Aguas Subterraneas Veracruz

Universidad Autnoma Metropolitana Unidad Iztapalapa

Ciencias Bsicas e Ingeniera Departamento de Ingeniera de Procesos e Hidrulica

Ingeniera Hidrolgica

Proyecto terminal Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez

Zamora y Tecolutla, Ver.

Realizado por: Ins Espinoza Ramos

Asesores

Marco Antonio Jacobo Villa Horst Blasig Schlotfeldt

Mxico, D. F. Diciembre de 2006

Agradecimientos Se agradece a la Comisin Municipal de Agua Potable y Saneamiento de Gutirrez Zamora, Ver., en particular al Ing. Jos Simn Cruz Gonzlez y al Sr. Amadeo Cruz Lpez, por todo el apoyo brindado para llevar a cabo este trabajo.

Contenido 1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12. Aspectos fsicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.1 Localizacin del rea de inters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.2 Climatologa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.3 Fisiografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.4 Geologa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.5 Uso de suelo y vegetacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.6 Hidrologa superficial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.7 Hidrologa subterrnea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3. Aspectos socioeconmicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.1 Poblacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.2 Actividades socioeconmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4. Disponibilidad del agua subterrnea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 4.1 Modelo conceptual de funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.2 Elevacin del nivel esttico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4.3 Profundidad del nivel esttico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4.4 Evolucin del nivel esttico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.5 Balance hidrolgico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

5. Conclusiones y comentarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Anexos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35A1 Datos hidrogeolgicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

A1.1 Piezometra de 1981 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

A1.2 Piezometra de 2005 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

A2 Registro fotogrfico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos

1. Introduccin El crecimiento poblacional de Papantla, Gutirrez Zamora y Tecolutla, as como el

desarrollo de actividades productivas en los alrededores, conlleva un incremento

continuo de la demanda de agua para cubrir los requerimientos de los usos domstico,

pblico urbano, agrcola, pecuario, ecolgico, etc., sin embargo la disponibilidad est

limitada por la cantidad y calidad de las fuentes de abastecimiento, que se restringen

bsicamente al tramo de descarga del ro Tecolutla y al agua subterrnea que se puede

encontrar en las partes bajas de esa subcuenca.

En el tramo de inters del ro Tecolutla se tiene una alta variabilidad temporal en los

escurrimientos y no se cuenta con la infraestructura para su control y aprovechamiento;

adems, es vulnerable a la contaminacin, ya que conduce las descargas de los

diferentes usuarios que se encuentran aguas arriba. La otra fuente de abasto en cuenca

propia corresponde al agua subterrnea pero no se cuenta con una estimacin

actualizada de su disponibilidad.

El objetivo de este trabajo es precisamente estimar la disponibilidad del agua

subterrnea en la unidad hidrolgica correspondiente al tramo del ro Tecolutla

comprendido entre el puente El Remolino y el puente de la poblacin de Gutirrez

Zamora. Para ello fue necesario llevar a cabo la recopilacin y anlisis de los datos

hidrometeorolgicos as como de la informacin contenida en estudios geohidrolgicos

y de calidad del agua. Adems, se actualiz la piezometra en algunas de las norias,

pozos y galeras que actualmente abastecen la demanda de agua para todos los usos.

1


2


2. Aspectos fsicos 2.1. Localizacin del rea de inters El rea de estudio se localiza en la porcin norte-oriental del Estado de Veracruz y est

comprendida entre los 2025 y 2035 de latitud norte y 97 00 y 97 10 de longitud

oeste. Pertenece al sistema fluvial Necaxa-Apulco-Tecolutla, el cual a su vez se

encuentra dentro de los lmites de la Regin Hidrolgica 27, Norte de Veracruz. En la

figura 2.1 se muestra un esquema con los lmites hidrolgicos y la representacin

hidrogrfica.

Figura 2.1. Localizacin de la zona de estudio.

2.2. Climatologa En la parte occidental del rea de inters se encuentra un clima clido-subhmedo con

lluvias en verano, con una lmina de lluvia en el mes ms seco mayor de 60 mm, un

porcentaje de lluvia invernal entre 5 y 10.2 con respecto al valor anual, un grado de

humedad intermedio y el cociente P/T entre 43.2 y 55.3. En la porcin oriental se tiene

un clima clido-hmedo con lluvias en verano.

3


La temperatura media anual en el rea es de 23.5 C, con valores mnimos en los

meses de diciembre a febrero con un promedio de 18.6 C, mientras que los valores

mximos ocurren de mayo a septiembre con valores promedio de 28.3 C.

La precipitacin anual acumulada varia entre 1,066 a 1,584 mm; los valores de lmina

mxima, entre 93 y 364 mm, se presentan de junio a septiembre, mientras que los

valores mnimos, entre 33 y 70 mm, ocurren de diciembre a abril. En las partes altas de

la sierra se registran valores tan altos de lmina anual de 4,237 mm (estacin

Cuetzalan).

La evaporacin media anual se estima alrededor de los 1200 mm; los valores mximos

se registran de mayo a agosto y los mnimos de noviembre a febrero.

Cabe mencionar que la zona de inters es vulnerable a las inundaciones debido a la

ocurrencia de avenidas generadas por las intensas lluvias asociadas con la frecuente

presencia de depresiones y tormentas tropicales, as como de huracanes.

En la tabla 2.1 se muestran algunas de las estaciones climatolgicas relacionadas con

la zona de estudio. En las tablas 2.2, 2.3 y 2.4 se presentan los valores promedio

mensuales de temperatura observada, lmina de lluvia y lmina de evaporacin,

respectivamente. ESTACION CLAVE LATITUD LONGITUD ALTURA (msnm)

PAPANTLA DE OLARTE, VER. 29-0840 2027 9719 298

TECOLUTLA, VER. 29-0855 2030 9701 3

CUETZALAN DEL PROGRESO, PUE. 20-0584 2002 9731 980

EL ROSARIO, PUE. 20-0606 2000 9718 685

FANAL DE NAUTLA, VER. 29-0834 2004 9703 151

MARTINEZ DE LA TORRE, VER. 29-0831 2004 9703 152

POZA RICA DE HIDALGO, VER. 29-0843 2033 9728 150

PROGRESO DE ZARAGOZA, VER. 29-0844 2017 9740 260 Tabla 3.1 Estaciones climatolgicas asociadas.

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ESTACION ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUAL

PAPANTLA 18.3 19.6 22.2 25.7 27.4 27.7 27.1 27.7 26.7 24.7 21.7 19.4 23.9 TECOLUTLA 17.9 19.2 21.2 24.4 26.1 26.9 26.5 26.9 26.0 23.8 21.0 18.8 23.2 FANAL DE NAUTLA 19.2 20.1 21.9 24.4 26.0 26.0 25.8 26.3 25.3 24.1 22.1 19.9 23.4

MARTINEZ DE LA TORRE 18.6 19.8 22.0 25.5 27.5 27.7 26.7 27.4 26.4 24.5 21.3 19.0 23.0

POZA RICA DE HIDALGO 18.7 20.0 21.8 26.1 27.0 28.1 27.5 27.6 26.9 25.0 21.7 19.5 24.1

EL ROSARIO CUETZALA DEL PROGRESO 15.6 17.2 19.3 21.9 23.8 23.8 22.5 23.2 22.5 20.5 18.5 16.6 20.4

PROGRESO DE ZARAGOZA

Tabla 2.2. Temperatura observada promedio mensual, en C.

ESTACION ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUAL

PAPANTLA 33.5 33.5 60.0 48.8 60.0 133.0 99.0 93.7 232.0 1222 115.0 54.7 1066.0 TECOLUTLA 44.4 57.8 75.1 55.5 75.1 153.8 154.7 154.5 364.1 2618 114.5 62.2 1584.1 FANAL DE NAUTLA 53.3 50.6 55.5 56.6 55.5 121.9 139.2 93.0 233.5 1554 105.1 69.5 1204.0

MARTINEZ DE LA TORRE 64.3 66.4 87.6 70.8 87.6 119.7 141.7 109.6 308.1 2054 160.1 102.6 1513.7

POZA RICA DE HIDALGO 27.8 28.8 63.4 46.8 63.4 171.7 129.4 142.8 220.4 1367 81.2 53.7 1129.0

EL ROSARIO 1544 1131 223.9 174.2 223.0 524.3 634.1 574.9 747.0 3585 336.1 194.6 4186.2 CUETZALA DEL PROGRESO

1612 1342 218.0 196.5 218.0 504.2 633.6 490.2 753.8 4744 327.7 185.0 4327.9


75.1 65.3 164.0 113.0 164.0 329.6 373.5 352.2 457.2 2370 129.1 88.2 2471.1

Tabla 2.3. Lmina de lluvia promedio mensual, en mm.

ESTACION ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALPAPANTLA TECOLUTLA FANAL DE NAUTLA

MARTINEZ DE LA TORRE 61.2 68.9 78.4 116.8 143.4 150.6 135.1 144.7 118.2 103.4 69.1 61.7 1251.5

POZA RICA DE HIDALGO 51.9 63.5 91.0 120.0 145.9 134.1 129.9 126.9 106.9 94.7 67.8 49.4 1182.9

EL ROSARIO CUETZALA DEL PROGRESO


Tabla 2.4. Lmina de evaporacin promedio mensual, en mm.

2.3. Fisiografa El rea estudiada queda ubicada dentro de la Provincia Fisiogrfica denominada

Llanura Costera del Golfo de Mxico. El relieve topogrfico del rea est formado por

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lomeros suaves de poca altura que no sobrepasan los 250 msnm. A lo largo del Ro

Tecolutla y dentro de la zona de estudio se forman tres extensas planicies de

inundacin; una localizada cerca del poblado Agua Dulce, otra contigua a Ignacio

Muoz y la ltima entre Gutirrez Zamora y Tecolutla, que en s, forma parte de la

planicie costera; su forma es alargada e irregular y estn rellenas principalmente por

aluvin y en menor cantidad por tobas pumticas.

En el tramo de descarga del Ro Tecolutla se aprecian algunos meandros.

2.4. Geologa Las unidades litolgicas expuestas en la regin de estudio, consisten en su mayora de

rocas sedimentarias clsticas marinas pertenecientes a la Formacin Tuxpan del

Cenozoico y a conglomerados y sedimentos aluviales del Cuaternario. Adems de

estas rocas, tambin afloran rocas gneas pero en menor proporcin (SARH, 1981).

Terciario

Formacin Tuxpan. En su parte inferior est constituida por areniscas de grano medio a

fino; lentes de conglomerados olimcticos de calizas, empacadas en su mayora por una

matriz arcillosa; areniscas calcreas y lutitas. Cerca del puente El Remolino se

encuentra un horizonte tobceo arenoso de color verde claro, nterestratificado entre

areniscas y un horizonte fosilfero de 10 a 15 cm de espesor. Se logr determinar que

existe sobre todo en la porcin inferior de dicha unidad, cambios litolgicos laterales,

as como acuamientos y adelgazamientos en el espesor de los conglomerados y

areniscas.

Cuaternario

Rocas gneas Extrusivas Bsicas. En la porcin meridional se extiende una meseta de

forma alargada, constituida de un derrame de basalto. Tiene una extensin de unos 20

km de largo por 1.5 km en su porcin mas ancha. El derrame de basalto est formado

por muy escasos cristales fanerticos de olivino y una matriz de cristales afanticos.

Presenta un color gris oscuro, con una estructura muy vesicular con orificios entre 3 a

10 cm de dimetro; asimismo, se encuentra afectado por fracturas. En algunas

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porciones presenta un color rojizo por el intemperismo. Existen horizontes de roca

masiva y sana, por lo que se supone que hubo tres emisiones. El espesor de esta

unidad es de aproximadamente 10 m.

Conglomerados Polimcticos. Los conglomerados recientes tienen una reducida

distribucin. Se observan exclusivamente al sureste del rea, en una franja de unos 3 a

4 km de ancho, paralela a la costa y al sur de Gutirrez Zamora. La unidad est

formada por un conglomerado polimctico con fragmentos de 15 a 20 cm de dimetro,

empacados en una matriz arcillo-arenosa y arenosa sin clasificar. Este material est

constituido por fragmentos redondeados de diferentes tipos de rocas, tanto

sedimentarias (calizas en su mayora), como gneas y algunas metamrficas. Estos

depsitos continentales estn descansando en forma discordante sobre la unidad

superior de la Formacin Tuxpan. El espesor no es muy potente, midiendo en trminos

generales unos 3 a 4 m, pero que pueden llegar a medir hasta 10 m.

Tobas Pumticas. Sobre las zonas topogrficas bajas y principalmente hacia el sur del

ro Tecolutla, se observan afloramientos aislados de tobas cubriendo en ocasiones

superficies de cientos de hectreas. Todos estos afloramientos presentan

caractersticas litolgicas y morfolgicas semejantes por lo que se supone se originaron

por el mismo evento volcnico, adems de que sobreyacen a las rocas del Pos-

Mioceno. El evento volcnico que dio origen a los piroclastos de la regin debi haber

sido muy importante, por la extensa distribucin de estas rocas, cubriendo amplias

zonas al sur del rea de estudio. Las tobas pumticas estn expuestas en los

alrededores de los poblados de Agua Dulce, Pueblillo y en la zona central del rea de

estudio. Las rocas tienen una textura piroclastica y estn formadas por capas de una

toba pumtica, de color blanco y crema, amarillento que intemperiza a caf claro. Los

fragmentos estn constituidos principalmente por arenas de grano grueso de pmez y

cristales de feldespatos, adems, pero en menor cantidad de bloques de pmez. La

cementacin y compactacin no es muy buena, pues en algunos sitios pueden

disgregarse con la mano. Sin embargo, en otros los fragmentos de pmez estn

incluidos en una matriz semidura difcil de disgregar, formada por los mismos materiales

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triturados y vidrios. El espesor de estos piroclasticos en todos los afloramientos es muy

similar, del orden de los 10 m.

Los piroclasticos, se encuentran descansando en forma discordante sobre el Terciario y

en otros sitios sobre los sedimentos aluviales de la planicie de inundacin del ro

Tecolutla. Las tobas pumticas, por su posicin estratigrfica y a que se encuentran

descansando sobre los sedimentos de la planicie de inundacin del ro Tecolutla, se les

asigna una edad reciente dentro del Cuaternario.

Areniscas Tobceas. Hacia la costa y al sur de Gutirrez Zamora, afloran unas

areniscas tobceas constituidas por limos, arenas de grano fino y cenizas tambin de

grano fino, depositadas en un medio marino. Estas rocas no tienen una distribucin muy

amplia, pues no se observ que afloraran en otros sitios. Son de color blanco e

intemperizan a color crema amarillo y rojo ocre.

2.5. Uso de suelo y vegetacin El tipo de vegetacin mas difundido en la zona es el bosque tropical perennifolio. Los

suelos de este tipo de vegetacin son ricos en materia orgnica; en los horizontes

superiores y por sus condiciones climticas favorables, puede dedicarse a la agricultura

durante todo el ao, sin necesidad de riego. Esta condicin se concentra principalmente

en suelos profundos, a lo largo de las vegas de los ros y en otros terrenos aluviales.

En la zona de los bosques tropicales, otro tipo de uso de la tierra es el de transformar

los terrenos en pastizales; cuando se siembra pasto inducido, se puede mantener una

ganadera vigorosa.

Los ecosistemas que coexisten en el municipio de Tecolutla, son el de tipo arbolado de

crecimiento muy rpido y de madera blanda como el guarumbo y chancarro; tambin se

encuentra jonote, guanacaxtle y sangrado. Los ecosistemas que coexisten en el

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municipio de Gutirrez Zamora, son el de bosque mediano o bajo tropical con

chicozapote, caoba y puct.

2.6. Hidrologa superficial El rea de estudio se encuentra dentro de la Regin Hidrolgica 27 Norte de Veracruz.

Se trata de vertientes que descargan al Golfo de Mxico. Los ros que la integran son

Tuxpan, Cazones, Tecolutla, Nautla, Misantla y Colipa; asimismo se encuentran otros

cuerpos de agua tales como lagunas, esteros y corrientes menores. La extensin de la

regin es de 26,592 km2, con una precipitacin media anual de 1,575 mm y un

escurrimiento natural medio superficial interno de 16,034 hm3 (CNA, 2005)

El ro Tecolutla nace en la Sierra de Puebla. Los afluentes principales del son los ros

Xiucayucan, Tecuantepec y Laxaxalpan, en el curso medio. Este gran Ro recibe

aportaciones del Arroyo Joloapan, as como del Ro Chichicatzapa ya cerca de su

desembocadura; donde finalmente descarga en la Barra de Tecolutla. El escurrimiento

natural medio superficial es de 6,885 hm3, asociado a una superficie de la cuenca de

7,903 km2 y una longitud de desarrollo de 375 km.

En el tramo de inters se estima que escurre un volumen medio anual de 5,417.8 hm3,

con un gasto promedio anual de 171.80 m3/seg. El gasto mximo registrado ha sido del

orden de 4,000 m3/s, mientras que el mnimo fue de 16.9 m3/s. En la figura 2.2 se

muestra el esquema representativo con el parteaguas de la subcuenca en donde se

ubica la zona de inters.

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Figura 2.2. Subcuenca del ro Tecolutla donde se encuentra el acufero de inters.

2.7. Hidrologa subterrnea La Comisin Nacional del Agua tiene identificados 20 acuferos en el estado de

Veracruz, los cuales se clasifican de acuerdo con su permeabilidad en potencial bajo,

medio y alto. La zona de inters se encuentra en el acufero 3004, el cual se clasifica en

general como de potencial medio, como se puede apreciar en la figura 2.3. La

distribucin espacial del medio hidrogeolgico se muestra en la figura 2.4. En esta

representacin se puede apreciar que el acufero est constituido bsicamente de

material no consolidado de permeabilidad media alta, abarcando el 30% de la superficie

de la unidad hidrolgica, mientras que el restante 70% corresponde a un material

consolidado de permeabilidad baja media.

Al considera los detalles geolgicos de la zona se tiene la descripcin por cada

Formacin:

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La colada de basalto presenta una buena permeabilidad secundaria, pero debido a su

situacin estructural y topogrfica, as como su reducido espesor y amplitud, el agua

infiltrada no es retenida y escurre a los lados del derrame al entrar en contacto con la

Formacin Tuxpan, que se considera de baja permeabilidad; adems, el rea de

recarga es pequea, por lo que la descarga no es de importancia.

Los conglomerados polimcticos pueden ser muy permeables, pero no puede

considerarse un buen almacenamiento debido a su posicin topogrfica, inclinacin con

el contacto de la Formacin Tuxpan, lo que favorece al escurrimiento en detrimento de

la infiltracin, as como por lo reducido de su extensin y espesor.

Las tobas pumticas tienen una permeabilidad muy alta debido a su granulometra y

porosidad de las vesculas existentes, sin embargo, su espesor es muy reducido. En los

sitios en que la toba se encuentra sobre el aluvin de las planicies de inundacin, se

considera zona de recarga proveniente del ro Tecolutla, pero en los lugares en que

est sobreyaciendo a la Formacin Tuxpan, se favorece al escurrimiento sobre la

infiltracin.

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Figura 2.3. Acuferos en el estado de Veracruz (Jacobo, 2006).

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Figura 2.4. Distribucin espacial de las unidades hidrogeolgicas de acuerdo con su

permeabilidad (Jacobo, 2006).

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3. Aspectos socioeconmicos 3.1. Poblacin La poblacin total en los tres municipios asociados con la zona de inters, de acuerdo

con los resultados del censo de 2000, son los siguientes: En Papantla 170,304

habitantes; en Gutirrez Zamora 26,413 habitantes y Tecolutla 25,681 habitantes.

La poblacin econmicamente activa suma 55,006 habitantes en Papantla, 9,127

habitantes en Gutirrez Zamora y 8,647 habitantes en Tecolutla. De este total se tiene

que en Papantla 22,665 habitantes se dedican a las actividades del sector primario,

9,546 habitantes en el sector secundario y 22,795 habitantes en el terciario. En

Gutirrez Zamora 3,452 habitantes se emplean en el sector primario, 1,382 habitantes

en el secundario y 4,293 habitantes en el terciario. En Tecolutla 4,886 habitantes se

dedican a las actividades del sector primario, 1,051 habitantes en el secundario y 2,710

habitantes en el sector terciario.

3.2. Actividades socioeconmicas La actividad econmica principal es la agricultura y la ganadera. La produccin agrcola

se basa en el cultivo de ctricos, principalmente naranja, pltano, Ceiba, vainilla y maz.

En Papantla se destaca la ganadera, bsicamente bovino y porcino. En la parte sur del

municipio de Tecolutla la pesca es una actividad relevante.

En cuanto a las actividades industriales, la nica importante en la regin es Petrleos

Mexicanos, cuenta con los campos de Boca de Lima, Gutirrez Zamora, Vicente

Guerrero, Miguel Hidalgo, Tecolutla, Ignacio Allende y el de San Andrs.

El comercio y los servicios se desarrollan primordialmente en las ciudades de Papantla,

Tecolutla y Gutirrez Zamora que son las ms importantes de la zona.

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4. Disponibilidad del agua subterrnea 4.1. Modelo conceptual de funcionamiento El acufero en la zona de inters se considera del tipo libre, conformado por gravas y

gravillas en material arenoso fino a medio, el cual vara en espesor entre 10 y 20 m en

algunas zonas cercanas al cauce del ro Tecolutla, disminuyendo hasta hacerse nulo en

direccin de las mrgenes derecha e izquierda. El principal aporte proviene de la

infiltracin y percolacin a travs del cauce, de modo que su variacin es temporal y

coincide con el funcionamiento hidrolgico de este cuerpo de agua; una segunda

aportacin, aunque de menor importancia se identifica en la parte norte, en la margen

derecha; y finalmente un aporte menor se ubica en la parte sur, correspondiendo a la

margen derecha.

En algunas zonas se identifica una capa somera formada por arenas y arcillas,

reduciendo la capacidad de infiltracin; el basamento corresponde a un estrato de

arcillas compactas de baja conductividad hidrulica y que se encuentra a profundidades

mayores que varan entre los 15 y 25 m, aunque en algunas zonas se encuentran

valores de hasta 35 m. Esta variacin espacial es bastante comn en este tipo de

ambientes geomorfolgicos.

En la figura 4.1 se muestra el lmite considerado para el acufero, el cual corresponde

aproximadamente con la cota topogrfica de 40 msnm.

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Figura 4.1. Lmites del acufero de inters.

Con los datos de slidos totales disueltos obtenidos en 1981, se traz el mapa de

curvas de igual valor. Los valores de menos de 500 ppm son indicadores de un aporte

del ro al agua subterrnea. En la parte sur del acufero se encuentran valores menores

a 300 ppm; en la parte centro los valores no rebasan los 400 ppm. Los valores mayores

a 500 ppm se encuentran en la parte occidental de la unidad. En la figura 4.2 se

muestra el mapa correspondiente.

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Figura 4.2. Curvas de igual contenido de slidos totales disueltos, en ppm. 1981.

La informacin de calidad del agua para 2004 se restringe a cinco obras de captacin,

en las cuales se llev a cabo un muestreo efectuado el 2 de septiembre de 2004. Las

caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas analizadas fueron el pH, la conductividad

elctrica, los slidos totales disueltos, las concentraciones de algunos de los iones

(cloruros, hierro, fluoruros, nitratos, nitritos y sulfatos), la dureza total como CaCO3 y

coliformes totales y fecales. En la tabla 4.1 se muestran los valores registrados; en la

ltima fila se presentan los valores de la norma de calidad de agua para consumo

humano. La Noria y el pozo Tecolutla estn fuera de la norma en lo que respecta a los

slidos totales disueltos, concentracin de cloruros; en cuanto a la dureza total se tiene

que el pozo Tecolutla queda fuera de la norma. En las cinco obras se encontr que

tanto el contenido de hierro, as como los coliformes totales y fecales estn fuera de la

norma. En el caso del pozo Tecolutla se tiene la afectacin por intrusin salina, debido

a que se ubica cerca de la lnea de costa. El agua del ro est contaminada con aguas

residuales, de modo que en el acufero se encuentran coliformes totales y fecales,

siendo obligada la potabilizacin. El aparentemente alto contenido de hierro se puede

deber al ataque qumico del agua sobre las rocas sedimentarias; cabe sealar que en la

bibliografa especializada (Custodio y Llamas, 1983) se reporta que el contenido del

hierro en aguas naturales no rebasa las 10 ppm.

19


Obra pH Cond.

elctrica, mhos/cm

STD, ppm

Cl-, mg/l

Durezatotal

CaCO3,mg/l

Fe, mg/l F

-, mg/l NO3, mg/l NO2, mg/l

SO4-2, mg/l

Coliformes totales,

NMP/100ml

Coliformes fecales,

NMP/100ml

Noria 7.17 1979 1180 415.5 386.1 0.55


Tiempo, min Nivel esttico, m Nivel dinmico, m Abatimiento, m 0 6.72 8.87 2.15 1 6.72 8.71 1.99 2 6.72 8.55 1.83 3 6.72 8.41 1.69 4 6.72 8.21 1.56 5 6.72 8.14 1.42 7 6.72 7.92 1.20 10 6.72 7.73 1.01 15 6.72 7.54 0.82 20 6.72 7.4 0.68 30 6.72 7.19 0.47 50 6.72 6.92 0.20 60 6.72 6.85 0.13 75 6.72 6.79 0.07

Tabla 4.2. Prueba de bombeo en etapa de recuperacin de La Noria (12 de mayo de

2000).

Hora Velocidad angular, rpm Nivel dinmico,

m Gasto, l/s

8:00 800 4.05 8:30 800 6.51 17.81 9:00 800 6.49 17.81

10:00 800 6.5 17.81 10:00 900 11:00 900 7.21 20.54 12:00 900 7.20 20.54 12:00 1000 13:00 1000 7.73 24.12 14:00 1000 7.74 24.12 14:00 1100 15:00 1100 8.57 27.21 16:00 1100 8.58 27.21 16:00 1200 17:00 1200 9.69 29.08 18:00 1200 9.68 29.08 18:00 1300 19:00 1300 10.31 20.85

Tabla 4.3. Prueba escalonada en el pozo 4 (2 de junio de 2000).

Los datos representativos obtenidos de la bibliografa especializada (Domenico y

Schwartz, 1990) se muestran en la tabla 4.4. Al material asociado con las partes de

pendiente menor se les asigna una textura de arenas medias, mientras que al material

ubicado en los alrededores del lmite definido del acufero se le asigna una textura

arcilloarenoso.

21


Material K, m/s SyArena media 9X10-7-5X10-4 0.15-0.32

Arcilloarenoso 1X10-9-2X10-5 0.03-0.12

Tabla 4.4. Caractersticas hidrogeolgicas representativas (Domenico y Schwartz,

1990).

4.2. Elevacin del nivel esttico Una de las principales caractersticas hidrogeolgicas es la elevacin del nivel esttico;

esta variable se determina restando al valor de la profundidad del nivel esttico la cota

topogrfica del terreno en donde se ubica la el pozo o noria. Con la finalidad de evaluar

la evolucin del acufero, se hizo uso de la informacin contenida en el estudio de la

SARH, 1981, as como de las mediciones del nivel esttico obtenidos en el recorrido de

campo realizado durante julio de 2005; a partir de la informacin piezomtrica

disponible, se construyeron los dos mapas mostrados en las figuras. Los datos

tabulados se presentan en el anexo correspondiente. Se trazaron dos mapas, los

cuales se muestran en las figuras 4.3 y 4.4, respectivamente. Cabe mencionar que al

no contar con una topografa detallada se consider un valor medio de 20 msnm para la

parte plana del acufero, mientras que el cauce se consider con un desnivel de 4 m

con respecto al nivel medio del terreno.

En 1981 se identifican tres zonas de entrada lateral, al norte, oeste y sur; las salidas se

concentran en la parte centro y este, donde se encuentra la curva de 5 msnm. En 2005

se presenta una configuracin muy similar, con la diferencia que el menor nivel esttico

corresponde a 4 msnm y la curva de 12 msnm se extiende en una superficie mayor que

en el caso de 1981.

22


Figura 4.3. Curvas de igual elevacin del nivel esttico para 1981.

Figura 4.4. Curvas de igual elevacin del nivel esttico para 2005.

4.3. Profundidad del nivel esttico La profundidad del nivel esttico se obtiene al medir con una sonda la profundidad; en

este caso se resta el valor de la altura del brocal. Se trazaron las curvas

correspondientes a los aos 1981 y 2005; los mapas respectivos se muestran en las

figuras 4.5 y 4.6.

23


En 1981 se identifica un valor de ms de 16 m de profundidad, lo que puede estar

asociado a una obra localizada en la parte alta de una duna o loma. En el resto de las

norias se pueden apreciar profundidades entre los 4 y 10 m a partir de la superficie del

terreno. En 2005 las profundidades en la parte centro del acufero se incrementaron

entre 2 m y 4 m con respecto a los valores registrados en 1981.

Figura 4.5. Curvas de igual profundidad del nivel esttico para 1981.

Figura 4.6. Curvas de igual profundidad del nivel esttico para 2005.

24


4.4. Evolucin del nivel esttico La evolucin del nivel esttico se obtiene al comparar las curvas de elevacin o

profundidad del nivel esttico para diferentes aos. En este caso se comparan las

curvas de igual elevacin del nivel esttico de 1981 con las de 2005. Si las curvas

resultan ser de 0 m, entonces no se registr cambio alguno en el periodo; si son

positivas, entonces significa que existe un aporte en el periodo y por el contrario, si son

negativas, entonces se trata de abatimiento en los niveles. Como se puede apreciar en

la figura 4.7, en el que se muestra el mapa con las curvas de igual evolucin, el cambio

de almacenamiento es negativo en la parte centro sur del acufero.

Figura 4.7. Curvas de igual evolucin del nivel esttico 1981-2005.

4.5. Balance hidrolgico El balance hidrolgico corresponde a la ecuacin de continuidad:

tV

VV entoalmacenamisalidaentrada = (4.2)

donde Ventrada es el volumen de agua que entra al sistema por infiltracin y flujo

subterrneo horizontal, Vsalida el volumen de agua que sale por evaporacin-

evapotranspiracin, flujo subterrneo lateral y bombeo, y Valmacenamiento/t el cambio de almacenamiento en el intervalo de tiempo, que en este caso corresponde a 24 aos.

25


Las variables de entrada son el flujo subterrneo lateral y la infiltracin-percolacin del

ro al acufero; las variables de salida son el flujo subterrneo lateral y la extraccin por

bombeo. La evapotranspiracin alimentada por el acufero se considera despreciable

debido a que las profundidades del nivel esttico son mayores a los 4 m.

El flujo lateral de entrada y salida se estima aplicando la ecuacin de Darcy en las

redes de flujo, las cuales se construyen con las curvas de igual elevacin del nivel

esttico, que es de la forma

bLlHKQ

= (4.3)

donde Q es el gasto asociado a una celda; K la conductividad hidrulica, que para este

caso particular se considera un valor promedio de 1.73X10-4 m/s; h la diferencia entre las curvas de elevacin del nivel esttico que limitan a la celda; l la distancia representativa que hay entre las curvas de elevacin del nivel esttico que delimitan a

la celda; b el espesor representativo del acufero, que para la zona central se considera

de 30 m, mientras que en el resto de la superficie es de 20 m; y L el ancho

representativo de la celda.

Para la configuracin de 1981 se construyeron seis celdas de entrada y tres de salida,

mientras que para 2005 se tienen 11 celdas de entrada y cuatro de salida. En las

figuras 4.8 y 4.9 se muestran las redes de flujo respectivas. Los resultados de aplicar la

ecuacin 4.3 a cada una de las celdas para los dos aos considerados se muestra en la

tabla 4.5.

26


Figura 4.8. Red de flujo para 1981.

Figura 4.9. Red de flujo para 2005.

27


Celda L, m l, m h, m K, m/s b, m Q, m3/s E1 2350.6 409.2 5 1.73X10-4 20 9.95X10-2 E2 4850.8 944.4 5 1.73X10-4 20 8.90X10-2 E3 2513.1 409.4 5 1.73X10-4 20 1.06X10-1 E4 1924.3 291.2 5 1.73X10-4 20 1.14X10-1 E5 2207.6 221.0 5 1.73X10-4 20 1.73X10-1 Suma E6 963.5 621.2 5 1.73X10-4 20 2.69X10-2 6.09X10-1

S1 3896.2 937.3 5 1.73X10-4 30 1.08X10-1 S2 2034.4 734.6 5 1.73X10-4 30 7.19X10-2 Suma

1981

S3 2045.8 400.7 5 1.73X10-4 30 1.33X10-1 3.13X10-1

Celda L, m l, m h, m K, m/s b, m Q, m3/s E1 1728.7 836.7 2 1.73X10-4 20 1.43X10-2 E2 1241.8 413.6 2 1.73X10-4 20 2.08X10-2 E3 1956.5 277.0 2 1.73X10-4 20 4.89X10-2 E4 1291.0 473.4 2 1.73X10-4 20 1.89X10-2 E5 947.7 546.6 6 1.73X10-4 20 3.60X10-2 E6 1916.2 189.0 2 1.73X10-4 20 7.02X10-2 E7 2230.6 238.6 6 1.73X10-4 20 1.94X10-1 E8 2011.1 381.3 4 1.73X10-4 20 7.31X10-2 E9 1273.5 191.9 2 1.73X10-4 20 4.60X10-2

E10 2363.0 327.0 2 1.73X10-4 20 5.01X10-2 Suma E11 2485.8 712.2 2 1.73X10-4 20 2.42X10-2 5.97X10-1

S1 1204.3 1074.9 2 1.73X10-4 30 1.16X10-2 S2 1429.1 285.3 2 1.73X10-4 30 5.20X10-2 S3 1766.3 246.4 2 1.73X10-4 30 7.45X10-2 Suma

2005

S4 1033.5 544.0 2 1.73X10-4 30 1.97X10-2 1.58X10-1

Tabla 4.5. Estimacin del flujo subterrneo lateral.

La ecuacin 4.2 se transforma, considerando las variables de entrada y salida, como se

muestra a continuacin

tVBFSRFS SE

=+ (4.4)

donde FSE y FSS es el flujo del agua subterrnea que entra y sale lateralmente del

acufero, respectivamente; R la recarga vertical; B la extraccin por bombeo y tV el

cambio de almacenamiento en el intervalo de tiempo definido. El cambio de

almacenamiento se relaciona con el coeficiente de almacenamiento, S, de la manera

siguiente

hAVS

= (4.5)

28


donde A es la superficie afectada y h el cambio del nivel esttico.

El cambio de almacenamiento se estima a travs de las curvas de igual evolucin del

nivel esttico para los dos aos considerados: se miden las reas asociadas a las

curvas con valores positivos y negativos, los cuales corresponden a los volmenes de

descarga o recarga. Los resultados se muestran en la tabla 4.6.

El bombeo se estima a partir de la informacin de nmero de habitantes para 2000, que

en el municipio de Gutirrez Zamora se estima en 26413. Si se considera un consumo

promedio para la zona de 100 l/hab/da, entonces se tiene que al ao se deben ofrecer

alrededor de 964,075 m3 para uso domstico. En esta cifra no se incluyen los usos

agrcola e industrial, ni el aporte que pudiera todava se pudiera extraer del ro

Tecolutla.

Al sustituir la ecuacin (4.5) en la (4.4) y haciendo un arreglo de los trminos se llega a

la representacin lineal siguiente

tRhSAtBFSFS SE = )( (4.6)

Debido a que no se cuenta con la informacin de pruebas de bombeo para estimar el

rendimiento especfico, se consideran dos valores extremos caractersticos encontrados

en la bibliografa y que se presentan en la tabla 4.4.

Los resultados del balance se presentan en la tabla 4.7. La fila central corresponde al

valor promedio para el periodo de tiempo de 24 aos. El resultado de la recarga

corresponde a un valor promedio anual. Como se puede apreciar, de acuerdo con esta

estimacin preliminar el potencial del acufero es relativamente alto en lo que respecta a

la cantidad de agua, sin embargo considerando la presencia de coliformes en

prcticamente todas las muestras analizadas, la disponibilidad disminuye

considerablemente hasta que se considere la potabilizacin. Como se puede apreciar,

el espesor del acufero nicamente en algunas partes alcanza los 50 m, de modo que

29


una extraccin mayor asociada con un desarrollo industrial, agropecuario o turstico en

el futuro conllevara al agotamiento de esta reserva de agua.

Periodo Volumen de descarga, hm3Cambio de almacenamiento

promedio anual, hm3

1981-2005 -32.188 -1.341 Tabla 4.6. Cambio de almacenamiento del acufero en el periodo.

Ao FSe, hm3 FSs, hm3V/t,

hm3 B, hm3

(FSe-FSs-B)/t,

hm3/ao Sy

S*A*h/t, hm3/ao

R, hm3/ao

1981 19.205 9.871

456.384 178.248 -32.188 555.312 -11.5490.030.32

-0.040 -0.429

11.509 11.120

2005 18.827 4.983

Tabla 4.7. Balance de aguas subterrneas.

30


5. Conclusiones y comentarios En la zona de estudio no se tienen los suficientes estudios hidrolgicos que sirvan como

elemento para llevar a cabo las estimaciones necesarias para la planeacin de la

explotacin adecuada de las dos fuertes de abasto que se encuentran en la regin: el

agua del ro Tecolutla, que se encuentra contaminada, y el agua subterrnea, cuya

ocurrencia en cantidades aprovechables se restringe a aquellas extensiones asociadas

con depsitos de material aluvial de espesores que no rebasan los 50 m.

En esta primera estimacin, se puede apreciar que existe una recarga de 11 hm3/ao,

adems de una entrada por flujo lateral de 19 hm3/ao; las salidas por flujo lateral son

del orden de 7 hm3/ao. Cabe sealar que en los clculos efectuados se hicieron

suposiciones simplificatorias debido a la falta de los elementos que generalmente se

obtienen de pruebas de campo.

En una etapa siguiente se sugiere llevar a cabo las actividades que se indican a

continuacin:

Un censo de aprovechamientos, considerando las variables utilizadas en el Registro Pblico de Derechos del Agua, REPDA, de la Comisin Nacional del Agua

Llevar a cabo el levantamiento topogrfico para la nivelacin de los aprovechamientos

Realizar pruebas de aforo y bombeo en varias de las obras de captacin del agua subterrnea

Aplicar mtodos geofsicos en aquellas zonas donde no exista informacin, para determinar los espesores del material aluvial y configurar el basamento del sistema

hidrogeolgico de inters

Identificar por medio de fotografas areas recientes o imgenes de satlite los tipos de uso de suelo, esto con la finalidad de estimar la demanda de agua por usuario

Llevar a cabo el aforo en dos secciones del tramo del ro Tecolutla asociado con el acufero, ya que esto permitira cuantificar la relacin entre las dos unidades

hidrolgicas.

31


32


Referencias CNA - Comisin Nacional del agua. 2005. Estadsticas de agua en Mxico. Mxico Custodio, E. y Llamas, M. R. 1983. Hidrologa subterrnea. Editorial Omega, 2

edicin, Espaa

Domenico P.A. y Schwartz, F.W. 1990. Physical and chemical hydrogeology. Ed. John Wiley and Sons. Estados Unidos INEGI - Instituto Nacional de Geografa e

Informtica. 2004. Anuario Estadstico del Estado de Veracruz. Mxico

INEGI, Cartas Topogrficas escala 1:50,000, nmeros: F14D76, F14D75, F14D85, F14D86. Cartas Geolgica y de Aguas Superficiales escala 1:250,000 nmero: F14-

13.

Jacobo, M. A. 2006. El agua subterrnea en el estado de Veracruz-Llave. Trabajo indito en proceso de arbitraje

SARH Secretara de Agricultura y Recursos Hidrulicos. 1981. Estudio de Prospeccin Geohidrolgica del Ao 1981. Mxico

33


34


Anexos A1. Datos hidrogeolgicos A.1.1. Piezometra de 1981

Aprovechamiento Tipo Elevacin, msnm

Profundidad del nivel

esttico, m

Uso del agua

Tipo de equipo

Conductividad elctrica, mhos/m

STD, ppm

43 Noria 10.55 Domstico 1,830 788 47 Noria 10 7.70 Domstico 770 320 49 Noria 20 11.20 Abrevadero 1,340 568 51 Noria 12 8.50 Domstico 870 365 56 Noria 50 1.80 Domstico 760 320 59 Noria 30 2.50 Abrevadero Turbina 790 330 60 Noria 3.60 Domstico 1,250 530 61 Noria 20 7.00 Domstico Centrfuga 760 320 62 Noria 17 3.60 Domstico Turbina 890 375 63 Noria 19 4.00 Domstico Turbina 1,470 625 64 Noria 5.00 Turbina 1,090 460 65 Noria 20 5.60 1,290 545 66 Noria 2.50 1,570 670 67 Noria 1.50 Domstico 1,180 500 68 Noria 2.40 Domstico Turbina 720 300 91 Noria 38 11.80 Domstico 590 245 92 Noria 38 10.55 Domstico 1,120 475 93 Noria 15 2.10 Domstico 450 185 94 Noria 13 4.50 Domstico 1,060 445 95 Noria 10 9.20 Domstico 970 415 96 Noria 10.10 Domstico 910 385 97 Noria 25 13.20 600 250 98 Noria 10 10.85 Domstico 600 250 99 Noria 3.90 Turbina 950 405

100 Noria 12 17.87 Domstico 850 355 101 Noria 5 3.75 Domstico 930 395 104 Noria 1.90 950 405 113 Noria 1.85 Domstico 800 335

35


A.1.2. Piezometra de 2005

Aprovechamiento


esttico a partir del brocal, m

Nivel del

brocal, m


esttico, m

Elevacin del

terreno, msnm

Elevacin del nivel esttico,

m

Longitud norte,

Latitud oeste,

Longitud, UTM Latitud, UTM

1 4.02 0.46 3.960 10 6.50 97 06 59 20 25 45 696526.059 2259967.969

2 4.84 0.46 4.380 10 6.08 97 07 01 20 25 36 696471.256 2259690.540

3 2.7 0.77 1.930 90 88.84 97 11 13 20 27 46 689121.613 2263605.853

4 11.95 0.87 11.080 30 19.79 97 09 59 20 26 42 691288.354 2261661.663

5 5.2 0.65 4.550 60 56.10 97 07 41 20 26 55 695283.992 2262106.631

6 5.53 0.73 4.800 20 15.93 97 08 41 20 24 42 693591.011 2257996.962

7 7.23 0.815 6.415 20 14.40 97 09 04 20 24 39 692925.217 2257897.189

8 12.69 0.77 11.920 30 18.85 97 09 29 20 24 49 692196.949 2258196.553

9 9.32 0.73 8.590 20 12.14 97 10 03 20 25 01 691207.097 2258554.534

10 4.24 0.795 3.445 20 17.35 97 10 39 20 25 12 690159.651 2258881.174

11 6.90 0.76 6.140 20 14.62 97 10 41 20 25 13 690101.328 2258911.281

12 7.16 0.92 6.240 20 14.68 97 05 06 20 26 34 699784.340 2261512.732

13 3.2 0.64 2.560 20 18.08 97 05 25 20 27 00 699224.262 2262305.859

14 7.56 0.62 6.940 20 13.68 97 05 33 20 27 06 698990.225 2262487.670

15 7.64 0.85 6.790 40 34.06 97 05 09 20 27 32 699676.549 2263295.332

16 2.5 0.63 1.870 5 3.76 97 00 47 202 8 45 707243.410 2265630.706

17 3.98 0.65 3.330 0 -2.68 97 00 37 20 28 53 707530.238 2265880.251

36


A2. Registro fotogrfico

Barriles. Junio de 2005

Lomas Chicas. Junio de 2005

La Noria. Junio de 2005

37


Pozo 3. Junio de 2005



38



San Pablo. Junio de 2005

Zapotal. Junio de 2005

39

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