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domingo, 27 de diciembre de 2009

Curva de duración de caudales

La curva de duración de caudales también es concida como curva de persistencia o curva de caudales clasificados.

La curva de duración de caudales nos indica el porcentaje del tiempo durante el cual los caudales han sido igualados o excedidos. Además la curva indica el valor del caudal en función de la frecuencia de su ocurrencia.

La curva se puede constuir a partir de caudales diarios, mensuales, anuales, etc.

Imagen tomada de la presentación de series Q del Dr. Elfego Orozco, 2009, Guatemala.

Q85 = caudal igualado o superado el 85% del tiempo, en nuestro caso el caudal es de 20 m^3/s el cual a sido igualdo o superado durante 310 días.

La curva de duración de caudales es de suma importancia a la hora de elaborar proyectos hídricos; por ejemplo para calcular el caudal a derivar para un proyecto de miniriego se puede utilizar un Q90 (caudal igualado o superado el 90% del tiempo, o el caudal que ha sido igualado o superado por 346 días).

La desventaja de la curva de duración de caudales, es que no representa los caudales según su secuencia natural, por lo que no se conoce si los caudales ocurren en forma consecutiva o si son distribuidos a lo largo del periodo de tiempo en el cual se tomaron los registros.

sábado, 26 de diciembre de 2009

Curva de calibración de caudales

La curva de calibración de caudales es producto de una serie de aforos que se realizan por un largo periodo de tiempo, creando una relación del caudal y nivel del agua en un tramo determinado de un cauce. El objetivo de que los aforos sean por largos periodo de tiempo es para que se ajusten a la realidad, presentando caudales mínimos y máximos dentro de las mediciones, de esta forma nuestra curva de calibración se ajustara mejor al comportamiento del cauce.
La curva de calibracion de caudales también recibe el nombre de curva de descarga.

Matemáticamente la curva de descarga se expresa con la siguiente ecuación:

Q = K*(H - Ho)^b

Donde:
Q = Caudal
K y b = Son parametros de ajuste
Ho = Nivel al cual el caudal es cero
H = Nivel del agua

Gráficamente la curva de descarga puede presentar la siguiente forma:

La curva de descarga nos sirve para conocer el caudal por medio nivel del agua, también para construir hidrogramas a partir de limnigramas.

Estimación de parámetros usando excel


Estimación de parámetros usando R

domingo, 6 de diciembre de 2009

LA CUENCA HIDROGRÁFICA COMO UNIDAD DE PLANIFICACIÓN Y TERRITORIO DE GESTIÓN

Cuenca hidrográfica como unidad de planificación

Existen varios argumentos que pueden sustentar el porqué la cuenca es una unidad adecuada para la planificación y manejo sostenible de los recursos naturales, principalmente se trata de enfocar el espacio definido por la naturaleza y como funcionan los elementos naturales y socioeconómicos que la constituyen. La unidad esta constituida por un espacio en el cual las personas y los recursos desarrollan un territorio.

La cuenca hidrográfica es una unidad natural, esto es indiscutible y su funcionamiento está relacionado en gran medida con el sistema hídrico que permite valorar el grado de intervención y desarrollo de acciones positivas y negativas sobre el sistema, sin embargo no solo es por medio del recurso hídrico que se puede valorar la intervención sobre la cuenca. En general existe una interacción entre el sistema natural suelo, agua y bosque (vegetación) y el sistema socioeconómico en ese espacio, aunque este último no tiene un límite físico, si depende de la oferta, calidad y disposición de los recursos, y puede limitar el desarrollo, como por ejemplo la disponibilidad de agua o calidad de suelo.

El hombre, las familias, las comunidades y las ciudades, se ubican en algún espacio de la cuenca e interactúan con los recursos naturales, generando efectos positivos (producción de alimentos, bienes y servicios en general) y efectos negativos (contaminación, uso inadecuado de la tierra y degradación).

Los espacios de la cuenca y sus recursos, expresan una potencialidad y vocación, algunas cuencas por la calidad de sus suelos, por tipo de cobertura o por la disponibilidad de agua, pueden prestar mejores servicios y productos, estos elementos son claves para la planificación. Las cuencas con buena disponibilidad de agua en cantidad y calidad, podrían prestar servicios múltiples (hidroenergía, recreación, piscicultura, agua potable, riego). Las cuencas con buenos suelos y suficiente agua o lluvias, podrían constituir áreas importantes para la producción de alimentos. Otras cuencas podrían tener cobertura natural importante para la biodiversidad o turismo ecológico.

domingo, 29 de noviembre de 2009

Estudio de caso del lago de Amatitlán

Introducción

El lago de Amatitlán es un lago de cráter situado en Guatemala. Se encuentra a 25 km de Ciudad Guatemala, a una altitud de 1186 msnm. Tiene 12 km de largo, 3 km de ancho, y una superficie de 15.2 km². Su profundidad máxima es de 33 m y su profundidad media es 18 m. El volumen del cuerpo de agua es aproximadamente 0.286 km³.
El Río Villalobos es el mayor afluente del lago, cuyas aguas son drenados por el Río Michatoya, un afluente del Río María Linda. Un dique construido en el punto más estrecho del lago, lo divide en una parte noroccidental y una parte sur-oriental. El agua del lago ha sido utilizada como fuente de agua, pesca y para fines recreativos y turísticos.

Problemas

El lago de Amatitlán es el cuarto cuerpo de agua dulce más grande de Guatemala, localizado cerca del sur de la ciudad. El lago consiste en dos cubetas conectadas por un encogimiento estrecho, dónde un andén seco fue construido para permitir que pasara la vía férrea por él, esto separo el lago en dos cuerpo de agua con diferentes características físicas, químicas y biológicas. La cubeta occidental recibe toda la carga de polución viniendo de la parte sur de la ciudad así como del área de la cuenca del río Villalobos. El agua de la misma cubeta es agotada por el Río Michatoya que se usa para la generación de poder hidroeléctrico.

El lago es directamente afectado por los impactos crecientes del área a través de: el crecimiento de la población, la tala de los árboles a su alrededor, el uso inadecuado de la tierra, el desarrollo industrial en el área de la cuenca, falta de educación sobre el medio ambiente, el control de la no protección del medio ambiente por parte de las empresas y la ausencia de previsión apropiada y programa de dirección.

La cuenca del lago de Amatitlán corresponde a la parte alta de la cuenca del río María Linda, tiene una extensión de 382 kilómetros cuadrados y está conformado por 14 municipios de los cuales 7 tienen mayor ingerencia siendo estos: Mixco, sur de la capital, Villa Nueva, Sta. Catarina Pinula, Villa Canales, San Miguel Petapa y Amatitlán. Esta ocupada en el 51% por área industrial y urbana, donde se ubican más de 900 industrias de diferentes ramas.


Dimensiones físicas
Área de la superficie en Km2 15.2
Volumen en km 0.286
Profundidad máxima en m 33
Profundidad mala en m 18
Nivel de agua irregular
Rango normal de agua anual en m. 1.5 a 2.3
Área de la cuenca en Km2 368


Usos del lago
Fuente de agua,
Navegación.
Transporte.
Turismo unos 15 mil visitantes por año.
Recreación (nadando, deporte de pesca).
Pesquerías.

Componentes descargados al lago

Fósforo y nitrógenos provenientes de la fertilización.
De las plantaciones agrícolas el café, el tabaco, etc., que provocan la muerte del agua.
Aguas negras, domésticas, de chalet y de viviendas alrededor del lago y en su cuenca.
Aguas residuales de origen industrial que desembocan en los ríos afluentes del lago.
Lago como letrina pública.
Detergentes y tipos de jabones y cloro que utilizan las personas como las lavanderas.
La deforestación masiva de la cuenca y alrededores del lago.
Residuos de los motores de gasolina de las lanchas, así como los derramamientos de aceite y gasolina en el lago por irresponsabilidad.
Basura como: papeles, cartones, bolsas, llantas usadas, plásticos, latas, vidrios, etc.
Agua residuales de la ciudad de Guatemala.
Aguas negras y basura provenientes de casas.
Aceite y petróleo derramado por la planta EEGSA.
Desechos de pollos, vacas y cerdos.
Pesticidas, fungicidas, aceites y grasas.
Desechos industriales como plomo, mercurio y silicio, entre otros.

Contaminación por desagües

El lago de Amatitlán es contaminado por 22 desagües de fábricas, las aguas negras tiene una serie de elementos como arsénico, plomo, cobre y hierro lo cual produce cancerígenos en el organismo.
Los ríos que vierten sus aguas en el lago de Amatitlán y son usados como desagües de fábricas son:
Panchochá Mariscal San Lucas parraineño
Pinula cuadros pansalic Mesillas
Arenal Tululá El Bosque Molino
Villalobos Pmpuinay Canquín Platanitos
Panacoy Michatoya Blanco Las Minas
Santa Marta Mico

Contaminación industrial

Se dice que las industrias son responsables de la contaminación del lago por diversos factores, entre el más sobresaliente están las investigaciones hechas en el lago de Amatitlán y su cuenca sobre metales pesados, este suceso viene ya desde hace unos 24 años, aproximadamente desde 1981. Con los diferentes estudios que se han hecho se han encontrado varios elementos en el agua del lago como:
• Cu Na K Ag Mg Ca
• Sr Ba Zn B Se La
• Ce Si Ge Hg P As
• Nb S Se Cr Te F
• Mn Co Ni
Clases de industrias: textiles, químicas, metales, alimenticias, plástico, hule, caucho, yeso, cerámica, madera.

En la cuenca de lago de Amatitlán se ubica el 25% de las industrias nacionales. Estas se ubican entre las zonas 11 y 12 de la capital y en Villa Nueva. Hasta el momento no existe ningún sistema de tratamiento de las aguas servidas industriales ni de los desechos peligrosos que se originan de los diferentes procesos industriales por lo que todo eso va a parar al lago contaminando el algo y el fondo del mismo contribuyendo así con la destrucción de la vida animal y vegetal del mismo.
El río Villa Lobos es el principal río del área, para 1978 este río ya presentaba una elevada contaminación de sólidos en suspensión y altas concentraciones de plomo, fósforo, potasio, sodio, nitrato y nitrito. Se ha marcado una alta contaminación con excretas, evidenciada a través de la presencia de coliformes fecales, provenientes de la descarga de aguas negras. El Río Villalobos arrastra al lago 75,515.33 toneladas de desechos por año. En los últimos cinco años el lago ha perdido aproximadamente 26 mil metros cuadrados de extensión; las algas, ninfas, hierba de clavo y el tul se han reproducido en exceso debido a las grandes cantidades de fósforo y nitrógeno que llegan al lago.

Plan de prevención
El agua es esencial para el desarrollo sostenible como para la vida y además tiene dimensiones sociales, económicas y ambientales interdependientes y complementarias, la cuarta parte de la población mundial no tiene acceso al agua potable, más de la mitad de la humanidad carece de saneamiento adecuado del agua. La mala calidad del agua y la falta de higiene figuran entre las principales causas de enfermedades y muerte; la escasez de agua, las inundaciones y las sequías, la pobreza, la contaminación, el tratamiento inadecuado de los desechos y la insuficiencia de infraestructuras plantean serias amenazas al desarrollo económico y social, la salud humana, la seguridad alimentaria mundial y el medio ambiente, así como el acceso limitado al agua en términos de cantidad y calidad pueden frenar el desarrollo sostenible.
Guatemala no se ha quedado al margen de estos problemas, especialmente los generados en la subcuenca del lago de Amatitlán, por lo que los funcionarios de la Autoridad para el Manejo Sustentable de la Cuenca y del Lago de Amatitlán –AMSA-, conscientes y preocupados de estos problemas han decidido abordarlos en forma integral, fomentando proyectos de manejo sostenible de los recursos hídricos, basados en un enfoque integrado que vincule el desarrollo a la protección del medio ambiente natural, esperando la participación de todos los sectores interesados para que reconozcan el valor social y económico del agua.
Sobre la base de lo anteriormente descrito, AMSA ha formulado el Plan de Manejo Integrado de la Cuenca de lago de Amatitlán –PLANDEAMAT- en vista de que el Lago de Amatitlán presenta una gran problemática considerada dentro del marco geográfico nacional, debido a la proximidad con la Ciudad Capital y tomando en cuenta la influencia que este ejerce sobre la cuenca del Río María Linda y particularmente, sobre las poblaciones de los municipios de Amatitlán, San Miguel Petapa, Villa Nueva, Villa Canales y el área de influencia de la Ciudad de Guatemala.
Entre los programas de AMSA se generan acciones tendentes a la resolución de problemas tales como la descarga de aguas servidas domesticas, industriales y agroindustriales que se vierten sin tratamiento alguno a los cuerpos de aguas, generación de desechos sólidos sin una disposición adecuada, perdida de suelos por deforestación, explotación minera, crecimiento desordenado sin control de densidad de ocupación, ni zonificación de usos compatible, falta de servicios básicos, falta de educación ambiental.
Considerando el lago como una reserva potencial de agua potable, AMSA ha definido sus acciones en corto, mediano y largo plazo con el fin de recuperarlo y utilizarlo como tal; el rescate del Lago de Amatitlán beneficiará directamente a la población que habita en ella, calculada actualmente en más de un millón de habitantes por lo que el rescate del lago representa un beneficio social ya que mediante el saneamiento del área se logrará disminuir la proliferación de enfermedades en la población.
La política establecida por AMSA se basa en involucrar a todos los sectores que directa o indirectamente utilizan los recursos naturales de la cuenca, tomando como base principal LA PLANIFICACION DE USO DEL SUELO en función de la capacidad de este territorio en absorber el crecimiento poblacional, ya que de su potencial de dotación de agua depende del avance de las zonas habitadas.
Esta política se adapta a la política gubernamental, de reducir el déficit habitacional, permitiendo la construcción de urbanizaciones mediante la condición que de tratamiento a las aguas residuales, se respete la densidad de uso del suelo establecida y se protejan y reforesten las áreas verdes; la estrategia se basa en introducir conceptos de manejo de cuenca como una herramienta ambiental, mediante metas de corto, mediano y largo plazo.

Lecciones aprendidas
Entre las principales lecciones aprendidas está la creación de leyes en el país que restrinjan el uso de los recursos, específicamente del recurso agua. La ley tendría que hablar de el modo de la utilización de del recurso.

Oportunidades
Algunas instituciones de cooperación internacional están interesadas en proporcionar asistencia y financiera a la organización encargada de la recuperación del lago de Amatitlán.

Limitaciones
La política establecida por AMSA se basa en involucrar a todos los sectores que directa o indirectamente utilizan los recursos naturales de la cuenca, tomando como base principal LA PLANIFICACION DE USO DEL SUELO en función de la capacidad de este territorio en absorber el crecimiento poblacional, ya que de su potencial de dotación de agua depende del avance de las zonas habitadas.
Para poner en práctica todo el plan de intervención en la cuenca existen muchas instituciones que trabajan en la recuperación del lago, pero dichas instituciones no cuentan con el apoyo y la divulgación debida, lo que provoca una desinformación para la población en general, ya que no conocen de sus proyectos.
Además existen condiciones persistentes de deterioro. Sobre todo la necesidad de servicios sanitarios domésticos básicos en áreas rurales que demandan atención y compiten con la escasez de fondos.


Conclusiones
La contaminación del lago de Amatitlán tiene como origen principal, los desechos provenientes de los 15 ríos que llegan a su cauce, provenientes de todos los municipios que se encuentran dentro de la cuenca del lago.
Las industrias que se encuentran en la cuenca de lago de Amatitlán, tienen un papel muy importante en la contaminación del mismo, ya que aportan muchos residuos químicos. Los industriales no se han dado cuenta que el contaminar también significa una pérdida económica de materia prima que se podría volver a utilizar.
Los proyectos que se tienen en la actualidad combates los efectos de la contaminación del lago; aunque esto está bien, aún no se le da la importancia debida a la educación de la población para que no lo siga contaminando, la concientización, lo importante a largo plazo.
Existen instituciones que trabajan en la recuperación del lago, pero dichas instituciones no cuentan con el apoyo y la divulgación debida, lo que provoca una desinformación para la población en general, ya que no conocen de sus proyectos.
No existe en la educación formal, una educación ambiental correcta, algo sumamente importante para el futuro de un país, que en este tercer milenio dependerá en gran medida de sus recursos naturales.


Recomendaciones
Crear dentro de las educaciones formales (primarias, básicas, diversificadas y universitarias) una clase de educación ambiental que nos eduque a relacionarnos correctamente con nuestros recursos naturales y a sacar provecho de ellos pro sin dañarlos.
Que el gobierno central apoye de una mejor manera los proyectos que realizan las instituciones que trabajan en la recuperación del lago, como AMSA y que se les de una divulgación adecuada para que la población conozca de su trabajo.
Que el tema ambiental, principalmente del distrito central, que es donde se encuentra ubicado el lago de Amatitlán, sea tomada como una prioridad verdadera pensando en las generaciones futuras.
Que las municipalidades trabajen de una mejor manera sus desechos, creando plantas de tratamiento, antes de que lleguen al lago.
Sancionar a las industrias que no realicen un tratamiento con sus desechos pero a la vez darles asesoría en la forma de volver a aprovechar materia prima previamente utilizada, como se hace en otras industrias alrededor de mundo.

lunes, 2 de noviembre de 2009

Estudio de Caso Mezquital, Mexico

En los siguientes link se muesta el estudio de caso del Valle El Mezquital de Mexico, sobre el problema que tuvieron con el uso de las aguas negras para riego.

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domingo, 1 de noviembre de 2009

Mapas de la cuenca Maria Linda, Guatemala

La cuenca del Río María Linda
La cuenca del río María Linda está situada en los departamentos de Sacatepéquez, Guatemala. Santa Rosa y Escuintla. Dentro de ella esta ubicada la parte sur del Valle de Guatemala, asi como dos de los centros urbanos e industriales más importantes de la República, que son las ciudades de Guatemala y Escuintla. También están dentro de ellas el Lago de Amatitlán y los Puertos de San José e Itzapa, que son algunos de los lugares de mayor atractivo para el turismo local.

Tiene un área aproximada de 2,780 km cuadrados, siendo la más extensa de la vertiente del Pacífico. Su punto más elevado es de 3760 msnm y está en el crater del volcán de Agua, en la divisoria superficial de la cuenca. Dentro de esta área, además del lago de Amatitlán, están las lagunas de Calderas y El pino, también diversas lagunetas, las cuales se encuentran cecanas a la zona de inunadación.

El lago de Amatitlán, como se dijo anteriormente es uno de los principales centros recreativos, se encuentra a 26 kms de la ciudad capital por la carretera CA-9. Su profundidad promedio es de 18.27 m y la máxima es de 33 m; su extensión es de 15 kilometros cuadrados, con un volumen de 0.283 kilometros cúbicos y está a 1118 msnm. Su afluente principal lo constituye el río Villalobos y desagua en forma controlada a través de su desague natural, el río Michatoya. Es utilizado como embalse para las plantas de Palín, San Luis, El Salto y Júrun Marinala, asi como para la planta termoeléctrica de laguna. A su alrededor se hallan diversos centros recreativos que constituyen uno de los lugares con mayor potencial para la recreación.
La cuenca del río María Linda tiene dos brazos princiaples que son el río Michatoya y el Aguacapa, que al unirse forman el río María Linda en la palnicie costera. Su topografia es montañosa en la parte Norte, hasta el limite sur del valle de Guatemala, localizado en Palín, y la de una planicie costera al sur de esta zona.


Acontinuación se muestran los mapas de la cuenca María Linda, Pertenece a la vertiente del Pacífico.

Los mapas están a escala 1:250,000 en hojas tamaño A2

Mapa de la cuenca María Linda


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Mapa de ríos


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Mapa de limites departamentales que comprenden la cuenca


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Mapa de limites municipales que conforman la cuenca


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Mapa de vías de comunicación de la cuenca


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Mapa de urbanizaciones de la cuenca


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Mapa de isoyetas de la cuenca


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Mapa de curvas de nivel de la cuenca


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Mapa de lineas de transmisión eléctrica de la cuenca


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