................................................................................35
Tabla 14. Peso de cada variable por factor...........................................................................36
Tabla 15. Valores de los componentes por factores seleccionados (Caso presente Factor 1
Vs 2) .....................................................................................................................................36
Tabla 16. Precipitación asociada a los períodos de retorno para cada estación ...................38
Tabla 17. Determinación del coeficiente de escurrimiento ..................................................42
Tabla 18. Resultados del tiempo de concentración por diferentes métodos.........................44
Tabla 19. Parámetros para determinar el Gasto Máximo.....................................................45
Tabla 20. Grupo de uso de suelo ..........................................................................................48
Tabla 21. Valores de CN asociados al uso de Suelo (Ver Anexo Digital 3)........................49
Tabla 22. Coeficientes de regresión de distribución de tormenta Tipo I A..........................50
Tabla 23. Gasto máximo para un período de retorno de 5 años. ..........................................51
Tabla 24. Gasto máximo para un período de retorno de 20 años. ........................................52
Tabla 25. Gasto máximo para un período de retorno de 50 años. ........................................53
Tabla 26. Gasto máximo para un período de retorno de 100 años. ......................................54
Tabla 27. Gasto máximo para un período de retorno de 1000 años. ....................................55
Tabla 28. Parámetros para determinar el Gasto Máximo.....................................................56
Tabla 29. Gasto Máximo por método de estimación............................................................57
Tabla 30. Datos de entrada al HEC-HMS. ...........................................................................58
Tabla 31. Gasto Máximo por método de estimación............................................................59
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Estudio Hidrológico Superficial
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INTRODUCCIÓN
La Hidrología en su definición más simple es la ciencia que estudia la distribución,
cuantificación y utilización de los recursos hídricos que están disponibles en el globo
terrestre. Estos recursos se distribuyen en la atmósfera, la superficie terrestre y las capas del
suelo. Como ha ocurrido con otras ciencias, a medida que los estudios hidrológicos se
fueron desarrollando fue necesario dividir el tema general en una serie de tópicos
especializados e interdisciplinarios que se agruparon bajo el nombre de Planeamiento de los
Recursos Hidráulicos. En el planeamiento se incluyen como temas principales la
Meteorología, la Hidrología Superficial y la Hidrología del Agua Subterránea.
La Meteorología trata de los fenómenos que se desarrollan en la atmósfera y de la
relación que existe entre los componentes del sistema solar. La Hidrología Superficial
estudia la distribución de las corrientes de agua que riegan la superficie de la tierra y los
almacenamientos en depósitos naturales como lagos, lagunas o ciénagas. Por último, en la
Hidrología del Agua Subterránea se incluyen los estudios de los almacenamientos
subterráneos, o acuíferos, en lo referente a localización, volumen, capacidad de
almacenamiento y posibilidad de recarga.
Los aspectos que tienen una relación muy estrecha con los anteriores en la
Planeación de Proyectos de Ingeniería son: Geografía Física y Económica, Hidráulica
Fluvial (Canales abiertos), Hidráulica Marítima, Hidrogeología, Geotecnia, Estadística,
Teoría de Probabilidades, e Ingeniería de Sistemas.
Además se tienen los modelos hidrológicos, que reproducen el fenómeno lluvia-
escurrimiento de una cuenca, y pueden clasificarse de manera general en globales y
distribuidos; Los modelos globales consideran básicamente a la precipitación y a las
características físicas como un promedio de toda la cuenca, en cambio, los modelos
distribuidos sí toman en cuenta la variación espacial de la precipitación y las características
fisiográficas de la propia cuenca, mediante una discretización de los parámetros de entrada.
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1 ANTECEDENTES
El presente proyecto se realizó en cumplimiento a las solicitudes del cliente
OIEGSA (Operadora de Infraestructura de Guanajuato S.A. de C.V.), en especial para
determinar los gastos máximos en diferentes periodos de retorno (5, 20,50, 100 y 1000
años), como parámetro importante, para así alimentar el siguiente Estudio Hidráulico del
Cauce, y a través de la simulación de éste, se definirán las cotas topográficas denominadas
como NAME (por sus siglas es Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias) y a su vez
implementar diferentes escenarios hidráulicos para obtener la mejor solución desde el punto
de vista hidráulico, ambiental y económico.
Se utilizó información oficial del INEGI del año 2011, para realizar el presente y de
ésta forma se consideró las cartas topográficas, Modelos Digitales de Elevación (DEM, por
sus siglas en ingles), Red Hidrológica Nacional, Tipo de Suelo y Uso actual, en escalas de
1:500,000 y 1:250,000. Además se obtuvo por medio de la CONAGUA (Comisión
Nacional del Agua) y CONAPO (Consejo Nacional de Población) las Regiones
Hidrológicas Administrativas, Subcuencas y Microcuencas en escalas 1:500,000, para
estimar los parámetros físicos de las Subcuencas
En las Subcuencas de San José del Valle y Pino solo, no se pudo conocer los gastos
máximos de estaciones hidrométricas cercanas al sitio de estudio, pero No obstante a que se
carece de ésta información hidrométrica que permita realizar un cotejo de lo real medido Vs
los resultados de Gastos Máximo del presente estudio. La anterior comparación de datos,
generaría mayor confiabilidad al presente, sin embargo es posible realizar la estimación de
Gasto Máximo, con la aplicación de dos metodologías diferentes (Racional Americana y
SCS- por sus siglas en inglés, Servicio de Conservación de Suelos) y posterior a ello
realizar un análisis profundo, de cada uno de los parámetros tales como: Precipitación que
proviene de las Estaciones meteorológicas, y que las anteriores estén de la región
hidrológica, Tipo de suelo, Uso de Suelo, Vegetación, Coeficiente de escurrimiento, Área
de aportación, pendiente y tiempo de concentración.
En la actualidad, las condiciones demográficas e industriales en las zonas urbanas y
en casos las rurales tales como: Saltillo, y Ramos Arizpe, son dinámicas en el tiempo y
espacio, por tal razón, es importante considerar lo anterior en el estudio. Debido que al
seleccionar un periodo de retorno en particular, es fundamental considerar los cambios en el
uso de suelo o Coeficientes de escurrimiento. Al no poder determinar, los cambios futuros,
se consideró como antecedente del presente, diferentes referencias bibliográficas y artículos
científicos para determinar el coeficiente de escurrimiento, asociado a diferentes periodos
de retorno, y así representar el fenómeno del Gasto Máximo en condiciones futuras.
Aunado a todo lo anterior, y considerando los artículos de la IPCC (Por su siglas en
ingles significa, Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático),
menciona que el cambio en la temperatura frecuentemente viene acompañado por cambios
en la humedad atmosférica y, en consecuencia, en el régimen de lluvias. Ambos cambios,
tienen efectos en eventos importantes como la formación de huracanes y la ocurrencia de
inundaciones. El vapor de agua total en el aire sobre los océanos aumentó 1.2% por década,
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lo que ya podría estarse reflejando en cambios en las precipitaciones, tanto en forma de
lluvia como de nieve. En el último siglo se han incrementado significativamente las
precipitaciones en las zonas orientales de América del Norte y América del Sur, Europa
septentrional, Asia septentrional y el este de Australia. Con respecto a la intensidad de las
lluvias, el IPCC indica que es probable que se hayan incrementado muchas regiones de la
Tierra a partir del año 1950. En México hemos vivido situaciones similares en los estados
de Tabasco, Chiapas y Durango, donde ocurrieron graves inundaciones en el 2007 y 2013
a causa de las fuertes lluvias y cambios en su régimen de ocurrencia, además las más graves
registradas en los últimos 50 años observados.N
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2 OBJETIVOS
2.1 GENERAL
Determinar los gastos máximos para los períodos de retorno de 5,20, 50, 100 y 1000
años.
2.2 ESPECÍFICOS
1. Identificar las estaciones meteorológicas cercanas a las subcuencas.
2. Generar un comportamiento estadístico del registro histórico de la precipitación.
3. Identificar por medio de la información digital del INGECI, la delimitación de
subcuencas, tipo de suelo, red hidrológica, uso del suelo y demás que influyen en el
Gasto Máximo.
4. Cotejar los resultados obtenidos por los Métodos Racional Americano y Gráfico
SCS con respecto a la simulación en el software HEC-HMS.
5. Ilustrar los hidrogramas de salida para períodos de retorno de 5, 20, 50, 100 y 1000
años.
3 ALCANCES.
1. Los resultados del presente, no definirán ningún nivel tirante máximo asociado a
diferentes periodos de retorno en el cauce “La Encantada”, debido que en éste solo
realiza la transformación de la lluvia en escurrimiento superficial, que es afectada
por diferentes parámetros particulares del entorno de estudio.
2. El presente estudio contempla información del INEGI, del año 2011 y posiblemente
algunas de las características de las zonas han sido modificadas desde aquel
entonces hasta la fecha, por lo cual se obtuvo valores de coeficientes de
escurrimiento para 5, 20, 50, 100 y 1000 años, para así estimar el Gasto Máximo
con los cambios futuros en las condiciones y usos del suelo.
3. Los resultados generados del presente serán variados, pero de estos se utilizará
específicamente el estimado de Gasto máximo, asociado a diferentes periodos de
retorno, y en consecuencia a éste último, será utilizado en el siguiente estudio
Hidráulico como parámetro de entrada, en el sistema, y allí determinar las
velocidades, Número de Froude, pendientes, Tirantes y tipo de flujo, en diferentes
escenarios aplicados en el cauce problema “La Encantada”. Lo cual conllevará a
tomar la mejor decisión desde el punto de vista Ambiental, Económico, Hidrológico
e hidráulico.
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4 ZONA DE ESTUDIO
La zona de estudio se localiza al Norte de México, en proximidades de la Ciudad de
Saltillo del Estado de Coahuila de Zaragoza, e igual se puede apreciar en la margen
izquierda superior de la Figura 1, y el terreno donde se está construyendo el CFRS-M., se
ubica en cercanías del municipio de Ramos Arizpe, a aproximadamente 58 km., y esto
genera un tiempo promedio de recorrido de 50 min., entre los puntos nombrados
anteriormente.
Para llegar al CFRS-M., desde Ramos Arizpe es necesario tomar la carretera federal
#57 que va de Saltillo a Monclova, y a la altura del Km. 33 de la misma, se visualiza el
puente Gardenias, y desde allí se tiene acceso a la vía de terracería (Camino de Acceso, con
encadenamiento K0+000), la cual cruza al K8+500 la línea férrea de propiedad de
FERROMEX y en el K10+000 aproximadamente se encuentra la “Exhacienda de
Mesillas”, posterior a éste, se encuentra el CFRS-M., en el K18+000, y continuando por el
mismo hasta terminar, se encuentra la localidad de “El Paredón” al K29+000 (Véase la
Figura 1.).
Figura 1. Zona de estudio.
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4.1 DELIMITACIÓN DEL ÁREA DE APORTACIÓN, POR MEDIO DE LAS
SUBCUENCAS DE LA CONAGUA.
4.1.1 GENERALIDADES
Para el presente, se consideraron los polígonos o áreas de aportación suministrados
por la CONAGUA e INEGI en medio digital, debido que cumplen con todos los requisitos
metodológicos de delimitación de Cuencas Hidrológicas, Subcuencas y Microcuencas. Y
allí mismo establecieron los criterios para su respectiva delimitación, los cuales se
mencionan (INEGI et al, 2007):
1. Las cuencas son unidades morfográficas, por lo cual su delimitación debe estar
regida únicamente por variables topográficas e hidrográficas, dejando de lado
criterios como: tamaño, uso del suelo, grado de contaminación y/o características
administrativas.
2. La delimitación debe presentar consistencia y homogeneidad para todo el territorio
nacional.
3. Se delimitaron cuencas principales de tipo exorreico, endorreico y arreico
empleando siempre información e insumos con escala 1:250,000
Consideraciones para el proceso de delimitación: Inicialmente el mapa fue
elaborado por el Instituto Nacional de Ecología en el 2003 (INE, 2003), y el mismo
constituyó el insumo principal para la elaboración del mapa final de cuencas hidrográficas
INEGI-CNA, por lo cual los pasos (a), (c) y parcialmente el (d), descritos a continuación,
fueron retomados de dicho mapa. Los pasos metodológicos seguidos para la obtención del
mapa de cuencas hidrográficas fueron:
a) Integración, revisión y rectificación de la red hidrográfica y las curvas de nivel a
escala 1:250 000 de todo el país
b) Generación del Modelo Digital de Elevación a partir del continuo de curvas de
nivel corregido y la elaboración de un modelo sombreado del relieve.
c) Complementación e incremento de la red de drenaje superficial, infiriendo
corrientes a partir del análisis de las curvas de nivel y el modelo sombreado.
d) Identificación y trazado de las divisorias de aguas a partir de la visualización de
las curvas de nivel, la hidrografía y modelos sombreados del relieve, es decir, se
realizaron trazados en dicho taller de expertos de cartografía, de los parteaguas
sobre las inflexiones de las curvas de nivel de máxima altura relativa, en la zona
límite entre laderas de exposición opuesta, separando a los diferentes sistemas
hidrográficos junto con sus áreas de drenaje a través de su configuración
geomorfológica (morfográfica). Se verificaron dichos límites, analizándolos en
pantallas estereoscópicamente para los modelos de sombreados del terreno de
todo el país.
e) Para asistir la delimitación de algunas cuencas endorreicas y arreicas del norte y
del sureste del país, se utilizaron los boletines hidrológicos de la Secretaría de
Recursos Hidráulicos de 1970 con la finalidad de complementar el mapa e
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incrementar la precisión de los límites trazados con ayuda del insumo base
(mapa topográfico 1: 250 000 INEGI)
f) Los límites de las cuencas en las zonas costeras, fueron revisados y rectificados
utilizando compuestos de color derivados de imágenes satelitales. Dichos
compuestos fueron visualizados en pantalla con una escala de despliegue
comparable a la del insumo base (1:250 000) para tener congruencia con el nivel
de detalle de la delimitación original.
g) La delimitación preliminar de las cuencas fue puesta a revisión por un grupo de
expertos nacional, con la finalidad de aumentar su exactitud y de incluir aquellas
cuencas que no pudieron ser delimitadas hasta esta fase del trabajo, pero que
poseen una gran importancia en la eco-geográfica regional.
h) Posteriormente, se obtuvo el mapa final de cuencas hidrográficas de México,
implementada bajo un ambiente de SIG, lo que permitió y permitirá
paralelamente la generación de tabla de atributos, que contiene las propiedades
básicas de las cuencas.
4.1.2 REGIONES HIDROLÓGICAS ADMINISTRATIVAS (RHA)
De acuerdo a las Estadísticas del Agua en México Edición 2010, elaboradas por la
Comisión Nacional del Agua, una región hidrológica se puede definir como «Área
territorial conformada en función de sus características orográficas e hidrológicas, con el
fin de agrupar la información hidrológica y de calidad del agua. Los límites regionales no
coinciden con los estatales ni los municipales.» (Véase la Figura 2)
Lo anterior es de conformidad con el artículo 7, del reglamento interior de la
Comisión Nacional del Agua, que delega a las instituciones territoriales para la
administración y el uso del agua. (Comisión Nacional del Agua, 2011)
Figura 2. Regiones Hidrológicas Administrativas. (Fuente: Comisión Nacional del
Agua, 2011)
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4.1.3 SUBCUENCAS HIDROLÓGICAS DE APORTACIÓN AL PUNTO DE SALIDA DEL
CFRS-M.
Considerando lo anterior, y la ubicación del predio donde se construye el CFRS-M,
que está en una zona de depresión topográfica, y la cual pertenece a la Región Hidrológica
No. VI, denominada como “Rio Bravo-San Juan”, de la división realizada por la Comisión
Nacional del Agua (Véase la Figura 2).
El área presenta escurrimientos de agua solo en temporadas de lluvia, y la longitud
del cauce principal es de 106.90 Km. presentando una pendiente media del 1.809 %. y está
constituida básicamente su aportación por dos subcuencas denominadas como: San Jose
del Valle y Pino Solo, que presentaron una superficie proyectada de 1,907.32 Km2
, y la
cual fue extraída de la base de subcuencas oficiales de la CONAGUA (Véase la Figura 3).
Figura 3. Delimitación de la subcuencas de aportación
El cauce principal denominado “La Encantada”, se genera a partir, de donde se
encuentra la localidad que tiene el mismo nombre, éste cruza por la ciudad de Saltillo y
Ramos Arizpe, recolectando todas las aportaciones que se generan desde su inicio, y
además se conectan varios arroyos que se generan en la propia subcuenca, uniéndose a él
tanto por su margen izquierda como en la derecha, por lo que este arroyo es el de mayor
Caudal o Gasto.
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4.2 CARACTERÍSTICAS DEL SITIO DE ESTUDIO
4.2.1 GEOLOGÍA DEL SITIO.
La geología presentada en las subcuencas está constituida por rocas de caliza,
Lutita, lutita Arenisca y conglomerados, que varían del Mesozoico (Jurásico) al Cenozoico
(Cuaternario). Está representada por rocas sedimentarias marinas y continentales, cuyo
registro estratigráfico comprende edades que van del Triásico (Mesozoico) al Reciente
(Véase la Figura 4).
Figura 4. Tipo de rocas en la zona de estudio
4.2.1.1 Estratigrafía del sitio.
Dentro de la estratigrafía del sitio se puede encontrar rocas del grupo Huizachal del
Triásico tardío, constituido por lechos rojos, resultado de la erosión de horsts (pilares)
formados durante el Mesozoico Temprano. En orden cronológico, durante el período
Jurásico se formaron extensas plataformas sobre las que se depositaron principalmente
carbonatos y evaporitas representados por la Caliza Zuloaga y la Formación Olvido. A
finales del Jurásico tardío se depositaron las formaciones La Casita y La Caja, las cuales
representan facies litorales y de plataforma, respectivamente. Ambas formaciones
sobreyacen concordantemente tanto a la caliza Zuloaga como a la Formación Olvido.
Del período Cretácico la unidad más antigua es la Formación Taraises que aflora en
toda la Curvatura de Monterrey, donde sobreyace a las formaciones La Caja y La Casita.
Esta formación consiste de calizas con intercalaciones de lutitas y se ha reportado la
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presencia de areniscas pardo-rojizas. También del Cretácico, se encuentra la Formación
Cupido, que se localiza al norte de la zona en los potreros La Virgen y San Marcos, así
como en la parte alta de la Sierra de San Marcos. Es una unidad de calizas de color gris y
estratificación gruesa, delgada y media, que se presenta en la porción media de la Sierra de
Parras (Véase la Figura 5).
De manera concordante a la Formación Cupido, sobreyace la formación La Peña
constituida por calizas de grano medio en estratos delgados, con intercalaciones de lutitas y
limolitas muy fosilíferas. A ésta formación la sobreyacen, la Caliza Cuesta del Cura y la
Caliza Tamaulipas Superior. La Caliza Tamaulipas Superior aflora principalmente en el
este y sureste de la Curvatura de Monterrey y está constituida, por estratos medianos a
gruesos de calizas de grano fino de color gris, con delgadas intercalaciones de lutitas
calcáreas y abundantes estilolitos paralelos a la estratificación.
La Formación Indidura sobreyace concordantemente a la caliza Cuesta del Cura y
consiste de estratos delgados de caliza de grano medio de color gris claro y lutitas rosadas
muy fosilíferas. También del período Cretácico se observa la Formación de Agua Nueva
conformada por calizas de textura media de color gris a negro, en estratos delgados, con un
contenido moderado a abundante de nódulos de pedernal negro y con intercalaciones
laminares de lutitas negras, ocasionalmente carbonatadas.
En el oeste, la Formación Caracol sobreyace concordantemente a la Formación
Indidura consistente de una secuencia rítmica de estratos delgados de areniscas de grano
fino, en ocasiones algo calcáreas y limolitas interestratificadas, que hacia la cima de la
formación, se vuelven más arcillosas. La Formación San Felipe, constituida por estratos
delgados, con abundantes laminaciones, de calizas de grano medio intercaladas con
limolitas, lutitas y bentonita, se encuentra sobre yaciendo en el este y sureste de la
Curvatura de Monterrey.
En el Valle de Saltillo – Ramos Arizpe, la Lutita Parras sobreyace a la Formación
Caracol, mientras que en el sur y sureste de la megaestructura, la Lutita Méndez sobreyace
de la misma manera a la Formación San Felipe. La litología de la Lutita Parras y de la
Lutita Méndez son muy similares solo la Lutita Parras contiene más terrígenos (algunos
horizontes de arenas finas) y hacia el este–sureste, la Lutita Méndez presenta un mayor
contenido de carbonatos y en el área de la Cuenca de Parras, subyace concordantemente al
Grupo Difunta, el cual está conformado por estratos gruesos de areniscas de grano fino,
lechos rojos, areniscas conglomeráticas y lutitas con algunos lentes carbonatados que han
sido interpretados como resultado de un ambiente deltaico.
4.2.1.2 Geología estructural.
Las rocas que predominan en la región corresponden al periodo que va del Jurásico
al Cretácico y con pequeños afloramientos de rocas cenozoicas y depósitos de relleno
aluvial. Esta región fue sumergida a medida que el Atlántico se abrió para constituir el
Geosinclinal Mexicano, después de una sedimentación triásica en fosas tectónicas. La
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deformación de las rocas que se localizaban hacia la porción occidental, proporcionó la
fuente de sedimentos característicos de los depósitos Jurásicos en la porción oriental de
México. Durante el Cretácico Medio, la mayor parte de lo que conforma actualmente el
territorio nacional estuvo inundado por aguas marinas, depositándose carbonatos y
evaporitas. Posteriormente, en el Cretácico Superior se depositó una secuencia de lutitas y
areniscas (flysch), que en algunas zonas se prolongó hasta el Eoceno. La Orogenia
Laramide en su última fase (Eoceno) produjo los pliegues y fallas que se observan en la
región (Véase la Figura 5).
Figura 5. Sistema de Geología, Era, Falla y Minas en la zona de estudio
4.2.1.3 Geología del subsuelo.
El acuífero se encuentra alojado en los sedimentos aluviales y en la secuencia de
areniscas y lutitas fracturadas, alcanzando un espesor conjunto del orden de los 250 m,
según la información disponible. El basamento y las barreras al flujo subterráneo están
integrados por las lutitas de la formación Parras y las unidades arcillosas del Grupo
Difunta. La profundidad al basamento hidrogeológico del acuífero se desconoce; los pozos
más profundos perforados a 250 m cortaron areniscas fracturadas a esa profundidad. El
Grupo Difunta tiene un espesor de 600 m en la zona en el contacto con las lutitas y calizas
arcillosas de la Formación Eagle Ford y/o con las lutitas de la Formación Parras, que
subyacen al Grupo Difunta. Sin embargo, también es posible que el fracturamiento a
profundidad se reduzca y de esta forma el basamento podría estar a menor profundidad
dentro del mismo Grupo Difunta.
Las fronteras laterales de carácter impermeable están constituidas por el contacto
entre el Grupo Difunta con las formaciones de baja permeabilidad Eagle Ford y Parras, al
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norte en el flanco de las Sierras La Gavia y La Chata; al poniente en el flanco de la Sierra
La Paila.
4.2.2 TIPO DE SUELO Y USO ACTUAL.
La información del tipo y uso de suelo, tiene incidencia en las cartas de series de
actualización I, II, III y IV:
La serie I, tiene sus antecedentes a partir de 1978, la serie II en 1996 a 1999, la Serie
III, realizada bajo procesos y métodos digitales, se realizó del año 2002 a 2005. Como
insumo tuvo escenas del satélite LANDSAT ETM del año 2002, y la última serie IV fue
desarrollada bajo el mismo marco conceptual de la serie III, con imágenes de satélite SPOT
multiespectrales correspondientes a febrero, marzo y junio de 2007. Ésta información está
disponible en el INEGI, y es manifiesta de la dinámica y transformación de suelos
afectados considerablemente al ecosistema y tema relevante para definir parámetros de
diseño en condiciones actuales, pero también para predecir cambios futuros.
4.2.2.1 Tipo de suelo
En las subcuencas de estudio, se encontraron diferentes tipos de suelos e igual en
proporciones de superficie (Véase la Tabla 1):
Tabla 1. Proporción de superficie y tipo de suelo
TIPO DE SUELO ÁREA (ha) %
Feozem 2305.55 1.45%
Litosol 83111.42 52.32%
Regosol 14290.39 9.00%
Solonchak 7915.74 4.98%
Xerosol 51237.39 32.25%
TOTAL 158860.51 100%
De la Tabla 1, se destaca el suelo “Litosol”, que representa un 52.32% con
respecto al área total, y además las características Físico-Químicas de éste, acondicionan la
zona para determinar una clasificación en función de la tasa de permeabilidad, y se
describen a continuación por tipo suelo:
FEOZEM: Una participación del 1.45% del área total (Véase la Figura 6), casi
despreciable de textura media, y significa literalmente, tierra parda. Suelos que se pueden
presentar en cualquier tipo de relieve y clima, excepto en regiones tropicales lluviosas o
zonas muy desérticas. Es el cuarto tipo de suelo más abundante del país de México. Se
caracteriza por tener una capa superficial oscura, suave, rica en materia orgánica y en
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nutrientes, semejante a las capas superficiales de los Chernozems y los Castañozems, pero
sin presentar las capas ricas en cal con las que cuentan estos dos tipos de suelos.
Los Feozems son de profundidad muy variable. Cuando son profundos se
encuentran generalmente en terrenos planos y se utilizan para la agricultura de riego
temporal, de granos, legumbres u hortalizas, con rendimientos altos. Los Feozems menos
profundos, situados en laderas o pendientes, presentan como principal limitante la roca o
alguna cementación muy fuerte en el suelo, tienen rendimientos más bajos y se erosionan
con más facilidad, sin embargo, pueden utilizarse para el pastoreo o la ganadería con
resultados aceptables. El uso óptimo de estos suelos depende en muchas ocasiones de otras
características del terreno y sobretodo de la disponibilidad de agua para riego. Además se
subdividen por unidades de suelo en dos grupos que fueron encontrados en la zona:
 Háplico: Suelos que no presentan características de otras subunidades existentes en
ciertos tipos de suelos.
 Calcárieo: Suelos ricos en cal y nutrientes para las plantas.
LITOSOL: Una participación del 52.32% del área total (Véase la Figura 6), donde
éste suelo es el predominante en las subcuencas de textura media, y significa literalmente
suelo de piedra. Son los suelos más abundantes del país pues ocupan 22 de cada 100
hectáreas de suelo. Se encuentran en todos los climas y con muy diversos tipos de
vegetación, en todas las sierras de México, barrancas, lamerías y en algunos terrenos
planos. Se caracterizan por su profundidad menor de 10 centímetros, limitada por la
presencia de roca, tepetate o caliche endurecido. Su fertilidad natural y la susceptibilidad a
la erosión es muy variable dependiendo de otros factores ambientales.
El uso de estos suelos depende principalmente de la vegetación que los cubre. En
bosques y selvas su uso es forestal; cuando hay matorrales o pastizales se puede llevar a
cabo un pastoreo más o menos limitado y en algunos casos se destinan a la agricultura, en
especial al cultivo de maíz o el nopal, condicionado a la presencia de suficiente agua.
REGOSOL: Una participación del 9.00% del área total (Véase la Figura 6), igual
de despreciable que el FEOZEM, de textura media, y significa literalmente cobija o capa
de material suelto que cubre a la roca. Suelos ubicados en muy diversos tipos de clima,
vegetación y relieve. Tienen poco desarrollo y por ello no presentan capas muy
diferenciadas entre sí. En general son claros o pobres en materia orgánica, se parecen
bastante a la roca que les da origen. En México constituyen el segundo tipo de suelo más
importante por su extensión (19.2%). Muchas veces están asociados con Litosoles y con
afloramientos de roca o tepetate. Frecuentemente son someros, su fertilidad es variable y su
productividad está condicionada a la profundidad y pedregosidad.
Se incluyen en este grupo los suelos arenosos costeros y que son empleados para el
cultivo de coco y sandía con buenos rendimientos. En Jalisco y otros estados del centro se
cultivan granos con resultados de moderados a bajos. Para uso forestal y pecuario tienen
rendimientos variables.
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SOLONCHAK: Una participación del 4.98% del área total (Véase la Figura 6),
igual de despreciable que el FEOZEM y REGOSOL, de textura media, y significa
literalmente suelos salinos. Se presentan en zonas donde se acumula el salitre, tales como
lagunas costeras y lechos de lagos, o en las partes más bajas de los valles y llanos de las
regiones secas del país. Tienen alto contenido de sales en todo o alguna parte del suelo. La
vegetación típica para este tipo de suelos es el pastizal u otras plantas que toleran el exceso
de sal (halófilas). Su empleo agrícola se halla limitado a cultivos resistentes a sales o donde
se ha disminuido la concentración de salitre por medio del lavado del suelo. Su uso
pecuario depende del tipo de pastizal pero con rendimientos bajos.
XEROSOL: Una participación del 32.25% del área total (Véase la Figura 6), donde
éste suelo es el segundo predominante en las subcuencas, por detrás del LITOSOL, de
textura media, y significa literalmente, suelo seco. Se localizan en las zonas áridas y
semiáridas del centro y norte de México. Su vegetación natural es de matorral y pastizal.
Son el tercer tipo de suelo más importante por su extensión en el país (9.5%). Tienen por lo
general una capa superficial de color claro por el bajo contenido de materia orgánica.
Debajo de esta capa puede haber un subsuelo rico en arcillas, o bien, muy semejante a la
capa superficial. Muchas veces presentan a cierta profundidad manchas, aglomeraciones de
cal, cristales de yeso o caliche con algún grado de dureza. Su rendimiento agrícola está en
función a la disponibilidad de agua para riego. El uso pecuario es frecuente sobre todo en
los estados de Coahuila, Chihuahua y Nuevo León. Son de baja susceptibilidad a la erosión,
salvo en laderas o si están directamente sobre caliche o tepetate a escasa profundidad.
Figura 6. Tipo de suelo
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4.2.2.2 Uso de suelo actual.
La más reciente estimación de la superficie ocupada por diferentes formas de uso
del suelo en México proviene del Inventario Forestal Nacional del 2004-2009 (IFN 2009),
con el objeto de cumplir con lo estipulado en la LGDFS (Ley General de Desarrollo
Forestal y Sustentable), y su Reglamento, establece mantener actualizado el inventario cada
cinco años. En México existen todos los tipos de vegetación terrestre natural conocidos que
ocupan una superficie cercana a las 140 millones de hectáreas (Mha), que representa el
73% de la superficie total del país (196 Mha aprox.). Los ecosistemas existentes en la
mayor parte de la superficie con cobertura forestal como los matorrales xeróﬁlos (41%), los
bosques templados (24%) y las selvas (23%).
En las subcuencas de estudio, se encontraron diferentes usos de suelos e igualmente
en proporciones de superficie (Véase la Figura 7 y Tabla 2):
Tabla 2. Uso de suelo, y su porcentaje de participación en función del área.
Uso de suelo Área Ponderación
(ha) (%)
Agricultura de Riego 10310.02 6.49%
Agricultura de Temporal 17521.26 11.03%
Área sin vegetación 209.73 0.13%
Área Urbana 8528.10 5.37%
Bosque de Encino 743.26 0.47%
Bosque de Oyamel 2363.88 1.49%
Bosque de Pino 19680.41 12.39%
Bosque de Pino-Encino 257.05 0.16%
Chaparral 6369.82 4.01%
Matorral Desértico Micrófilo 18023.78 11.35%
Matorral Desértico Rosetófilo 54794.40 34.49%
Pastizal Inducido 11295.58 7.11%
Pastizal Natural 6059.97 3.81%
Vegetación Halofila 2703.25 1.70%
TOTAL 158860.52 100.00%
AGRICULTURA DE RIEGO: Representa un 6.49% de la superficie total estudiada
y, considera los diferentes sistemas de riego (método con el que se proporciona agua
suplementaria a los cultivos, durante el ciclo agrícola, en el sitio de información),
básicamente es la manera de cómo se realiza la aplicación del agua, por ejemplo la
aspersión, goteo, o cualquier otra técnica, es el caso del agua rodada, son los surcos que van
de un canal principal y mediante la mano de obra se distribuye directamente a la planta; así
existe otro método que parte de un canal principal y con sifones se aplica el agua a los
surcos. También con el uso de mano de obra, generalmente se le llama riego por gravedad
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cuando va directamente a un canal principal desde aguas arriba de una presa o un cuerpo de
agua natural. La agricultura de riego considera la forma de transporte de agua como
bombeo o gravedad, en general implica el suministro del agua para los cultivos. Es
independiente de la duración del cultivo sea por meses, años o décadas. Se destaca que la
tubería de transporte generalmente es sobre la superficie de tierra, sin embargo también
puede estar sepultada hasta las parcelas agrícolas como en algunas áreas de la planicie
costera del estado de Sinaloa (Véase la Figura 7).
AGRICULTURA TEMPORAL: Representa un 11.03% de la superficie total
estudiada, y se clasifica como tal, al tipo de agricultura de todos aquellos terrenos en donde
el ciclo vegetativo de los cultivos que se siembran depende del agua de lluvia, sea
independiente del tiempo que dura el cultivo en el suelo, un año o más de diez como los
frutales. O bien son por periodos dentro de un año como los cultivos de verano. Incluye los
que reciben agua invernal como el garbanzo. Estas áreas pueden dejarse de sembrar algún
tiempo, pero deberán estar dedicadas a esta actividad por lo menos en el 80% de los años de
un periodo dado. Algunas superficies son sembradas de manera homogénea por un cultivo
o más de dos, o pueden estar combinados con pastizales o agricultura de riego, en un
mosaico complejo difícil de separar, pero siempre con la dominancia de los cultivos cuyo
crecimiento depende del agua de lluvia.
En casos muy particulares, como es el cultivo del cafeto, cacao y vainilla, que se
desarrollan a la sombra de árboles naturales y/o cultivados, su delimitación cartográfica es
muy difícil por medio de sensores remotos de baja resolución por lo que se hace de acuerdo
con lo observado en campo, con todas sus limitantes en cuanto a vías de comunicación y
acceso a las zonas. También es común encontrar zonas abandonadas con los cultivos
mencionados y en donde las especies naturales han restablecido la sucesión natural al
desaparecer la influencia del hombre; en estas condiciones las áreas se clasifican como
vegetación natural de acuerdo a su fase sucesional o como vegetación primaria si
predominan componentes arbóreos originales (Véase la Figura 7).
ÁREA SIN VEGETACIÓN: Representa un 0.13%de la superficie total estudiada,
que es casi despreciable, y se clasifica a toda superficie apta para la vegetación, por sus
condiciones físico-químicas, pero por diferentes razones no es aprovechado, lo cual
conlleva a ser un suelo susceptible a la erosión por el desaprovechamiento (Véase la Figura
7).
ÁREA URBANA: Representa un 5.37% de la superficie total estudiada, y se
clasifica a toda superficie Urbana, que ha sido modificada y alterada por el hombre para
diferentes usos: industrial, urbanizaday vías de comunicación terrestre. Lo anterior conlleva
a alterar medio ambiente y características propias de la zona (Véase la Figura 7).
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BOSQUE ENCINO: Representa un 0.47% de la superficie total estudiada que es
igual de despreciable al Área sin vegetación. Comunidad vegetal formada por diferentes
especies aproximadamente (más de 200 especies) de encinos o robles del género Ouercus;
estos bosques generalmente se encuentran como una transición entre los bosques de
coníferas y las selvas, pueden alcanzar desde los 4 hasta los 30 m de altura más o menos
abiertos o muy densos; se desarrollan en muy diversas condiciones ecológicas desde casi el
nivel del mar hasta los 3,000 m de altitud, salvo en las condiciones más áridas, y se les
puede encontrar en casi en todo el país. En general este tipo de comunidad se encuentra
muy relacionada con los de pino, formando una serie de mosaicos difíciles de cartografiar
dependiendo de la escala que se esté trabajando (Véase la Figura 7).
BOSQUE DE OYAMEL: Representa un 1.49% de la superficie total estudiada, y
comunidad que se caracteriza por la altura de sus árboles que a veces sobrepasan los 30 m
de altura, se desarrollan en clima semifrío y húmedo, entre los 2,000 a 3,400 m de altitud,
en la mayoría de las sierras del país, principalmente en el Eje Neovolcánico; la mayor parte
de los parques nacionales y naturales entran en este tipo de vegetación. Las masas
arboladas pueden estar conformadas por elementos de la misma especie o mixtos,
acompañados por diferentes especies de coníferas y latifoliadas; algunos bosques son
densos sobre todo en condiciones de libre disturbio, pero debido al fuerte impacto que
provocan las actividades humanas, su área se encuentra en constante disminución para dar
lugar a espacios agrícolas y pecuarios (Véase la Figura 7).
BOSQUE DE PINO: Representa un 12.39% de la superficie total estudiada, siendo
el segundo en importancia, y es una comunidad siempre verde, constituida por árboles del
género Pinus, de amplia distribución y con aproximadamente 49 especies, 18 variedades, 2
subespecies en las cadenas montañosas de todo el país, desde los 300 m de altitud hasta los
4,200 m en el límite altitudinal de la vegetación arbórea. Estos bosques que se encuentran
asociados con encinares y otras especies, son los de mayor importancia económica en la
industria forestal del país por lo que prácticamente todos soportan actividades forestales
como aserrío, resinación, obtención de pulpa para celulosa, postería y recolección de frutos
y semillas. La vegetación está dominada por diferentes especies de pino con alturas
promedio de 15 a 30 m, los pinares tienen un estrato inferior relativamente pobre en
arbustos, pero con abundantes gramíneas, esta condición se relaciona con los frecuentes
incendios y la tala inmoderada (Véase la Figura 7).
BOSQUE DE PINO-ENCINO: Representa un 0.16% de la superficie total
estudiada, y comunidad de bosque ampliamente distribuida, que ocupa la mayor parte de la
superficie forestal de las porciones superiores de los sistemas montañosos del país, la cual
está compartida por las diferentes especies de pino (Pinus spp.) y encino (Ouercus spp.);
dependiendo del dominio de uno y otro, se le denomina pino-encino si predominan las
coníferas y es llamado encino-pino cuando dominan los encinares. La transición del bosque
de encino al de pino está determinada (en condiciones naturales) por el gradiente
altitudinal. Estas mezclas son frecuentes y ocupan muchas condiciones de distribución.
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Algunas de las especies más comunes son pino chino (Pinus leiaphylla), pino (P hartwegil),
acote blanco (P. mantezumae), pino lacio (P pseudastrobus), pino (P rudis), pino escobetón
(P michaacana), pino chino (P teacate), acote trompillo (P aacarpa), pino ayacahuite (P
ayacahuite), pino (P pringlel), P duranguensis, P chihuahuana, P engelmannii, P lawsani, P
aaxacana, encino laurelillo (Ouercus laurina), encino (O magnaliifalia), encino blanco (O
candicans), roble (O crassifalia), encino quebracho (O. rugosa), encino tesmilillo (O
crassipes), encino cucharo (O urbanil), charrasquillo (Q. microphylla), encino colorado (O
castanea), encino prieto (O laeta), laurelillo (O mexicana), O glaucaides, y O scytaphylla.
CHAPARRAL: Representa un 4.01% de la superficie total estudiada, y asociación
generalmente densa, de arbustos resistentes al fuego, que se desarrolla sobre todo en laderas
de cerros por arriba del nivel de los matorrales de zonas áridas y semiáridas de Pastizales
Naturales y en ocasiones mezclada con los Bosques de Pino y Encino. Está formada por
especies arbustivas de Ouercus spp. (Encinillo, Charrasquillo), Adenostoma spp.
(Chamizos), Arctostaphylos spp. (Manzanita), Cercocarpus spp. (Rosa de castilla), etcétera.
El segundo tipo de matorral propio de la misma región prospera por lo general en altitudes
más elevadas de las sierras de Juárez y San Pedro Mártir y en las montañas de la Isla
Cedros, ocupando muchas áreas de suelos someros que no tienen humedad suficiente para
la existencia de vegetación boscosa, o bien desarrollándose como comunidad secundaria en
sitios donde tal vegetación ha sido destruida. Es un matorral perennifolio, por lo común de
1 a 2 m de alto, muy denso y difícilmente penetrable, cuya existencia frecuentemente
resulta también favorecida por incendios, ya que muchos de los arbustos tienen la
capacidad de regenerar a partir de sus sistemas radicales. En la literatura botánica, sobre
todo la norteamericana, se conoce con el nombre español de Chaparral aunque es
importante indicar que los campesinos de diferentes partes de México usan este término
para designar muchas clases de vegetación arbustiva y arbórea baja (Véase la Figura 7).
MATORRAL DESÉRTICO MICRÓFILO: Representa un 11.35% de la superficie
total estudiada, y es el tipo de matorral de zonas áridas y semiáridas de mayor distribución,
formado por arbustos de hoja o foliolo pequeño. Se desarrolla principalmente sobre
terrenos aluviales más o menos bien drenados y puede estar formado por asociaciones de
especies sin espinas, con espinas o mezclados; asimismo pueden estar en su composición
otras formas de vida, como cactáceas, izotes o gramíneas.
La distribución de este matorral se extiende a las zonas más secas de México, y en
áreas en que la precipitación es inferior a 100 mm anuales, la vegetación llega a cubrir solo
el 3% de la superficie, mientras que en sitios con climas menos desfavorables la cobertura
puede alcanzar 20%; la altura varía de 0.5 a 1.5 m. Larrea y Ambrosia constituyen 90 a
190% de la vegetación en áreas de escaso relieve, pero a lo largo de las vías de drenaje o en
lugares con declive pronunciado aparecen arbustos como, especies de Prosopis, Cercidium,
Olneya, Condalia, Lycium, Opuntia, Fouquieria, Hymenoclea, Acacia, Chilopsis, etcétera.
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MATORRAL DESÉRTICO ROSETÓFILO: Matorral dominado por especies con
hojas en roseta, con o sin espinas, sin tallo aparente o bien desarrollado (Representa un
34.49% de la superficie total, siendo la más importante de las subcuencas). Se encuentra
generalmente sobre xerosoles de laderas de cerros de origen sedimentario, en las partes
altas de los abanicos aluviales o sobre conglomerados en casi todas las zonas áridas y
semiáridas del centro, norte y noroeste del país. Aquí se desarrollan algunas de las especies
de mayor importancia económica de esas regiones áridas como: Agave lechuguilla
(Lechuguilla), Euphorbia antisiphylitica (Candelilla), Parthenium argentatum (Guayule),
Yucca carnerosana (Palma samandoca), etcétera. (Véase la Figura 7).
PASTIZAL INDUCIDO: Representa un 7.11% de la superficie total estudiada, y es
aquel que surge cuando es eliminada la vegetación original. Este pastizal puede aparecer
como consecuencia del desmonte de cualquier tipo de vegetación; también puede
establecerse en áreas agrícolas abandonadas o bien como producto de áreas que se
incendian con frecuencia. Son de muy diversos tipos y aunque cabe observar que no hay
pastizales que pudieran considerarse como totalmente libres de alguna influencia humana,
el grado de injerencia del hombre es muy variable y con frecuencia difícil de estimar. Los
pastizales inducidos algunas veces corresponden a una fase de la sucesión normal de
comunidades vegetales, cuyo clímax es por lo común un bosque o un matorral. A
consecuencia del pastoreo intenso o de los fuegos periódicos, o bien de ambos factores
juntos, se detiene a menudo el proceso de la sucesión y el pastizal inducido permanece
como tal mientras perdura la actividad humana que lo mantiene (Véase la Figura 7).
PASTIZAL NATURAL: Representa un 3.81% de la superficie total estudiada, y es
considerado principalmente como un producto natural de la interacción del clima, suelo y
biota de una región. Es una comunidad dominada por especies de gramíneas, en ocasiones
acompañadas por hierbas y arbustos de diferentes familias, como son: compuestas,
leguminosas, etc. Su principal área de distribución se localiza en la zona de transición entre
los matorrales xerófilos y la zona de bosques; en sus límites con los bosques de encino, que
forma una comunidad denominada Bosque Bajo y Abierto por la apariencia de los primeros
árboles de los Encinares de las partes elevadas propiamente dichos (Véase la Figura 7).
VEGETACIÓN HALÓFILA: Representa un 1.70% de la superficie total estudiada,
además está área pertenece al sitio del CFRS-M. Constituyen comunidades vegetales
arbustivas o herbáceas que se caracterizan por desarrollarse sobre suelos con alto contenido
de sales, en partes bajas de cuencas cerradas de las zonas áridas y semiáridas, cerca de
lagunas costeras, área de marismas, etcétera. Esta comunidad se caracteriza por especies de
baja altura y por la dominancia de pastos rizomatosos y tallos rígidos, además de una
escaza cobertura de especies arbustivas. Se desarrolla en partes bajas de las cuencas
cerradas de las zonas áridas y semiáridas, en donde los factores climáticos y geológicos
dieron origen áreas salinas (Véase la Figura 7).
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Figura 7. Uso de suelo en las subcuencas de estudio.
4.2.3 HIDROGRAFÍA.
En la zona de estudio, se encontraron dos subuencas y cada una de ellas tiene su
cauce principal, sin embargo el cauce el cauce de Pino Solo desemboca en el Cauce “La
Encantada” de la subcuenca San José del Valle que tiene mayor extensión en la zona.
Además en la Figura 8, se observan varias corrientes de diferente orden, y se conectan al
cauce “La encantada” en mayor proporción, por la margen izquierda de éste. En la misma
figura hay diferentes redes hidrológicas, que no hacen parte del área de aportación del
presente estudio, debido a sus condiciones orográficas y topográficas, que indican
pertenecer a otras subcuencas, sin que estás afecten en la estimación del Gasto Máximo..
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Figura 8. Red hidrológica de la zona de estudio
4.2.4 HIDROGEOLOGÍA.
4.2.4.1 Tipo de acuífero.
En base a información geológica y geofísica, se puede establecer que el acuífero “El
Paredón” es de tipo libre. Esta localizado en las partes bajas de los valles, en el que el agua
circula por un medio conformado de materiales aluviales que pueden alcanzar un espesor
de hasta 50 m, el espesor saturado en esta unidad es muy pequeño y en ocasiones se
encuentra totalmente drenado.
Las rocas de tipo sedimentario del Grupo Difunta, dominan la composición del
acuífero por debajo de estos depósitos y hacia las estribaciones de las sierras,
específicamente por las capas de areniscas fracturadas que se intercalan con las lutitas. Es
un acuífero en medio fracturado en el que las capas de lutitas intercaladas funcionan como
semiconfinantes de las capas de arenisca, cuando carecen de permeabilidad secundaria, o
bien, pueden formar parte del acuífero cuando se encuentran fracturadas.
4.2.4.2 Parámetros hidráulicos
La Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) reporto haber obtenido valores de
conductividad hidráulica que varían entre 9.4 x10-7 y 1.2 x10-3 m/s para los materiales
probados, que conforme a la literatura especializada, corresponden a limos, loess y arena
limosa.
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4.2.4.3 Piezometría
Para analizar el comportamiento de los niveles del agua subterránea, se está
considerando información de los años 1978-1998 y 2006, publicada por CONAGUA en
2008.
4.2.4.4 Comportamiento hidráulico
Profundidad a nivel estático4.2.4.4.1
Los niveles piezométricos registrados en 2006 presentan variaciones entre 20 y 80
m para la mayor parte del acuífero. Los valores menores se presentan en las zonas cercanas
a las corrientes de agua y van incrementándose hacia las zonas topográficamente más
elevadas. Los niveles más profundos se presentan en áreas topográficamente más altas y los
más someros en áreas más bajas. Las zonas de niveles profundos se asocian a las áreas de
recarga natural por la infiltración de la lluvia y los escurrimientos en los pie de monte,
localizados en la Sierra “El Potrero” y demás sierras ubicadas hacia el sur.
Elevación del nivel estático4.2.4.4.2
Las cargas hidráulicas de los acuíferos están estimadas entre los 750 y 1200 msnm,
con los valores más bajos registrados hacia las estribaciones de las sierras circundantes y
los bajos hacia la porción oriental del acuífero. Las zonas de recarga al acuífero se localizan
en la Sierra El Potrero y sierras del sur, otra fuente de recarga se identifica en la margen
noroeste del valle, desde Hipólito hasta Plan de Guadalupe, y está relacionada con la
infiltración de los arroyos que descienden de la Sierra La Paila, a través de los depósitos
aluviales permeables. Resalta la existencia de dos componentes principales de flujo, una
con dirección de Sur a Norte y otra de oeste a este, que confluyen hacia el Arroyo Patos
para continuar en dirección hacia el oriente a lo largo del Valle San Juan de Amargos-
Paredón.
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5 METODOLOGÍA
5.1 ANÁLISIS DE LLUVIAS MÁXIMA EN 24 HORAS E ISOYETAS
El análisis de lluvia máxima diaria (24 h) para las subcuencas de estudio, se llevó a
cabo mediante la integración de series anuales provenientes del ERIC-III (Extractor Rápido
de Información Climática), generado por el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua
(IMTA, 2005). Y además a la anterior, se integró información del Servicio Nacional
Meteorológico de la Comisión Nacional del Agua (SMN-CNA, 2013).
Posterior a lo anterior, se realizó el procesamiento estadístico de la serie de datos y
la distribución de lluvia en las subcuencas. Para determinar la distribución de lluvia, se
utilizó la serie de datos de lluvias máxima diaria (24 h) registrada para cada año de cada
una de las estaciones (Véase la Tabla 3), para luego someterlas a una Distribución y
Frecuencia Gumbel a diferentes periodos de retorno.
5.1.1 ESTACIONES METEOROLÓGICAS
La selección de las estaciones meteorológicas fue según los criterios que enmarca la
Organización Mundial Meteorológica en la guía de Practicas Hidrológicas (OMM, 1995):
1. Distribución geográfica nacional uniforme (de conformidad con las normas de la
red), con mayores densidades en zonas donde el caudal presenta variaciones rápida.
2. Cobertura, en la medida de lo posible, de cada tipo de región hidrológica
homogénea de cada país. Cuencas fluviales relativamente pequeñas (hasta alrededor
de 5 000 Km2
, y en algunos casos excepcionales hasta 10 000 Km2
);
3. Datos de caudales que representan el caudal natural del río, es decir que se debieron
corregir porque la desviación, abstracción, o redistribución por almacenamiento de
agua es muy importante.
4. Registros de muy buena calidad ( No menciona ningún mínimo de años, pero en
diferentes artículos recomiendan un mínimo de 30 años, y en preferencia si se tienen
más, considerarlo para comprender mejor el fenómeno en el tiempo y así dar mayor
credibilidad al estudio)
Además, se deben seleccionar aquellas estaciones que cumplen con las
especificaciones técnicas de los equipos de medición y su estricta ubicación como lo
menciona la Organización Mundial Meteorológico, aunado a lo anterior, se debe considerar
los criterios que menciona la Guía de la Red de Estaciones de Observación en Superficie
del SMOC (GNS) y de la Red de Estaciones de Observación de Altitud del SMOC
(GUAN).
Con respecto a la GSN, que es la que interesa para el presente, se debe considerar la
distancia horizontal entre dos estaciones de la red, que no deberá ser inferior a la longitud
abarcada por 2,5 grados de longitud (278 km en el ecuador). Para las estaciones más
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alejadas de los 60 grados de latitud (norte o sur), la distancia mínima ha sido fijada en la
longitud abarcada por 2,5 grados de longitud a una latitud de 60 grados (139 km). Por
consiguiente, la separación mínima varía desde 278 km en el ecuador, hasta 139 km en las
regiones polares (GCOS, 2010).
De acuerdo a lo criterios establecidos anteriormente de la OMM y GCOS, se
seleccionaron cinco estaciones Meteorológicas que están dentro de la Región Hidrológica
VI, aunque una de ellas se encuentra por fuera de la región, y se observa el polígono de
color verde (Véase la Figura 9), se incluyó la estación 5044 (Cuatro Ciénagas), a razón de
poder generar mejores líneas de isoyetas de precipitación en el sentido Nor-Oeste, sin que
esto afecte los resultados generados dentro de la zona de estudio.
Figura 9. Región Hidrológica Administrativa VI, y Ubicación de las Estaciones
Meteorológicas Seleccionadas.
5.1.1.1 Análisis de Información y Series anuales de Precipitación Máxima en 24 h
Considerando la Figura 9, donde se observan las estaciones meteorológicas
seleccionadas espacialmente, se procedió a extraer la información de precipitación máxima
en 24 h por año, en cada una de ellas, y en el caso de no contener estos valores observados,
se procedió a extraer la información de forma más extensa, debido que proviene de otra
fuente, el cual muestra la precipitación máxima diaria, y posteriormente se filtran por mes y
año, para finalmente obtener la serie que es requerida. (Véase el Anexo Digital 1)
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Tabla 3. Clave del SMN de las estaciones seleccionadas
CLAVE ESTADO ESTACIÓN
5044 Coahuila Cuatro Ciénagas
19031 Nuevo León Las Cruz
19038 Nuevo León Las Comitas
19165 Nuevo León Chupadero del Indio
24040 San Luís potosí Matehuala
De la anterior tabla, se extrajo la siguiente información de diferentes fuentes
oficiales, y se muestra en la Tabla 4, en unidades de mm de precipitación máxima en 24 h:
Tabla 4. Serie de datos de precipitación máxima en 24 h, desde 1950 a 2010
AÑO 5044 FUENTE 19031 FUENTE 19038 FUENTE 19165 FUENTE 24040 FUENTE
1950 N/A N/A 17 SNM-CNA N/A 26.7 SNM-CNA
1951 N/A N/A 103 SNM-CNA N/A 51 SNM-CNA
1952 N/A N/A 17.2 SNM-CNA N/A 27.5 SNM-CNA
1953 N/A N/A 57 SNM-CNA N/A 49.5 SNM-CNA
1960 41 SNM-CNA 33 ERIC - III 37 SNM-CNA N/A 120 SNM-CNA
1961 41.5 SNM-CNA 51.5 ERIC - III 62 SNM-CNA N/A 62 SNM-CNA
1963 65.4 SNM-CNA 74 ERIC - III 55 SNM-CNA N/A 63.6 SNM-CNA
1965 54 SNM-CNA 45 ERIC - III 23 SNM-CNA N/A 42.9 SNM-CNA
CLAVE DE STACIONES M ETEREOLÓGICA, SELECCIONADAS EN LASREGIÓN HIDROLÓGICA ADM INISTRATIVA VI
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Fuente: Servicio Nacional Meteorológico de la Comisión Nacional del Agua (SNM-CNA,
2013)
5.1.2 ANÁLISIS DE FRECUENCIA, POR MEDIO DE LA DISTRIBUCIÓN GUMBEL
Se utilizó la distribución de probabilidad Gumbel tipo I, ya que en el comparativo
de métodos, es la que mejor arrojó resultados; a partir de esta distribución se obtuvieron las
precipitaciones para diferentes periodos de retorno. Los valores de precipitación máxima en
24 h se muestran en las tablasTabla 6,Tabla 7, Tabla 8, Tabla 9 y Tabla 10.
AÑO 5044 FUENTE 19031 FUENTE 19038 FUENTE 19165 FUENTE 24040 FUENTE
1980 17 SNM-CNA 75 ERIC - III 57.4 SNM-CNA N/A 63.2 SNM-CNA
1981 46 SNM-CNA 54 ERIC - III 92.5 SNM-CNA N/A 52.4 SNM-CNA
1982 66 SNM-CNA 40 ERIC - III 59.8 SNM-CNA 17.2 ERIC - III 30 SNM-CNA
1983 13 SNM-CNA 60 ERIC - III 64.8 SNM-CNA 30 ERIC - III 89 SNM-CNA
1986 53 SNM-CNA 43 SNM-CNA 63.8 SNM-CNA 33 ERIC - III 80 SNM-CNA
1988 0 SNM-CNA 188 SNM-CNA 358.5 SNM-CNA 120 ERIC - III 33.5 SNM-CNA
1989 54 SNM-CNA 54.8 SNM-CNA 44 SNM-CNA 60 ERIC - III 41.5 SNM-CNA
1991 32 SNM-CNA 45.2 SNM-CNA 44 SNM-CNA 20 SNM-CNA 62 SNM-CNA
1992 42 SNM-CNA 45.3 SNM-CNA 60.5 SNM-CNA 23 SNM-CNA 44.3 SNM-CNA
1993 35 SNM-CNA 5 SNM-CNA 65.5 SNM-CNA 43 SNM-CNA 66.5 SNM-CNA
1994 19 SNM-CNA 80 SNM-CNA 40.7 SNM-CNA 78 SNM-CNA 75 SNM-CNA
1995 29.5 SNM-CNA 102 SNM-CNA N/A 28 SNM-CNA 93.5 SNM-CNA
1996 38 SNM-CNA 104 SNM-CNA N/A 45.5 ERIC - III 25.5 SNM-CNA
1997 44 SNM-CNA 80 SNM-CNA N/A 44 ERIC - III 28 SNM-CNA
1998 30 SNM-CNA 60 SNM-CNA N/A 16 SNM-CNA 59 SNM-CNA
1999 50 SNM-CNA 51 SNM-CNA N/A 0 SNM-CNA 96.5 SNM-CNA
2000 17 SNM-CNA 40 SNM-CNA N/A 7.1 SNM-CNA 28 SNM-CNA
2001 60 SNM-CNA 25 SNM-CNA N/A 29.5 SNM-CNA 40 SNM-CNA
2003 46 SNM-CNA 60 SNM-CNA N/A 33.3 SNM-CNA 63.5 SNM-CNA
2005 18 SNM-CNA 115 SNM-CNA N/A 57 SNM-CNA 52 SNM-CNA
2006 46.6 SNM-CNA 60 SNM-CNA N/A 60 SNM-CNA 68 SNM-CNA
2007 36.4 SNM-CNA N/A N/A 46.5 SNM-CNA 76 SNM-CNA
2008 N/A N/A N/A 43.5 SNM-CNA 61 SNM-CNA
2009 N/A N/A N/A 193.9 SNM-CNA 52 SNM-CNA
2010 N/A N/A N/A 52 SNM-CNA 56 SNM-CNA
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5.1.2.1 Distribución Gumbel
El “valor máximo” que se quiere determinar para un determinado período de retorno
se determina de la siguiente forma, por medio de la expresión:
Dónde:
X: Valor máximo (caudal o precipitación) para un período de retorno T.
Xm: Media de la serie, generada de valores máximos
Dx: Desviación respecto a la media, que se estima mediante el producto: k*yn-1
k : Factor de frecuencia, que indica el número de veces de desviación típica en que
el valor extremo considerado, excede a la media de la serie.
yn-1: Desviación estándar, desviación típica de los valores extremos.
El valor de la variable “k” se estima a partir del conocimiento del período de retorno
en años y del número de años disponibles en la serie. Así:
Dónde:
yt: Variable de Gumbel para el período de retorno T. Se determina a partir del valor
del período de retorno. El valor se puede obtener de la siguiente ecuación.
( )
n:Valor que se obtiene a partir del número de años, mediante la Tabla 5
n: Valor que se obtiene a partir del número de años de la serie, mediante la Tabla 5
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Tabla 5. Valores de yn y σn, Según los números de datos.
Para dar el apoyo necesario de la información base, que dio como resultados las
siguientes tablas, el lector puede dirigirse en el mismo al Anexo Digital 1, series de datos
de cada estación).
Nºdatos Ўn σn Nºdatos Ўn σn Nºdatos Ўn σn
1 0.36651 0.00000 35 0.54034 1.12847 69 0.55453 1.18440
2 0.40434 0.49838 36 0.54105 1.13126 70 0.55477 1.18535
3 0.42859 0.64348 37 0.54174 1.13394 71 0.55500 1.18629
4 0.44580 0.73147 38 0.54239 1.13650 72 0.55523 1.18720
5 0.45879 0.79278 39 0.54302 1.13896 73 0.55546 1.18809
6 0.46903 0.83877 40 0.54362 1.14131 74 0.55567 1.18896
7 0.47735 0.87493 41 0.54420 1.14358 75 0.55589 1.18982
8 0.48428 0.90432 42 0.54475 1.14576 76 0.55610 1.19065
9 0.49015 0.92882 43 0.54529 1.14787 77 0.55630 1.19147
10 0.49521 0.94963 44 0.54580 1.14989 78 0.55650 1.19227
11 0.49961 0.96758 45 0.54630 1.15184 79 0.55669 1.19306
12 0.50350 0.98327 46 0.54678 1.15373 80 0.55689 1.19382
13 0.50695 0.99713 47 0.54724 1.15555 81 0.55707 1.19458
15 0.51284 1.02057 49 0.54812 1.15901 83 0.55744 1.19604
16 0.51537 1.03060 50 0.54854 1.16066 84 0.55761 1.19675
17 0.51768 1.03973 51 0.54895 1.16226 85 0.55779 1.19744
18 0.51980 1.04808 52 0.54934 1.16380 86 0.55796 1.19813
19 0.52175 1.05575 53 0.54972 1.16530 87 0.55812 1.19880
20 0.52355 1.06282 54 0.55009 1.16676 88 0.55828 1.19945
21 0.52522 1.06938 55 0.55044 1.16817 89 0.55844 1.20010
22 0.52678 1.07547 56 0.55079 1.16955 90 0.55860 1.20073
23 0.52823 1.08115 57 0.55113 1.17088 91 0.55876 1.20135
24 0.52959 1.08646 58 0.55146 1.17218 92 0.55891 1.20196
25 0.53086 1.09145 59 0.55177 1.17344 93 0.55905 1.20256
26 0.53206 1.09613 60 0.55208 1.17467 94 0.55920 1.20315
27 0.53319 1.10054 61 0.55238 1.17586 95 0.55934 1.20373
28 0.53426 1.10470 62 0.55268 1.17702 96 0.55948 1.20430
29 0.53527 1.10864 63 0.55296 1.17816 97 0.55962 1.20486
30 0.53622 1.11237 64 0.55324 1.17926 98 0.55976 1.20541
31 0.53713 1.11592 65 0.55351 1.18034 99 0.55989 1.20596
32 0.53799 1.11929 66 0.55378 1.18139 100 0.56002 1.20649
33 0.53881 1.12249 67 0.55403 1.18242 101 0.56015 1.20701
34 0.53959 1.12555 68 0.55429 1.18342
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Tabla 6. Distribución Gumbel para la estación “Cuatro Ciénagas”.
Estación Año
Precipitación
máx. en 24 h.
(mm)
Orden No. Tr (años)
Variable reducida
(adim)
Precipitación máx. en 24 h.
(mm)
1000 6.91 128.64
100 4.60 96.55
50 3.90 86.89
20 2.97 74.13
1950 0 1 47 3.84 13
1951 0 2 46 3.82 17
1952 0 3 45 3.80 17
1953 0 4 44 3.77 18
1954 0 5 43 3.75 19
1955 0 6 42 3.73 20
1956 0 7 41 3.70 22
1957 0 8 40 3.68 24
1958 0 9 39 3.65 26
1959 0 10 38 3.62 27
1960 41 11 37 3.60 27
1961 41.5 12 36 3.57 27
1962 28 13 35 3.54 28
1963 65.4 14 34 3.51 28
1964 27 15 33 3.48 29
1965 54 16 32 3.45 29.5
1966 50 17 31 3.42 30
1967 29 18 30 3.38 30
1968 30 19 29 3.35 32
1969 24 20 28 3.31 32
1970 68 21 27 3.28 35
1971 80 22 26 3.24 36.4
1972 27 23 25 3.20 38
1973 40 24 24 3.16 40
1974 22 25 23 3.11 41
1975 20 26 22 3.07 41.5
1976 26 27 21 3.02 42
1977 32 28 20 2.97 44
1978 60 29 19 2.92 45
1979 28 30 18 2.86 46
1980 17 31 17 2.80 46
1981 46 32 16 2.74 46.6
1982 66 33 15 2.67 48
1983 13 34 14 2.60 48
1984 48 35 13 2.53 50
1985 58 36 12 2.44 50
1986 53 37 11 2.35 53
1987 45 38 10 2.25 54
1988 0 39 9 2.14 54
1989 54 40 8 2.01 58
1990 48 41 7 1.87 60
1991 32 42 6 1.70 60
1992 42 43 5 1.50 65.4
1993 35 44 4 1.25 66
1994 19 45 3 0.90 68
1995 29.5 46 2 0.37 70
1996 38 47 1 #¡NUM! 80
1997 44 48
1998 30 49
1999 50 50
2000 17 51
2001 60 52
2002 27 53
2003 46 54
2004 70 55
2005 18 56
2006 46.6 57
2007 36.4 58
2008 0 59
2009 0 60
2010 0 61
Estación5044,Cuatrocienagas
Xm= 40.03
N= 51
Dx= 16.20
σn= 1.16226
Ўn= 0.54895
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Tel.: (52-55) 5482 7600
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Tabla 7. Distribución Gumbel para la estación “La Cruz”.
Estación Año
Precipitación máx.
en 24 h. (mm)
Variable reducida
(adim)
Precipitación máx. en 24 h.
(mm)
1000 6.91 267.71
100 4.60 192.80
50 3.90 170.25
20 2.97 140.44
1950 0 1 47 3.84 5
1951 0 2 46 3.82 21
1952 0 3 45 3.80 24
1953 0 4 44 3.77 25
1954 0 5 43 3.75 25
1955 0 6 42 3.73 28
1956 0 7 41 3.70 29
1957 0 8 40 3.68 33
1958 0 9 39 3.65 34
1959 0 10 38 3.62 40
1960 33 11 37 3.60 40
1961 51.5 12 36 3.57 40
1962 29 13 35 3.54 40
1963 74 14 34 3.51 40
1964 21 15 33 3.48 42
1965 45 16 32 3.45 43
1966 28 17 31 3.42 45
1967 132 18 30 3.38 45.2
1968 50 19 29 3.35 45.3
1969 60 20 28 3.31 46
1970 78 21 27 3.28 50
1971 40 22 26 3.24 51
1972 25 23 25 3.20 51.5
1973 34 24 24 3.16 54
1974 60 25 23 3.11 54.8
1975 40 26 22 3.07 59
1976 63 27 21 3.02 60
1977 70 28 20 2.97 60
1978 200 29 19 2.92 60
1979 60 30 18 2.86 60
1980 75 31 17 2.80 60
1981 54 32 16 2.74 60
1982 40 33 15 2.67 60
1983 60 34 14 2.60 63
1984 24 35 13 2.53 65
1985 40 36 12 2.44 70
1986 43 37 11 2.35 74
1987 59 38 10 2.25 75
1988 188 39 9 2.14 78
1989 54.8 40 8 2.01 80
1990 46 41 7 1.87 80
1991 45.2 42 6 1.70 102
1992 45.3 43 5 1.50 104
1993 5 44 4 1.25 115
1994 80 45 3 0.90 132
1995 102 46 2 0.37 188
1996 104 47 1 #¡NUM! 200
1997 80 48
1998 60 49
1999 51 50
2000 40 51
2001 25 52
2002 65 53
2003 60 54
2004 42 55
2005 115 56
2006 60 57
2007 0 58
2008 0 59
2009 0 60
2010 0 61
Estación19031,LaCruz
Xm= 60.78
N= 47
Dx= 37.59
σn= 1.15555
Ўn= 0.54724
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Página 31
Tabla 8. Distribución Gumbel para la estación “Las Comitas”.
Estación Año
en 24 h. (mm)
Variable reducida
(adim)
Precipitación máx. en 24
h. (mm)
1000 6.91 348.20
100 4.60 245.41
50 3.90 214.47
20 2.97 173.56
1950 17 1 45 3.80 17
1951 103 2 44 3.77 17.2
1952 17.2 3 43 3.75 23
1953 57 4 42 3.73 25
1954 78 5 41 3.70 31
1955 55 6 40 3.68 33
1956 117 7 39 3.65 33.4
1957 33 8 38 3.62 35
1958 50 9 37 3.60 37
1959 60 10 36 3.57 40
1960 37 11 35 3.54 40.7
1961 62 12 34 3.51 42
1962 65 13 33 3.48 42
1963 55 14 32 3.45 43
1964 45 15 31 3.42 43.5
1965 23 16 30 3.38 44
1966 25 17 29 3.35 44
1967 82 18 28 3.31 45
1968 42 19 27 3.28 49
1969 111 20 26 3.24 50
1970 35 21 25 3.20 50.5
1971 40 22 24 3.16 50.5
1972 42 23 23 3.11 55
1973 95 24 22 3.07 55
1974 82 25 21 3.02 57
1975 85 26 20 2.97 57.4
1976 43 27 19 2.92 59.8
1977 128 28 18 2.86 60
1978 31 29 17 2.80 60.5
1979 49 30 16 2.74 62
1980 57.4 31 15 2.67 63.8
1981 92.5 32 14 2.60 64.8
1982 59.8 33 13 2.53 65
1983 64.8 34 12 2.44 65.5
1984 43.5 35 11 2.35 78
1985 33.4 36 10 2.25 82
1986 63.8 37 9 2.14 82
1987 50.5 38 8 2.01 85
1988 358.5 39 7 1.87 92.5
1989 44 40 6 1.70 95
1990 50.5 41 5 1.50 103
1991 44 42 4 1.25 111
1992 60.5 43 3 0.90 117
1993 65.5 44 2 0.37 128
1994 40.7 45 1 #¡NUM! 358.5
1995 0 46
1996 0 47
1997 0 48
1998 0 49
1999 0 50
2000 0 51
2001 0 52
2002 0 53
2003 0 54
2004 0 55
2005 0 56
2006 0 57
2007 0 58
2008 0 59
2009 0 60
2010 0 61
Estación19038,Lascomitas
Xm= 64.30
N= 49
Dx= 51.74
σn= 1.15901
Ўn= 0.54812
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Tel.: (52-55) 5482 7600
Página 32
Tabla 9. Distribución Gumbel para la estación “Chupaderos del Indio”.
Estación Año
Precipitación
máx. en 24 h.
(mm)
Variable reducida
(adim)
Precipitación máx. en 24
h. (mm)
1000 6.91 259.66
100 4.60 183.10
50 3.90 160.05
20 2.97 129.58
1950 0 1 28 3.31 7.1
1951 0 2 27 3.28 16
1952 0 3 26 3.24 17.2
1953 0 4 25 3.20 20
1954 0 5 24 3.16 20
1955 0 6 23 3.11 23
1956 0 7 22 3.07 25
1957 0 8 21 3.02 28
1958 0 9 20 2.97 29.5
1959 0 10 19 2.92 30
1960 0 11 18 2.86 33
1961 0 12 17 2.80 33.3
1962 0 13 16 2.74 36
1963 0 14 15 2.67 43
1964 0 15 14 2.60 43.5
1965 0 16 13 2.53 44
1966 0 17 12 2.44 45.5
1967 0 18 11 2.35 46
1968 0 19 10 2.25 46.5
1969 0 20 9 2.14 52
1970 0 21 8 2.01 57
1971 0 22 7 1.87 60
1972 0 23 6 1.70 60
1973 0 24 5 1.50 60
1974 0 25 4 1.25 69
1975 0 26 3 0.90 78
1976 0 27 2 0.37 120
1977 0 28 1 #¡NUM! 193.9
1978 0 29
1979 0 30
1980 0 31
1981 0 32
1982 17.2 33
1983 30 34
1984 46 35
1985 60 36
1986 33 37
1987 36 38
1988 120 39
1989 60 40
1990 25 41
1991 20 42
1992 23 43
1993 43 44
1994 78 45
1995 28 46
1996 45.5 47
1997 44 48
1998 16 49
1999 0 50
2000 7.1 51
2001 29.5 52
2002 69 53
2003 33.3 54
2004 20 55
2005 57 56
2006 60 57
2007 46.5 58
2008 43.5 59
2009 193.9 60
2010 52 61
Estación19165,ChupaderosdelIndio
Xm= 47.73
N= 28
Dx= 36.73
σn= 1.1047
Ўn= 0.53426
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Tel.: (52-55) 5482 7600
Página 33
Tabla 10. Distribución Gumbel para la estación “Matehuala”.
Estación Año
Precipitación
máx. en 24 h.
(mm)
Variable reducida
(adim)
en 24 h. (mm)
1000 6.91 200.02
100 4.60 146.90
50 3.90 130.91
20 2.97 109.78
1950 26.7 1 60 4.09 5
1951 51 2 59 4.07 10
1952 27.5 3 58 4.05 18
1953 49.5 4 57 4.03 20
1954 18 5 56 4.02 24
1955 69 6 55 4.00 25.1
1956 43 7 54 3.98 25.5
1957 30 8 53 3.96 26.7
1958 52 9 52 3.94 27.5
1959 31 10 51 3.92 28
1960 120 11 50 3.90 28
1961 62 12 49 3.88 30
1962 5 13 48 3.86 30
1963 63.6 14 47 3.84 31
1964 20 15 46 3.82 31.1
1965 42.9 16 45 3.80 33.3
1966 25.1 17 44 3.77 33.5
1967 106.7 18 43 3.75 40
1968 54.6 19 42 3.73 40
1969 50 20 41 3.70 41.5
1970 76 21 40 3.68 42.9
1971 48.2 22 39 3.65 43
1972 24 23 38 3.62 44.3
1973 31.1 24 37 3.60 48.2
1974 49.4 25 36 3.57 49.4
1975 33.3 26 35 3.54 49.5
1976 52.8 27 34 3.51 50
1977 62 28 33 3.48 51
1978 163.7 29 32 3.45 51.1
1979 53.5 30 31 3.42 52
1980 63.2 31 30 3.38 52
1981 52.4 32 29 3.35 52
1982 30 33 28 3.31 52.4
1983 89 34 27 3.28 52.8
1984 10 35 26 3.24 53.5
1985 0 36 25 3.20 54.6
1986 80 37 24 3.16 56
1987 40 38 23 3.11 57.3
1988 33.5 39 22 3.07 59
1989 41.5 40 21 3.02 61
1990 70 41 20 2.97 62
1991 62 42 19 2.92 62
1992 44.3 43 18 2.86 62
1993 66.5 44 17 2.80 63.2
1994 75 45 16 2.74 63.5
1995 93.5 46 15 2.67 63.6
1996 25.5 47 14 2.60 66.5
1997 28 48 13 2.53 68
1998 59 49 12 2.44 69
1999 96.5 50 11 2.35 70
2000 28 51 10 2.25 75
2001 40 52 9 2.14 76
2002 51.1 53 8 2.01 76
2003 63.5 54 7 1.87 80
2004 57.3 55 6 1.70 89
2005 52 56 5 1.50 93.5
2006 68 57 4 1.25 96.5
2007 76 58 3 0.90 106.7
2008 61 59 2 0.37 120
2009 52 60 1 #¡NUM! 163.7
2010 56 61
Estación24040,Matehuala Xm= 53.44
N= 60
Dx= 27.12
σn= 1.17586
Ўn= 0.55351
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5.1.2.2 Comportamiento de la precipitación en cada estación con respecto a los períodos
de retorno.
Sintetizando las tablas anteriores, se obtiene el comportamiento de la precipitación
máxima en 24 h de cada una de las estaciones meteorológicas, para los períodos de retorno
analizados tales como; 5, 20, 50, 100 y 1000 años, y además se muestra su comportamiento
temporal por estación en la Figura 10.
Figura 10. Distribución de la precipitación máxima en 24 h por estación y período de
retorno
5.1.2.3 Comprobación dela regionalización de estaciones, para comprobar su elección.
La anterior gráfica explica que hay diferencia de precipitación máxima en 24 h, por
estación y esto es debido al uso de sus propias variables, que interfieren en cada una de
ellas, tales como: Zona de ubicación, Altura sobre el nivel medio del mar, tipo de
infraestructura, distancia a los polos de desarrollos urbanos y zonas costeras. Por tal razón
se realizó el análisis de Estadístico de Componentes Principales conocido regularmente por
sus siglas en ingles ACP, y para su desarrollo se utilizó el Software IBM SPSS Statistics
Versión 7. Con lo anterior, se ingresan los datos fisiográficos de cada una de las estaciones
para luego obtener un resumen del estadístico descriptico y posterior a ello, aplicar el ACP
con las variables de; Nombre de la estación, Altura Sobre el Nivel del Mar, Latitud, Altitud,
Precipitación de los períodos calculados de 5, 20, 50 , 100 y 1000 años. (Véase la Figura
11).
Figura 11. Tabla de datos ingresada al software IBM SPSS Statistcs
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Tabla 11. Extraída del IBM SPSS, de valor de la Media y desviación estándar
En los resultados de la Tabla 11, se observó valores por fuera de la media general, y
esto significa que alguna de las variables de entrada al inicio, son diferentes en sus
características fisiográficas. Lo anterior podría llevar a crear ruido en los valores en una de
las variables de interés, que en nuestro caso es la precipitación máxima en 24, y las
estaciones corresponden a La Cruz y Matehuala. En las anteriores mencionas, se observa
que ambas superan los 1,500 m, de A.S.N.M., lo que genera, es que a mayor altura, la
probabilidad de lluvia es alta, lo que es ocasionado por el fenómeno conocido comúnmente
como “Influencia Orográfica”.
Tabla 12. Correlación de comunidades
Las comunidades aparecen al principio del análisis, y se puede comprobar que son
muy cercanas al valor de 1 (Véase la Tabla 12), con lo cual se puede decir que las variables
quedan muy bien explicadas a través de las componentes extraídas (Múltiples variables).
Tabla 13. Resultados de autovalores, variancia y selección de los mejores factores
representativos de la muestra.
En la Tabla 13, se muestran los resultados previo a la gráfica de ACP, y además se
comprobó el porcentaje de varianza, que explicada a cada componente. También se observó
que el autovalor de 4.9295, es el de mayor peso en el conjunto de datos, el cual representa
el fenómeno del conjunto en un 98.5% de las variables analizadas. La anterior tabla se
muestra gráficamente en la Figura 12. En otras palabras, de la totalidad del 100% del
fenómeno estudiado (Precipitación), el componente 1, explica dicho fenómeno en un
98.50% y el componente 2, solo explica un 1.28%. Por tal razón se analizará el
Componente 1 y 2 para representar el conjunto en un 99.79%.
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Figura 12. Gráfica de sedimentación para decidir los componentes principales
En la Tabla 14, se observa que la selección de los componentes mencionados
anteriormente, fue adecuada, pues a partir de la tercera componente, se muestra en la Figura
12 no es recomendable utilizarla, debido que no están bien distribuidas las contribuciones
de las variables, en cambios si, las que se observan en la columna de Factor 1 y 2.
Tabla 14. Peso de cada variable por factor
En la Tabla 15, se muestran los valores de los componentes para los factores 1 y 2,
que fueron los seleccionados para nuestro caso de estudio y explicado anteriormente.
Además con el mismo se puede calcular el valor de la componente o estación.
Tabla 15. Valores de los componentes por factores seleccionados (Caso presente
Factor 1 Vs 2)
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