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  • CAPTULO 4. HIDROLOGA

    4.1 Hidrologa superficial

    4.1.1 Hidrografa

    El acufero se localiza en la cuenca del arroyo Cocspera, cauce principal afluente del ro Asuncin, donde la topografa es accidentada, con escasos aprovechamientos superficiales; la cuenca es cruzada por la carretera Imuris-Cananea.

    La cuenca de esta corriente tiene sus orgenes en el parteaguas con el ro Santa Cruz que drena territorio de los Estados Unidos de Amrica, en la sierra El Chivato, a una altitud de 1,800 m.

    Inicia con el nombre de arroyo El Carrizo, con curso general sur, y confluye al arroyo Cocspera para tomar rumbo suroeste hasta confluir al colector principal por su margen izquierda a la altura de la poblacin de Imuris, a una altitud de 840 m.

    4.1.2 Balance hidrometeorolgico

    4.1.2.1 Precipitacin

    El volumen precipitado se obtiene por medio de la ecuacin:

    VLL = Pm A

    Donde VLL es el volumen precipitado, Pm es la precipitacin media anual de la subcuenca, A es el rea de la cuenca. En la tabla 4.1 se muestra el volumen precipitado en la cuenca, que es de 271.1 millones de m3 anuales.

    Tabla 4.1 Volumen precipitado en la cuenca del acufero Cuitaca.

    CUENCA REA (km) Pm (m) VLL (hm3)

    Cuitaca 472.2 0.5742 271.1

    4.1.2.2 Escurrimiento

  • 12.98

    35.25

    10.44

    35.81

    12.187.59 8.93

    27.20

    71.62

    229.80

    24.85

    13.9319.96

    222.14

    158.59

    168.86

    35.73

    16.63

    37.46

    13.62

    43.14

    54.10 57.25

    124.87

    15.4224.70 23.86

    0.00

    25.00

    50.00

    75.00

    100.00

    125.00

    150.00

    175.00

    200.00

    225.00

    250.00

    1970

    1971

    1972

    1973

    1974

    1975

    1976

    1977

    1978

    1979

    1980

    1981

    1982

    1983

    1984

    1985

    1986

    1987

    1988

    1989

    1990

    1991

    1992

    1993

    1994

    1995

    1996

    1997

    1998

    VOLU

    MEN

    (hm

    3 )

    ESCURRIMIENTO ANUAL ESCURRIMIENTO MEDIO

    VOLUMEN MEDIO ANUAL: 55.81 hm3

    La cuenca del acufero Cuitaca cuenta con medicin hidromtrica en la poblacin de Imuris, Sonora. De acuerdo con la informacin existente, desde los orgenes de la cuenca hasta la estacin hidromtrica Imuris, se tiene un escurrimiento medio anual de 55.81 millones de m3 en el perodo de 1970 a 1998, con excepcin de los aos 1993 y 1994 en que no se cuenta con mediciones. En la figura 4.1 se muestra un resumen con estos resultados.

    Figura 4.1 Escurrimiento anual en la cuenca del acufero Cuitaca.

    Aplicando el mtodo del transporte de informacin hidromtrica mediante una relacin de reas, se tiene un volumen medio anual en el rea del acufero de 10.5 millones de m3 (Tabla 4.2).

    Tabla 4.2 Escurrimiento medio anual en el acufero Cuitaca.

    rea de la cuenca hasta la estacin hidromtrica Imuris 2,503.00 km2

  • rea del acufero Cuitaca 472.2 km2 Factor de transporte 0.188654 Escurrimiento medio anual de la cuenca hasta Imuris 55.81 hm3 Escurrimiento medio anual en el rea del acufero Cuitaca 10.5 hm3

    Adicionalmente, se llev a cabo un anlisis considerando el mtodo del coeficiente de escurrimiento. En el caso de que en la cuenca en estudio no se cuente con suficiente informacin de registros hidromtricos o no existan estaciones hidromtricas, para determinar el volumen medio anual de escurrimiento natural se puede aplicar el mtodo indirecto denominado precipitacin-escurrimiento, que est dado por la siguiente expresin:

    Volumen anual de escurrimiento natural

    = precipitacin media anual de la cuenca

    * rea de la cuenca * coeficiente

    de escurrimiento

    Cp = A * Hp * Ce

    Donde:

    Cp = Escurrimiento por cuenca propia

    A = rea de la cuenca en estudio

    Hp = Lluvia media anual en la cuenca

    Ce =Coeficiente de escurrimiento

    De acuerdo con la Norma Oficial Mexicana NOM-011-CNA-2000, el rango de validez establece que las frmulas se considerarn vlidas para valores de precipitacin anual entre 350 y 2,150 mm.

    El coeficiente de escurrimiento, se determina de manera indirecta en funcin del tipo y uso de suelo de la cuenca en estudio, a partir del criterio del USCS y por medio del valor de K.

    Con apoyo de cartografa del Instituto Nacional de Estadstica, Geografa e Informtica y de visitas de campo, se clasifican los suelos de la cuenca en estudio, de acuerdo con los tres diferentes tipos: A (suelos permeables); B (suelos medianamente permeables); y C (suelos casi impermeables), que se especifican en la Tabla 4.3 y se determina el uso actual del suelo. En el caso de que en la cuenca en estudio, existan diferentes tipos y usos de suelo, el valor de K se calcula como la resultante de subdividir la cuenca en zonas homogneas y obtener el promedio de cada una de ellas. Con los datos anteriores se determin el valor de K el cual result ser de 0.17.

  • Tabla 4.3 Valores de k, en funcin del tipo y uso de suelo.

    USO DE SUELO TIPO DE SUELO

    A B B Barbecho, reas sin vegetacin y desnudas 0.26 0.28 0.3

    Cultivos: En hilera: 0.24 0.27 0.3

    Legumbres o rotacin de pradera 0.24 0.27 0.3

    Granos pequeos 0.24 0.27 0.3

    Pastizal: % del suelo cubierto o pastoreo: Ms del 75% -poco- 0.14 0.2 0.3

    Del 50 al 75% -regular- 0.2 0.24 0.3

    Menos del 50% -excesivo- 0.24 0.28 0.3

    Bosque: Cubierto ms del 75% 0.07 0.16 0.2

    Cubierto del 50 al 75% 0.12 0.22 0.3

    Cubierto del 25 al 50% 0.17 0.26 0.3

    Cubierto menos del 25% 0.22 0.28 0.3

    Zonas urbanas 0.26 0.29 0.3

    Caminos 0.27 0.3 0.3

    Pradera permanente 0.18 0.24 0.3

    TIPO DE SUELO CARACTERSTICAS

    A Suelos permeables, tales como arenas profundas y loes poco compactos.

    B Suelos medianamente permeables, tales como arenas de mediana profundidad; loes algo ms compactos que los correspondientes a

    los suelos Tipo A; terrenos migajosos.

    C Suelos casi impermeables, tales como arenas o loes muy delgados sobre una capa impermeable, o bien arcillas.

    Dependiendo del valor obtenido para K, el coeficiente de escurrimiento (Ce), se calcula mediante las frmulas siguientes:

    K : parmetro que depende del tipo y uso de suelo

    Ce : coeficiente de escurrimiento anual

    P : Precipitacin media anual, en mm.

  • Si K resulta menor o igual que 0.15 Ce = K (P-250) / 2000

    Si K es mayor que 0.15 Ce = K (P-250) / 2000 + (K 0.15) / 1.5

    Utilizando el mtodo del Coeficiente de Escurrimiento se obtuvo un escurrimiento de 11.1 millones de m3, tal como se muestra en la Tabla 4.4.

    Tabla 4.4 Escurrimiento medio aplicando el mtodo del coeficiente de escurrimiento.

    PRECIPITACIN (hm3)

    COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO

    (%)

    VOLUMEN DE ESCURRIMIENTO

    MEDIO (hm3)

    PROMEDIO 271.1 4.09 11.1

    Teniendo en cuenta que el contar con medicin hidromtrica en una cuenca proporciona valores reales de escurrimientos, por tratarse de un mtodo directo, se opt por utilizar los volmenes obtenidos a partir del transporte de informacin hidromtrica de la cuenca, considerando que estn basados en mediciones reales, y que el acufero se ubica en la misma cuenca. Entonces, el volumen de escurrimiento en la regin es de 10.5 millones de m3 anuales.

    De los resultados arrojados en el anlisis del volumen escurrido y el volumen precipitado, se obtiene un escurrimiento medio en la cuenca del orden del 3.9 %.

    4.1.2.3 Evapotranspiracin Real (ETR)

    La evapotranspiracin real es la cantidad de agua, que es efectivamente evaporada desde la superficie del suelo y transpirada por la cubierta vegetal. La evapotranspiracin (ETR) es una variable clave para el clculo del balance de agua del suelo, para la deteccin de estrs hdrico, y para los modelos de rendimiento de cultivos.

    La evapotranspiracin es el elemento ms indeterminado del balance y el que ofrece mayores dificultades para su exacta cuantificacin, si su clculo se lleva a cabo utilizando

  • mtodos empricos. Dentro de estos se encuentran los mtodos de Turc, Thornwaite, Coutagne, Blaney-Criddle, Penman, entre otros.

    La aplicacin de ecuaciones empricas puede ser criticada en algunos casos, ya que se le atribuye, sin justificacin, la incorrecta valoracin de la evapotranspiracin real. En algunos casos se puede caer en la excesiva valoracin de este parmetro, al simplificar su determinacin en el clculo ms que a la incorrecta valoracin de parmetros que intervienen en el proceso. Como medida de comparacin, se estim la evapotranspiracin real con los mtodos de Turc y Coutagne.

    La ecuacin emprica de L. Turc se expresa de la siguiente forma:

    ETR = P / (0.9 + (P2/L2)1/2

    Donde:

    ETR = Evapotranspiracin real, en mm

    P = Precipitacin media anual, en mm

    L = 300 + 25T + 0.05T3

    T = Temperatura media anual, en C

    La frmula emprica de Coutagne enuncia lo siguiente:

    ETR = P - XP2

    Donde: ETR = Evapotranspiracin real anual, en m P = Precipitacin total anual, en m X = Parmetro de clculo, funcin de la Temperatura Media Anual, en C X = 1/(0.8+0.17t) t = Temperatura Media Anual, en C

    Esta ecuacin puede ser empleada si: 1/8X

  • muestran los resultados obtenidos mediante la aplicacin de los mtodos mencionados anteriormente.

    Tabla 4.5 Evapotranspiracin Real (ETR) en el acufero Cuitaca.

    CUENCA REA (km) Turc (m) Coutagne

    (m) Cuitaca 472.2 0.5186 0.4728

    Sin embargo, considerando la informacin hidrolgica de aguas subterrneas, que indica que la permeabilidad del acufero en su mayor part