Análisis y modelación hidrológica, de calidad del agua y gestión en la costa del Pacífico y en cuencas transfronterizas México-Estados Unidos

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Alberto Rojo Páez
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1 Análisis y modelación hidrológica, de calidad del agua y gestión en la costa del Pacífico y en cuencas transfronterizas México-Estados Unidos

2 Contenido Objetivos Metodología Resultados del proyecto Cuenca del Río Bravo Cuenca del Río Colorado Cuenca del Río Tijuana Costa del Pacífico Conclusiones

Objetivos Generar bases de datos, con la estructura ArcHydro, para las cuencas transfronterizas, que alimenten a los modelos de gestión y de calidad del agua Área de Estudio

3 Objetivos Generar bases de datos, con la estructura ArcHydro, para las cuencas transfronterizas, que alimenten a los modelos de gestión y de calidad del agua Área de Estudio Realizar la modelación hidrológica y de calidad del agua mediante el Water Evaluation And Planning System (WEAP) para las cuencas binacionales de los ríos Bravo, Colorado y Tijuana

Metodología Para cada subárea de estudio Desarrollar ArcHydro superficial Generar modelo WEAP de cantidad Desarrollar ArcHydro de calidad del

archivos de entrada de los modelos WEAP Validar modelo WEAP de cantidad y calidad Desarrollar aplicación WEB para consulta de bases de datos

4 Metodología Para cada subárea de estudio Desarrollar ArcHydro superficial Generar modelo WEAP de cantidad Desarrollar ArcHydro de calidad del agua Desarrollar ArcHydro de aguas subterráneas Generar modelo WEAP de calidad del agua Utilizar las bases de datos ArcHydro para generar archivos de entrada de los modelos WEAP Validar modelo WEAP de cantidad y calidad Desarrollar aplicación WEB para consulta de bases de datos ArcHydro cuencas corrientes Datos espaciales Cuerpos de agua Puntos de monitoreo Base de datos geográfica Series de tiempo (geodatabas Modelo de datos e) ArcHydro

Cuenca del Río Bravo Monitoring points have time series Modelo de datos ArcHydro Río Bravo Hidrología superficial 2,115 puntos de monitoreo (estaciones

hidrométricas y climatológicas Ubicación de estaciones de calidad del agua Hidrografía escala 1:100,000 para E.U. y 1:50,000 para México.

5 Cuenca del Río Bravo Monitoring points have time series Modelo de datos ArcHydro Río Bravo Hidrología superficial 2,115 puntos de monitoreo (estaciones hidrométricas, climatológicas y otros puntos de interés) conteniendo más de 5 millones de registros, en ambos lados de la frontera Ubicación de estaciones hidrométricas y climatológicas Ubicación de estaciones de calidad del agua Hidrografía escala 1:100,000 para E.U. y 1:50,000 para México. Calidad del agua 4,774 puntos de monitoreo para ambos países (estaciones de calidad del agua, puntos de descarga y otros puntos de interés) Ubicación de plantas de tratamiento de aguas residuales.

6 Cuenca del Río Bravo Modelo de datos ArcHydro aguas subterráneas Río Bravo Estructura del ArcHydro Groundwater 20 acuíferos a partir de estudios impresos 34 acuíferos a partir de la base de datos SIGMAS

7 Cuenca del Río Bravo Modelo de gestión de cantidad de agua WEAP Bravo -Actualizado con respecto del Physical Assessment Project en la inclusión de escenarios e información oficial

Cuenca del Río Colorado Modelo de datos ArcHydro Río Colorado - 78 puntos de

del agua) de ambos países y que son utilizadas en el modelo de gestión en

frontera -Red hidrográfica escala 1:100,000 lado estadounidense y 1:50,000

8 Cuenca del Río Colorado Modelo de datos ArcHydro Río Colorado - 78 puntos de monitoreo (principales estaciones climatológicas, hidrométricas y de calidad del agua) de ambos países y que son utilizadas en el modelo de gestión en WEAP. Incluye casi 2 millones de registros de datos en ambos lados de la frontera -Red hidrográfica escala 1:100,000 lado estadounidense y 1:50,000 lado mexicano - Ubicación de plantas de tratamiento de agua residual y potabilización.

Cuenca del Río Bravo Modelo WEAP Bravo calidad del agua tramo Falcón-Golfo de México 1200 1000 800 600 400 200 0 oct-95 dic-95 feb-96 abr-96 jun-96 ago-96 oct-96 dic-96 feb-97 abr-97 TDS in mg/l

9 Cuenca del Río Bravo Modelo WEAP Bravo calidad del agua tramo Falcón-Golfo de México oct-95 dic-95 feb-96 abr-96 jun-96 ago-96 oct-96 dic-96 feb-97 abr-97 TDS in mg/l jun-97 ago-97 oct-97 dic-97 feb-98 abr-98 jun-98 ago-98 oct-98 dic-98 feb-99 abr-99 jun-99 ago-99 Simulated Estación 1381 USA Falcón Anzalduas L ~ 300 km Rio San Juan Canal-Dren Golfo México

10 Cuenca del Río Colorado Modelo ArcHydro de Aguas Subterráneas para el Colorado Se tiene información de acuíferos lado mexicano, únicamente pozos lado estadunidense

Cuenca del Río Colorado Modelo de gestión WEAP Colorado 35000 30000 Powell Almacenamiento (Mm³) 25000 20000 15000 10000 5000 350000 30000 Mead Ene-2008 Ene-2009 Ene-2010 Ene-2011 Ene-2012 Ene-2013

11 Cuenca del Río Colorado Modelo de gestión WEAP Colorado Powell Almacenamiento (Mm³) Mead Ene-2008 Ene-2009 Ene-2010 Ene-2011 Ene-2012 Ene-2013 Ene-2014 Ene-2015 Ene-2016 Ene-2017 Ene-2018 Ene-2019 Ene-2020 Ene-2021 Ene-2022 Ene-2023 Ene-2024 Ene-2025 Ene-2026 Ene-2027 Ene-2028 Ene-2029 Ene-2030 Ene-2031 Ene-2032 Ene-2033 Ene-2034 Ene-2035 Ene-2036 Ene-2037 Ene-2038 Ene-2039 Ene-2040 Ene-2041 Ene-2042 Ene-2043 Ene-2044 Ene-2045 Ene-2046 Ene-2047 Ene-2048 Ene-2049 Ene-2050 Ene-2051 Ene-2052 Ene-2053 Ene-2054 Ene-2055 Ene-2056 Ene-2057 Ene-2058 Ene-2059 Ene-2060 RW WEAP Almacenamiento (Mm³) embalses, 134 grupos de usuarios, 25 corrientes principales, 11 canales, 2 derivaciones tributarias, más de 50 políticas de operación 0 Ene-2008 Ene-2009 Ene-2010 Ene-2011 Ene-2012 Ene-2013 Ene-2014 Ene-2015 Ene-2016 Ene-2017 Ene-2018 Ene-2019 Ene-2020 Ene-2021 Ene-2022 Ene-2023 Ene-2024 Ene-2025 Ene-2026 Ene-2027 Ene-2028 Ene-2029 Ene-2030 Ene-2031 Ene-2032 Ene-2033 Ene-2034 Ene-2035 Ene-2036 Ene-2037 Ene-2038 Ene-2039 Ene-2040 Ene-2041 Ene-2042 Ene-2043 Ene-2044 Ene-2045 Ene-2046 Ene-2047 Ene-2048 Ene-2049 Ene-2050 Ene-2051 Ene-2052 Ene-2053 Ene-2054 Ene-2055 Ene-2056 Ene-2057 Ene-2058 Ene-2059 Ene-2060 Validación consistente en comparar contra los resultados de RiverWare. RW WEAP

12 Cuenca del Río Tijuana Cuenca del Río Tijuana y cuencas transfronterizas de los estados de Baja California, Sonora y Chihuahua Modelo ArcHydro de aguas superficiales y calidad del agua Principales estaciones climatológicas, hidrométricas, de calidad del agua, etc. Red hidrográfica escala 1:100,000 lado estadounidense y 1:50,000 lado mexicano Ubicación de plantas de tratamiento de agua residual y potabilización. Modelo ArcHydro de aguas subterráneas Información de acuíferos del SIGMAS y de estudios impresos, pozos para E.U.

(Tijuana, Las Palmas y Tecate) Se generaron mallas de precipitación para cada mes y mediante un

13 Cuenca del Río Tijuana Modelo WEAP en la cuenca del Río Tijuana 204 usuarios (incluyendo las ciudades de Tijuana y Tecate), 2 presas, 12 corrientes principales, 3 acueductos (ARCT, Otay y Dulzura), 3 acuíferos (Tijuana, Las Palmas y Tecate) Se generaron mallas de precipitación para cada mes y mediante un algoritmo de optimización se ajustaron coeficientes de escurrimiento y calcularon escurrimientos de 1969 a 1998.

14 SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA DE CANTIDAD DEL AGUA E INFORMACIÓN AMBIENTAL EN LA COSTA DEL PACÍFICO

15 Objetivos Sistema de información hidrológica y ambiental, incluido en una base de datos geoespacial Puede ser utilizada como plataforma en el análisis hidrológico en las subregiones hidrológicas de estudio. Estos modelos de datos georeferenciados consisten en un sistema de información geográfica de la subcuenca de cada uno de los ríos mencionados, con datos geográficos y series de tiempo utilizando el modelo de datos ArcHydro. Área de Estudio

16 Modelo de datos ArcHydro Costa del Pacífico Hidrología superficial Red hidrográfica escala 1:50,000, con la finalidad de generar los ríos principales como parte de la red geométrica. Mosaico de los modelos digitales de elevación, con información proveniente de INEGI.

Modelo de datos ArcHydro Costa del Pacífico Hidrología superficial Se incorporó información referente a los acuíferos dentro del área de estudio, donde, de acuerdo a la

municipales del Marco Geoestadístico Municipal. Se puede observar la disponibilidad natural media en las regiones hidrológicoadministrativas incluidas en el estudio.

17 Modelo de datos ArcHydro Costa del Pacífico Hidrología superficial Se incorporó información referente a los acuíferos dentro del área de estudio, donde, de acuerdo a la información publicada por la Conagua en el 2008, se muestra la delimitación de acuíferos con base en cartas topográficas del INEGI, escala 1:250,000 y en límites estatales y municipales del Marco Geoestadístico Municipal. Se puede observar la disponibilidad natural media en las regiones hidrológicoadministrativas incluidas en el estudio. La región del río Balsas es la que presenta la menor disponibilidad natural media, con un volumen de alrededor de 21,680 millones de metros cúbicos, contra 157,754 con que cuenta la región Frontera sur

18 Conclusiones Los modelos de datos generados pueden ser usados en los procesos de toma de decisiones y negociaciones internacionales en la zona transfronteriza y en la costa del Pacífico para la distribución del recurso hídrico entre las subregiones hidrológicas que conforman la zona de estudio. La integración de modelos de datos y de gestión multiplica considerablemente la capacidad de gestión del agua y de toma de decisiones. El desarrollo de herramientas de este tipo requiere de una actualización constante de las bases de datos, considerando el establecimiento de más escenarios prospectivos de planificación y de módulos de programación dentro de la plataforma ArcGIS que permita la sistematización de procesos geográficos.

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