1. UNA PERSPECTIVA DEL
SISTEMA DE DRENAJE
DEL ÁREA METROPOLITANA
DEL VALLE DE MÉXICO
Análisis de las Políticas de Operación
Laguna
Nabor Carrillo
del SDVM, mediante la aplicación de un
Modelo Matemático de Funcionamiento Hidráulico
TESIS DE
DOCTORADO
GRUPO 20-30
COLEGIO DE INGENIEROS CIVILES DE MÉXICO

2. MODELO DE SIMULACIÓN
DEL FUNCIONAMIENTO DEL
SISTEMA DE DRENAJE
CONTENIDO DEL ÁREA METROPOLITANA
DEL VALLE DE MÉXICO
2 APLICACIÓN A LAS
POLÍTICAS DE OPERACIÓN
1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2.- FUNDAMENTOS TEÓRICOS
3.- EL SISTEMA DE DRENAJE DEL VALLE DE MÉXICO (SDVM)
4.- GENERACIÓN DE HIDROGRAMAS
5.- CALIBRACIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO
6.- SIMULACIONES PARA DEFINIR POLÍTICAS DE OPERACIÓN DEL SDVM
7.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

3. MODELO DE SIMULACIÓN
DEL FUNCIONAMIENTO DEL
1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA SISTEMA DE DRENAJE
DEL ÁREA METROPOLITANA
DEL VALLE DE MÉXICO
3 APLICACIÓN A LAS
POLÍTICAS DE OPERACIÓN
SISTEMAS DE DRENAJE EN ZONAS METROPOLITANAS
Geometría de conductos
Interconexiones
POLÍTICAS DE OPERACIÓN
Estructuras de compuertas
Plantas de bombeo
MODELOS MATEMÁTICOS: HIDROLÓGICOS E HIDRÁULICOS
Ecuaciones
Métodos numéricos

4. 2.- FUNDAMENTOS TEÓRICOS TEORÍA
4
Forma de los Hidrogramas de escurrimiento
(Instituto de Ingeniería, UNAM)

5. 2.- FUNDAMENTOS TEÓRICOS TEORÍA
5
Ecuaciones de la Hidráulica (MOUSE)
Ecuaciones para representar las políticas de operación
min Q H A , Qnat para H min HA H max
y para H ag .arriba H ag .abajo
Qreg
de otra forma
0

6. 3.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE DRENAJE POBLACIÓN Y
DEL VALLE DE MÉXICO (SDVM) HUNDIMIENTOS
Población y hundimientos del terreno
6
20 millones de habitantes en un área de 9,600 km2.
Tres entidades con diversidad política: Distrito Federal, Estado de
México y Estado de Hidalgo.
Los hundimientos al oriente de la Ciudad de México:
Río de los Remedios 30 cm/año;
Gran Canal del Desagüe en el DF 20 cm/año;
Gran Canal del Desagüe en Ecatepec, EM 10 cm/año;
Dren General del Valle en Ecatepec, EM 20 cm/año;
Lagos de regulación Horaria y Churubusco, EM
(inmediaciones del AICM), hasta de 40 cm/año

7. 3.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE DRENAJE 250 SUBCUENCAS
DEL VALLE DE MÉXICO (SDVM)
Datos fisiográficos de la cuenca del Valle de México
7
LRCC

8. 3.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE DRENAJE CONDUCTOS Y
DEL VALLE DE MÉXICO (SDVM) ZONAS
Infraestructura del SDVM
8
La infraestructura del SDVM se puede
EL SALTO
dividir en cuatro zonas, que obedece a
la propuesta de operación regional:
Poniente
Sur
Oriente: Gran Canal y Regulación EL CARACOL
Centro: Sistema de Drenaje Profundo.
SALIDA A PUEBLA
UNAM

9. 3.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE DRENAJE CONDUCTOS
DEL VALLE DE MÉXICO (SDVM) CERRADOS
Infraestructura del SDVM
9
La infraestructura del SDVM se
puede caracterizar en tres tipos:
conductos cerrados.
conductos abiertos.
cuerpos de agua para regulación.
CAJONES DEL
GRAN CANAL
SISTEMA DE DRENAJE PROFUNDO

10. 3.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE DRENAJE CONDUCTOS
DEL VALLE DE MÉXICO (SDVM) ABIERTOS
Infraestructura del SDVM
10
La infraestructura del SDVM se
puede caracterizar en tres tipos:
conductos cerrados.
conductos abiertos.
cuerpos de agua para regulación.
DREN GENERAL
DEL VALLE

11. 3.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE DRENAJE REGULACIÓN
DEL VALLE DE MÉXICO (SDVM)
Infraestructura del SDVM
11
LAGO CHURUBUSCO
ÁREAS ADICIONALES EL FUSIBLE
La infraestructura del SDVM se
puede caracterizar en tres tipos:
conductos cerrados.
conductos abiertos.
cuerpos de agua para regulación.

12. 3.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE DRENAJE SISTEMA PTE
DEL VALLE DE MÉXICO (SDVM)
Interconexiones PTE
12
Interconexión del conducto del Con el conducto Del Sistema
Sistema PTE
CO1 Vaso de Cristo Río de los Remedios OTE
CO2 Interceptor del Poniente Interceptor Centro-Poniente SDP
PB1 Interceptor del Poniente Río Hondo PTE

13. RÍO CHURUBUSCO HACIA SISTEMA SUR
LAGOS DE REGULACIÓN TEXCOCO
13
Interconexión del conducto del Con el conducto Del Sistema
Sistema SUR
AICM
CO3 Río Churubusco LAGOS DE REGULACIÓN TEXCOCO OTE
COMPUERTAS
CO4 Río Churubusco Interceptor Oriente-Sur SDP
BIRCH
CO5 Interceptor Iztapalapa Interceptor Oriente-Sur SDP
CO6 Río Churubusco Interceptor Oriente SDP
CO7 Canal Nacional-Canal de Ch. Interceptor Oriente SDP
HACIA LAGOS DE REGULACIÓN TEXCOCO:
LAGO CHURUBUSCO Y
CO8 Colector Apatlaco
RÍO CHURUBUSCO Interceptor Oriente SDP
LAGUNA DE REGULACIÓN HORARIA
CO9 Río Piedad Interceptor Central
BDRCH
SDP
CO10 Colector Churubusco Interceptor Oriente-Sur SDP
PB2 Río Churubusco Interceptor Oriente-Sur, Zaragoza SDP
PB3 Río Churubusco Interceptor Iztapalapa SUR
PB4 Río Churubusco Colector Miramontes SUR
PB5 Colector Apatlaco Río Churubusco SUR
PB6 Colector Churubusco Gran Canal DF OTE

14. GRAN CANAL HACIA SISTEMA OTE
INTERCEPTOR ORIENTE
14
Interconexión del conducto del Con el conducto Del Sistema
Sistema OTE
CO11 Gran Canal (Obra de Toma) Interceptor Oriente SDP
OBRA DE TOMA DEL
GRAN CANAL
CO12 Río de los Remedios GRANInterceptor Central
CANAL SDP
CO13 BIRCH (LRH) Dren General del Valle OTE
CO14 BDRCH Dren General del Valle OTE
PB7 GCEMECA 18+500 GCEMNTE OTE
PB8 GCEMECA 11+600 GCEMECA OTE
PB9 DGV GCEMNTE OTE
INTERCEPTOR ORIENTE DEL SDP

15. PERFIL DE LA OBRA DE TOMA
PERFIL
DEL GRAN CANAL
15
GRAN CANAL HACIA INTERCEPTOR ORIENTE

16. 3.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE DRENAJE ESQUEMA DE
DEL VALLE DE MÉXICO (SDVM) INTERCONEXIONES
16
RIO DE LOS REMEDIOS 1.- SUR
Lagos de Regulación [CO3]
VC 2.- OTGC
4
Obra de Toma del Gran Canal hacia el IO [CO11].
SISTEMA DE 3.- IP-ICP
INTERCEPTOR DEL PONIENTE
DRENAJE Derivación del IP hacia el ICP [CO2].
PROFUNDO GRAN CANAL
2 4.- VC-RR
Vaso de Cristo hacia río de los Remedios [CO1]
3
1 LAGOS DE
REGULACIÓN
RIO CHURUBUSCO

17. DISTRIBUCIÓN
4.- GENERACIÓN DE HIDROGRAMAS ESPACIAL Y
TEMPORAL
17
16
INTERPOLADA
12
REGISTRO
Altura de lluvia acumulada, mm
8
4
0
06:00 12:00 18:00 00:00 06:00
Tiempo, hr:min
RECONSTRUIR LA INFORMACIÓN

18. 5.-CALIBRACIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO
CALIBRACIÓN PERFIL
Instituto de Ingeniería INTERCEPTOR
(Domínguez, 1997) ORIENTE
18
Plan Maestro de
Drenaje y Agua
Potable de la ZMCM,
DGCOH, 1994.
Se emplearon los
modelos matemáticos
descritos en el
capítulo 2.
Para su aplicación
Domínguez 1997
contó con
información de
niveles máximos
para algunas
tormentas. A partir de
entonces estableció
una cultura de
medición
formalizada y cada
vez se cuenta con
más mediciones para
las calibraciones y la
propia operación.

19. SIMULACIONES
6.- SIMULACIONES PARA DEFINIR POLÍTICAS
1
DE OPERACIÓN DEL SDVM 2
Políticas de Operación: Filosofía Regional 3
19
Se propone una Política de operación que le
denominamos ESCALONADA ya que se tiene dos fases
o escalones:

20. 6.- SIMULACIONES PARA DEFINIR POLÍTICAS
DE OPERACIÓN DEL SDVM SIMULACIONES
Políticas de Operación: Escalonada 30 junio 2011
20
Política de Operación ESCALONADA:
1er escalón: cuando el agua en la Lumbrera “0””
del Emisor Central alcanza la elevación 2,206 msnm; se
cierran compuertas del Sistema Sur hacia el SDP y se
bombea hacia el río Churubusco (SDS), para conducirse
hacia los lagos de regulación en Texcoco.
2do escalón: cuando el agua en la Lumbrera “0” ”
del Emisor Central alcanza la elevación 2,210 msnm; se
cierran compuertas del Gran Canal hacia el SDP.

21. APLICACIÓN A LA TORMENTA
DEL 30 DE JUNIO DE 2011

22. INFORMACIÓN OBTENIDA DEL
PORTAL DE LA AMH
ING. RAMÓN AGUIRRE DÍAZ

23. LUMBRERA “0” EMISOR CENTRAL
30 DE JUNIO 2011
VARIACIÓN DE NIVELES
23
2220
diám.
6.5m

24. LUMBRERA “0” EMISOR CENTRAL
30 DE JUNIO 2011
VARIACIÓN DE NIVELES
24
2203

25. LUMBRERA “0” EMISOR CENTRAL
30 DE JUNIO 2011
VARIACIÓN DE NIVELES
25
2213
=2210
=2206
<2206

26. GRAN CANAL-INTERCEPTOR ORIENTE
OBRA DE TOMA 30 DE JUNIO 2011
VARIACIÓN DE NIVELES
26

27. SE IGUALAN Y LUEGO SE DESBORDAN
AMBOS. POR LO QUE REGULAMOS EN LAS 30 DE JUNIO 2011
CALLES Y NO EN LAS LAGUNAS DE
REGULACIÓN
27
DESBORDAMIENTO ESQUEMÁTICO

28. CAPACIDAD DE
REGULACIÓN
28
1 metro representa más
de 2 millones de metros
cúbicos de regulación

29. SALIDA DEL EMISOR CENTRAL
30 DE JUNIO 2011
HIDROGRAMA (VARIACIÓN DEL GASTO)
29

30. NUEVAS ESTRUCTURAS
30
COMPUERTAS
LAGUNA DE
REGULACIÓN HORARIA
DREN GENERAL DEL VALLE
PLANTA DE BOMBEO
CASA COLORADA PROFUNDA

31. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
31
Políticas de Operación
Se propone una política de operación que de manera sencilla
permite, por un lado drenar por el Emisor Central la mayor
cantidad de escurrimientos y por el otro, aprovechar la capacidad
de regulación (de los lagos de Texcoco y Vaso de Cristo), al
máximo, protegiendo al Gran Canal.
La política de operación escalonada consiste en:
Cerrar el sur y el IP al llegar el agua a la 2206 en la Lumbrera “0”EC
Cerrar el GC y VC al llegar el agua a la 2210 en la Lumbrera “0”EC
Modelos Matemáticos
Se tienen modelos matemáticos, hidrológico e hidráulico,
calibrados.

32. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
32
ESTUDIAR EL SISTEMA DE DRENAJE DEL VALLE DE MÉXICO
EN FORMA PERMANENTE, CONTEMPLANDO:
• LA INFRAESTRUCTURA EXISTENTE
• LAS OBRAS EN PROCESO DE CONSTRUCCIÓN
• LAS OBRAS REQUERIDAS A FUTURO
• PLANEACIÓN DE NUEVAS OBRAS
CONTINUAR CON LOS ESFUERZOS DE
• MEJORAR REGISTROS DE LLUVIA:
PLUVIÓGRAFOS Y RADARES EN TIEMPO REAL
• MEJORAR REGISTROS DE NIVELES Y GASTOS
• IMPLEMENTAR REGISTROS DE POLÍTICAS DE OPERACIÓN

33. 31 OCTUBRE 2011
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
CONTINUAR DESARROLLANDO LA TECNOLOGÍA
PARA SIMULAR EN TIEMPO REAL Y PERMANENTE
EL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DEL SISTEMA
DE DRENAJE DEL VALLE DE MÉXICO.
EN LAS OFICINAS CENTRALES DE UN ORGANISMO
DE AGUAS CON VISIÓN REGIONAL PARA OPERAR
LAS ESTRUCTURAS DE COMPUERTAS Y PLANTAS
DE BOMBEO PRINCIPALES.