DXXVI REGIÓN HIDROLÓGICO-ADMINISTRATIVA “LERMA-SANTIAGO ...

DXXVI REGIÓN HIDROLÓGICO-ADMINISTRATIVA “LERMA-SANTIAGO-PACÍFICO"

CLAVE ACUÍFERO R DNCOM VCAS VEXTET DAS DÉFICIT

CIFRAS EN MILLONES DE METROS CÚBICOS ANUALES

ESTADO DE MICHOACÁN

1623 LA PIEDAD 68.6 0.1 65.678062 69.2 2.821938 0.000000

Comisión Nacional del Agua

Subdirección General Técnica

Gerencia de Aguas Subterráneas

Subgerencia de Evaluación y

Ordenamiento de Acuíferos

DETERMINACIÓN DE LA DISPONIBILIDAD DE AGUA EN

EL ACUÍFERO LA PIEDAD (1623), ESTADO DE

MICHOACÁN

México D.F., Noviembre de 2010

CONTENIDO

1. GENERALIDADES ....................................................................................................................................... 1

1.1. Localización .................................................................................................................................................. 1

1.2. Situación administrativa del acuífero ............................................................................................................ 3

2. ESTUDIOS TÉCNICOS REALIZADOS CON ANTERIORIDAD .................................................................. 3

3. FISIOGRAFÍA ............................................................................................................................................... 4

3.1. Provincia fisiográfica ..................................................................................................................................... 4

3.2. Clima ............................................................................................................................................................. 5

3.3. Hidrografía .................................................................................................................................................... 5

3.4. Geomorfología .............................................................................................................................................. 5

4. GEOLOGÍA ................................................................................................................................................... 6

4.1. Estratigrafía................................................................................................................................................... 7

4.2. Geología estructural ..................................................................................................................................... 8

4.3. Geología del subsuelo .................................................................................................................................. 9

5. HIDROGEOLOGÍA .....................................................................................................................................10

5.1. Tipo de acuífero ..........................................................................................................................................10

5.2. Parámetros hidráulicos ...............................................................................................................................11

5.3. Piezometría .................................................................................................................................................11

5.4. Comportamiento hidráulico .........................................................................................................................11

5.4.1. Profundidad al nivel estático ...................................................................................................................11

5.4.2. Elevación del nivel estático.....................................................................................................................13

5.4.3. Evolución del nivel estático.....................................................................................................................14

5.5. Hidrogeoquímica y calidad del agua subterránea ......................................................................................15

6. CENSO DE APROVECHAMIENTOS E HIDROMETRÍA ...........................................................................16

7. BALANCE DE AGUA SUBTERRÁNEA ......................................................................................................16

7.1. Entradas......................................................................................................................................................17

7.1.1. Recarga vertical (Rv) ..............................................................................................................................17

7.1.2. Entrada por flujo subterráneo horizontal (Eh).........................................................................................17

7.1.3. Recarga inducida (Ri) .............................................................................................................................18

7.2. Salidas ........................................................................................................................................................19

7.2.1. Salidas por flujo subterráneo horizontal (Sh) .........................................................................................19

7.2.2. Evapotranspiración (ETR) ......................................................................................................................19

7.2.3. Bombeo (B) .............................................................................................................................................21

7.2.4. Descarga por manantiales (Dm) .............................................................................................................21

7.3. Cambio de almacenamiento ∆V(S) ............................................................................................................21

8. DISPONIBILIDAD .......................................................................................................................................22

8.1. Recarga total media anual (Rt) ...................................................................................................................22

8.2. Descarga natural comprometida (DNCOM) ...............................................................................................22

8.3. Volumen concesionado de agua subterránea (VCAS) ...............................................................................23

8.4. Disponibilidad media anual de agua subterránea (DAS) ...........................................................................23

9. BIBLIOGRAFÍA ...........................................................................................................................................23

Determinación de la Disponibilidad de Agua en el Acuífero La Piedad, Estado de Michoacán

1

1. GENERALIDADES

Antecedentes

La Ley de Aguas Nacionales (LAN) y su Reglamento contemplan que la Comisión Nacional del Agua

(CONAGUA) debe publicar en el Diario Oficial de la Federación (DOF), la disponibilidad de las aguas

nacionales, en el caso de las aguas subterráneas esto debe ser por acuífero, de acuerdo con los

estudios técnicos correspondientes y conforme a los lineamientos que considera la Norma Oficial

Mexicana NOM-011-CONAGUA-2000 “Norma Oficial Mexicana que establece el método para

determinar la disponibilidad media anual de las aguas nacionales”. Esta norma ha sido preparada por

un grupo de especialistas de la iniciativa privada, instituciones académicas, asociaciones de

profesionales, gobiernos estatales y municipales y de la CONAGUA.

La NOM establece para el cálculo de la disponibilidad de aguas subterráneas la realización de un

balance de las mismas donde se defina de manera precisa la recarga, de ésta deducir los volúmenes

comprometidos con otros acuíferos, la demanda de los ecosistemas y el volumen concesionado

vigente en el Registro Público de Derechos del Agua (REPDA).

Los resultados técnicos que se publiquen deberán estar respaldados por un documento en el que se

sintetice la información, se especifique claramente el balance de aguas subterráneas y la

disponibilidad de agua subterránea susceptible de concesionar.

La publicación de la disponibilidad servirá de sustento legal para la autorización de nuevos

aprovechamientos de agua subterránea, transparentar la administración del recurso, planes de

desarrollo de nuevas fuentes de abastecimiento, resolver los casos de sobreexplotación de acuíferos

y la resolución de conflictos entre usuarios.

1.1. Localización

El acuífero La Piedad, definido con la clave 1623 en el Sistema de Información Geográfica para el

Manejo de Agua Subterránea (SIGMAS) de la CONAGUA, se localiza en la parte noroeste del estado

de Michoacán. Entre los paralelos 19° 57’ y 20° 23’ de latitud Norte y los meridianos 101° 46’ y 102°

11’ de longitud Oeste; cubriendo una superficie aproximada de 887 km2.

Limita al norte con el acuífero Jesús María, perteneciente al estado de Jalisco, al este con el acuífero

Pénjamo-Abasolo, perteneciente al estado de Guanajuato, al noroeste con el acuífero Briseñas-

Yurécuaro, al oeste con Zamora y al sureste con el acuífero Pastor Ortiz-La Piedad, pertenecientes al

estado de Michoacán (figura 1).


2

Figura 1. Localización del acuífero

Geopolíticamente abarca totalmente los municipios de Numarán y Zináparo, en forma parcial los

municipios de La Piedad, Penjamillo y Churintzio. En menor proporción, Ecuandureo, Yurécuaro,

Tlazazalca, Angamacutiro y Zacapu. La poligonal simplificada que delimita el acuífero se encuentra

definida por los vértices cuyas coordenadas se muestran en la tabla 1.

Tabla 1. Coordenadas geográficas que delimitan la poligonal simplificada del acuífero

GRADOS MINUTOS SEGUNDOS GRADOS MINUTOS SEGUNDOS

1 102 11 25.0 20 14 14.0

2 102 6 55.0 20 18 13.0

3 102 6 47.9 20 22 49.1

4 102 5 45.3 20 23 1.0

5 101 45 44.5 20 12 11.0

6 101 52 16.5 20 5 46.9

7 101 54 33.0 19 57 24.8

1 102 11 25.0 20 14 14.0

DEL 3 AL 4 POR EL LIMITE ESTATAL

DEL 4 AL 5 POR EL LIMITE ESTATAL

ACUIFERO 1623 LA PIEDAD

VERTICELONGITUD OESTE LATITUD NORTE

OBSERVACIONES


3

1.2. Situación administrativa del acuífero

El acuífero La Piedad, pertenece al Organismo de Cuenca VIII “Lerma-Santiago-Pacífico”, y es

jurisdicción territorial de la Dirección Local Michoacán. Su territorio se encuentra sujeto a las

disposiciones de dos decretos de veda, el primero y que cubre la mayor parte del territorio se

denomina “Decreto por el que se declara de interés público la conservación de los mantos acuíferos y

aprovechamiento de las aguas del subsuelo en todos los municipios del Estado de Michoacán”,

publicado en el Diario Oficial de la Federación el 20 de octubre de 1987. Esta veda es de tipo II en las

que la capacidad de los mantos acuíferos sólo permite extracciones para usos domésticos.

La porción oeste del acuífero se encuentra sujeta al “Decreto que establece veda por tiempo

indefinido para el alumbramiento de aguas del subsuelo en los terrenos que ocupa y circundan la

Ranchería del Salitre en el Estado de Michoacán”, publicado en el Diario Oficial de la Federación el

11 de Febrero de 1956. Esta veda es de tipo III, en las que la capacidad de los mantos acuíferos

permite extracciones limitadas para usos domésticos, industriales, de riego y otros.

De acuerdo a la Ley Federal de Derechos de Materia de Agua 2010, los municipios con mayor área

dentro del acuífero: La Piedad, Numarán, Penjamillo, Zináparo y parcialmente Angamacutiro,

Tlazazalca y Ecuandureo se ubican en la zona de disponibilidad 6; los municipios Churintzio y

Zacapu, en la zona de disponibilidad 7, Yurécuaro en la zona de disponibilidad 5. El uso principal del

agua subterránea es el agrícola.

Dentro de los límites del acuífero se localiza una parte del Distrito de Riego Rosario-Mezquite; aún no

se ha constituido a la fecha el Comité Técnico de Aguas Subterráneas (COTAS).

2. ESTUDIOS TÉCNICOS REALIZADOS CON ANTERIORIDAD

En la zona que comprende el acuífero se han realizado estudios del tipo geohidrológico y de censos,

con el objetivo de evaluar las condiciones de disponibilidad de agua en la zona. A continuación se

resume cada uno de ellos:

CENSO DE APROVECHAMIENTOS. Elaborado por la empresa ICATEC, S.A., para la Secretaría

de Agricultura y Recursos Hidráulicos, en 1983. Este trabajo levantó información de 254

aprovechamientos distribuidos en la zona de la Piedad. Lamentablemente, muchos de los campos del

formato están vacíos para un buen número de aprovechamientos. El documento recopilado no cuenta

con un análisis del censo posterior a los trabajo de campo, se compone exclusivamente de las hojas

del formato del censo.


4

ESTUDIO GEOHIDROLÓGICO DE LA ZONA DE LA PIEDAD, Elaborado por la Coordinación

Regional de Infraestructura Hidráulica del Centro de la Secretaría de Agricultura y Recursos

Hidráulicos, en 1988. Este trabajo constituye el primer estudio geohidrológico de esta zona acuífera,

se basó en el levantamiento de un censo, exploración geofísica y exploración directa para estudiar la

situación de la explotación del agua que se utilizaba con fines urbanos, agrícola y pecuario (ganado

porcino principalmente) en la ciudad de La Piedad y los alrededores. Estos trabajos de campo se

utilizaron para analizar las secuencias litológicas y enriquecer las estimaciones de las exploraciones

geofísicas.

ESTUDIO DE EVALUACIÓN HIDROGEOLÓGICA DEL ACUÍFERO LA PIEDAD MICHOACÁN,

elaborado por la Empresa Desarrollo y Sistemas, S.A., para la Gerencia de Aguas Subterráneas

de la Comisión Nacional del Agua, en 2004. El trabajo tuvo como objetivo definir el funcionamiento

hidrogeológico del acuífero de La Piedad, Mich., incluyendo áreas de recarga, descarga y dirección

de flujo.

Los resultados y conclusiones de este estudio fueron la base para la elaboración del presente

documento, por lo que sus conclusiones y resultados se analizan en los apartados correspondientes.

3. FISIOGRAFÍA

3.1. Provincia fisiográfica

La zona se ubica en la Provincia Fisiográfica del Eje Neovolcánico, de acuerdo con la clasificación del

INEGI, 1991. Se localiza dentro de la subprovincia 54 denominada “Sierras y Bajíos Michoacanos”,

que abarca la totalidad de la superficie de los límites geográficos del acuífero.

En la porción sureste y suroeste se observan sierras volcánicas de laderas escarpadas, con volcanes

que alcanzan más de 2000 msnm. Al Norte se localiza un estratovolcán conocido con el nombre de

Cerro Grande de La Piedad, que es la topoforma más elevada de la zona, con una altura de 2510

msnm. También se presentan mesetas de laderas escarpadas con desarrollo de cañadas y llanuras.

En la zona se ha desarrollado una intensa actividad volcánica dando origen a una serie de volcanes y

derrames lávicos, sobre los cuales se ha desarrollado un sistema de corrientes de tipo radial

principalmente, aunque se puede observar en algunos casos un drenaje dendrítico en las cabeceras;

en los materiales depositados sobre las laderas se han incrementado corrientes de tipo funiforme

(pluma) debido a la consistencia de los materiales; así como de corrientes paralelas que se observan

principalmente al sur del área.


5

3.2. Clima

Con base en la clasificación de climas elaborada por W. Köppen, modificada por Enriqueta García,

para las condiciones de la República Mexicana, se presenta un solo clima dentro del área: el Grupo

de clima templado (C). A su vez este grupo se manifiesta en la forma del subgrupo de climas

semicálidos ((A)C) en donde la temperatura media anual es mayor de 18° C y la temperatura del mes

más frío es entre -3 y 18° C; y en la forma del Templado subhúmedo con lluvias en verano (en el 10%

de la zona). El primer subgrupo ocurre en el 90% del área en forma del tipo semicálido subhúmedo

con lluvias en verano ((A)C(Wo), este tipo de clima agrupa los subtipos menos húmedos de los

semicálidos subhúmedos y en donde la precipitación del mes más seco es menor de 40 mm y la

precipitación invernal es entre 5 y 10.2%.

La precipitación total anual calculada (media aritmética de promedios ponderados anuales) para el

periodo 1980 a 2005 fue de 725.2 mm/año, para el mismo periodo el valor de temperatura media

anual, utilizando el método de isotermas es de 19.1° C.

3.3. Hidrografía

El acuífero se ubica en la Región Hidrológica RH12 Lerma–Santiago, dentro la subcuenca Lerma –

Chapala, la cual corre de este a oeste, se inicia al norte de la localidad de Angamacutiro en la

confluencia de los ríos Lerma y Duero y termina precisamente en la desembocadura del Lerma en la

Laguna de Chapala.

Las corrientes se pueden agrupar en exorreicas, que drenan hacia el Océano Pacífico y en

endorreicas, cuyo drenaje es hacia vertientes interiores y que descargan en vasos lacustres. Los

principales ríos exorreicos son el Lerma y el Balsas. El Lerma nace en la Sierra del Ajusco y atraviesa

por la parte norte del estado llegando al Lago de Chapala, que es una fosa tectónica de reciente

formación, continuando en el río Grande de Santiago que atraviesa la Sierra Madre Occidental para

descargar en el Océano Pacífico. Entre sus principales afluentes michoacanos están el río

Tlalpujahua, el Cachivi, el Tanhuato, el Angulo y el Duero. La corriente más importante es el río

Lema con trayectoria aproximada sureste – noroeste, el cual se convierte en límite estatal entre

Guanajuato y Michoacán y a su vez límite administrativo del acuífero La Piedad.

3.4. Geomorfología

Se distinguen varios rasgos geomorfológicos representativos. Predominantemente se presentan

planicies aluviales rellenando los valles, distribuidas ampliamente en el área. Existen cerros bajos y

forman parte de aparatos volcánicos, que es una unidad miembro del evento volcánico Plio-

Cuaternario y aflora principalmente en la porción sureste del área. Se encuentran formas de sierras


6

con mesetas disectadas que se correlacionan con el Subgrupo volcánico superior del evento Sierra

Madre Occidental del Oligoceno-Mioceno hacia la parte oriente, además de lomas de pendiente

moderada en la porción noreste del acuífero.

4. GEOLOGÍA

El acuífero se ubica en una Provincia que se caracteriza por estar constituida por una gran variedad

de rocas y aparatos volcánicos donde son abundantes los derrames y productos piroclásticos de

composición basáltica y andesítica, aunque existen numerosas unidades dacíticas, riodacíticas y

manifestaciones locales aisladas de vulcanismo riolítico (figura 2).

Figura 2. Geología general del acuífero

El inicio de la actividad volcánica, está relacionada principalmente a la subducción de la Placa de

Cocos bajo la corteza continental mexicana. Con base en sus características volcánicas, estructurales

y petrológicas, la Faja Volcánica Transmexicana ha sido dividida en 3 zonas:


7

Cadena Volcánica Transmexicana Oeste, caracterizada por la presencia de grabens denominados

Chapala, Colima y Tepic, la cual se considera como una zona de punto triple.

Cadena volcánica Transmexicana Central, conformada por los estratovolcanes más altos de

México (Pico de Orizaba, Popocatépetl, Ixtaccihuatl, y Nevado de Toluca) y por los campos de conos

de escoria de Michoacán, Guanajuato y Valle de México.

Cadena Volcánica Transmexicana Oriental, que es una provincia discontinua representada por la

región de los Tuxtlas (Volcán San Martín) y Chichonal.

Los Valles de La Piedad, Ciénega de Chapala y La Barca-Yurécuaro, pertenecen a la Cadena

Transmexicana Oeste, por lo que los eventos en tiempo y espacio son comunes. El estado de

Michoacán y la parte sur de Jalisco se caracterizan por la gran actividad volcánica Plio-Cuaternaria,

que varía en composición de basaltos a dacitas, riodacitas y riolitas; sin embargo, estas últimas se

encuentran preferentemente en su porción oriental. Por otra parte, el vulcanismo en el estado de

Michoacán, cubre una superficie de 20,000 km2 aproximadamente, sobre el cual se localizan más de

3000 volcanes que se encuentran limitados por la cuenca del Balsas, al sur; al norte por la depresión

del Bajío y el sistema de fracturas Querétaro-San Miguel; el anticlinal de Tzitzio-Huetamo al oriente, y

al occidente por las rocas volcánicas Oligo-Miocénicas del Lago de Chapala.

4.1. Estratigrafía

De acuerdo con la información litológica, ésta zona está constituida por rocas que abarcan del

Paleógeno-Neógeno al Reciente, sus características litológicas se describen a continuación:

Basamento

No aflora ni ha sido detectado mediante perforaciones. De acuerdo a la estratigrafía de la región

corresponde al Conglomerado Rojo de Edad Paleógeno-Neógeno y a sedimentos calcáreos del

Cretácico.

Toba ácida Tom(Ta)

Secuencia conformada principalmente por ignimbritas riolíticas y riodacíticas, tobas líticas y riolíticas.

Presenta estructura esferulítica y fluidal con fracturas que originan lajas; la textura es merocristalina y

piroclástica. El color característico de estas rocas es rosado con tonalidades beige claro.

Riolita – Toba ácida Ts(R-Ta)

Unidad volcánica compuesta por una secuencia arrítmica de tobas y derrames riolíticos. Las tobas

tienen textura cristalina y lítica, se presentan compactas en pseudocapas de aspecto masivo, de color

rosa a pardo claro con intercalaciones de derrames de riolitas fluidales.


8

Areniscas Ts(ar)

Unidad clástica continental, de textura de grano fino a grueso que varía de subangulosos a

subredondeados, con granos de cuarzo, plagioclasas y partículas de roca con cementante calcáreo.

Presenta estratificación delgada. Con base a la cartografía de INEGI, la unidad sobreyace

discordantemente a riolitas y tobas ácidas del Neógeno y subyace a la unidad volcánica del Plio-

Cuaternario.

Basaltos – brecha volcánica Tpl-Q(B-Bvb)

Unidad volcánica piroclástica de composición básica y derrames de basalto de color negro. Los

productos piroclásticos forman pseudocapas de hasta 1 m de espesor; las brechas volcánicas, con

lapilli y cenizas forman principalmente conos volcánicos; además se observan productos de explosión

como bombas con estructura de “corteza de pan” los derrames basálticos son de color negro y

ocasionalmente de color rojizo; la estructura vesicular en los basaltos es común.

Basaltos Tpl-Q(B)

Unidad constituida por basalto, basalto andesítico y esporádicamente andesita basáltica, de

estructura vesicular, amigdaloide; compacta, esta unidad muestra fallamientos de tipo normal

escalonado. De acuerdo a la cartografía de INEGI, cubre a rocas sedimentarias e ígneas intrusivas

del Cretácico y a rocas volcánicas ácidas del Oligoceno-Mioceno, subyace a depósitos clásticos del

Cuaternario. Forma parte de los eventos volcánicos de composición basáltica intermedia de la Faja

Volcánica Transmexicana y se le asigna una edad del Plioceno - Cuaternario (Demant 1978). Esta

unidad se caracteriza por presentar formas del tipo de derrames lávicos formando mesas, cascadas

lávicas, conos cineríticos, estratovolcanes como el cerro Grande de La Piedad.

Aluvión Q(al)

Unidad detrítica no consolidada constituida por grava, arena, limo y arcillas; los detritos presentan

diversa composición y grado de redondez. Ocasionalmente a esta unidad se le adiciona material

producto de alteración meteórica principalmente de rocas de composición básica.

4.2. Geología estructural

Los principales rasgos estructurales de la zona corresponden a fallas de tipo normal y fracturas.

Existen fallas normales de gran magnitud probablemente asociadas con la formación del Eje

Neovolcánico. Las principales fallas dan origen a dos graben y un horst. El primero está representado

por el Valle de Numarán, limitado por dos fallas que corren de norte a sur y que representan un

sistema de fracturamiento tanto local como regional. El segundo graben se localiza hacia el norte y

fuera de la zona y da origen al valle de Pénjamo – Abasolo y está limitado por dos fallas orientadas

NE-SW.


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Entre los dos grabens descritos, se forma un horst denominado de Tacubaya, en el cual afloran rocas

sedimentarias lacustres del Paleógeno-Neógeno. El denominado graben de Numarán presenta

continuidad hacia el norte dentro del estado de Guanajuato.

4.3. Geología del subsuelo

De acuerdo con la información de sondeos geofísicos, las observaciones de campo y la litología en el

mapa geológico, es posible identificar tres unidades hidrogeológicas que a continuación se describen:

Unidad I. Unidad compuesta por materiales granulares, se le subdividió en dos, atendiendo a las

características de los depósitos y grados de permeabilidad.

Unidad Ia. Constituida por intercalaciones de gravas, arenas, limos, arcillas y tobas, cuya

permeabilidad varía de moderada a alta. El espesor que alcanza la unidad es de hasta 120 m; debido

a que constituye las planicies dentro del área, funciona como un área de captación de agua

proveniente de la precipitación y en el subsuelo constituye un acuífero de buena potencialidad.

Unidad Ib. Es una secuencia de materiales granulares en que predominan los depósitos lacustres

constituidos por arenas, limos y arcillas, siendo éstas últimas las que predominan y que confieren las

características de funcionar como un acuífero granular de baja permeabilidad.

Con los datos obtenidos en los sondeos se construyeron secciones geológico-estructurales, cuya

orientación se seleccionó en base a la geología superficial y perpendicular a los rasgos estructurales

más relevantes; apoyados por los cortes litológicos (figura 3).

Del análisis de las secciones, destacan las siguientes observaciones:

Las unidades del Neógeno clástico – volcánico; se presenta con espesores del orden de 140 hasta

300 m, rellenando los grabens en el área.

La unidad del Paleógeno-Neógeno volcánico básico, se presenta en el subsuelo con espesores

indeterminados. Su función como acuífero, está definida en función del grado de fracturamiento que

presenta.

La zona se encuentra afectada por sistemas de fallas de gravedad, con orientación norte-sur; oriente-

poniente y noreste-sureste; cuyos desplazamientos relativos, han originado discontinuidades laterales

entre las diferentes unidades de la columna estratigráfica local; definiendo con esto, una distribución

espacial compleja de los horizontes productores.


10

Figura 3. Secciones geológicas

5. HIDROGEOLOGÍA

5.1. Tipo de acuífero

Las evidencias geológicas, geofísicas e hidrológicas permiten definir la presencia de un acuífero de

tipo semiconfinado en casi toda su extensión, aunque en algunas zonas de la periferia puede

encontrarse como libre; por encontrarse a muy poca profundidad y tener una condición de

semiconfinado es muy fácil su recarga en años lluviosos continuos.


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5.2. Parámetros hidráulicos

Para determinar las características hidrodinámicas del Sistema acuífero La Piedad, en el estudio de

2004, se realizaron 10 pruebas de bombeo de larga duración en aprovechamientos seleccionados.

La transmisividad obtenida de las pruebas de bombeo efectuadas en esta zona es muy variable,

registrando datos de 4.9 m2/s hasta transmisividades muy altas de 0.022 m2/s.

De acuerdo a los resultados de conductividad hidráulica obtenidos de las pruebas de bombeo, se

tiene que existe una congruencia con el tipo de material que forma parte de este sistema acuífero, el

cual es muy heterogéneo en su distribución espacial y que de acuerdo a los cortes litológicos

recopilados, el acuífero puede encontrarse en basaltos fracturados, en andesitas basálticas

fracturadas, en brechas volcánicas, en tobas e ignimbritas o en aluviones del Cuaternario en donde el

porcentaje de arcilla varia ampliamente; obteniendo por lo tanto conductividades hidráulicas que van

de 1.4 x10-6 a 2.18 x10-5 m/s, siendo el promedio de 9.38 X10-6 m/s. Por otra parte también se

obtuvieron conductividades hidráulicas muy altas de 4.2 a 8.7 x10-5 m/s, 6.1 x10-5 m/s en promedio,

en donde el tipo de material corresponde al de una roca fracturada.

Por lo que respecta al coeficiente de almacenamiento cabe señalar que al no existir pozos de

observación en las pruebas de bombeo efectuadas, no fue posible obtener este parámetro, además

por la heterogeneidad de los materiales que conforman este sistema acuífero no podemos indicar que

exista un valor único para el coeficiente de almacenamiento, pero si un rango de acuerdo al material

en donde se presenta el acuífero, pudiendo ser este de 0.007 a 0.05 e inclusive de 0.3

5.3. Piezometría

El conocimiento de las condiciones piezométricas actuales quedó cubierta con la observación de los

niveles estáticos del agua de 172 aprovechamientos realizados en 2004, estos datos piezométricos

así como los históricos sirvieron para elaborar las configuraciones del nivel del agua subterránea.

5.4. Comportamiento hidráulico

5.4.1. Profundidad al nivel estático

La configuración de profundidades para el 2004 (figura 4) muestran un cono de abatimiento, con una

profundidad máxima al nivel estático de 197 m, ubicado al noroeste de la Ciudad de La Piedad; a

partir de este punto la profundidad al nivel del agua comienza a aumentar progresivamente hasta

situarse entre los 130 y los 110 m.


12

Otro cono de abatimiento se produce en la poción centro-este del acuífero, hacia el norte del poblado

Numarán, en donde el nivel del agua desciende 10 m con respecto a los demás pozos vecinos y el

cono de abatimiento es de aproximadamente 790 m de diámetro, en este punto la profundidad al nivel

estático es de 110 m.

El último cono de abatimiento de importancia se localiza a 2 km al noroeste de San Antonio Carupo,

al sur del acuífero; la profundidad al nivel del agua subterránea alcanza una profundidad de 120 m,

formando entonces un cono de abatimiento permanente de 2 km de diámetro.

Figura 4. Profundidad al nivel estático (m), 2004

El análisis de curvas de igual profundidad al nivel estático refleja la presencia de cuatro zonas

acuíferas, la primera (zona 1) es una zona con profundidades muy someras del nivel al agua (hasta

19 m) y que se localiza en las planicies de inundación del Río Lerma, en donde básicamente se está

explotando el subálveo del río.


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En la zona 2 se presenta dentro del Sistema Acuífero La Piedad, es aquella en donde se localiza el

nivel estático a una profundidad entre 19 y 38 m y que básicamente se encuentra en la parte más

baja del Graben de Numarán, aunque también se presenta como una zona intermedia entre la zona

de norias y las zonas elevadas de la Piedad.

La zona 3 está representada por aquellas áreas en donde la profundidad al nivel estático varía entre

38 y 95 m dependiendo básicamente de la elevación topográfica en donde se localiza el

aprovechamiento. Esta zona se encuentra distribuida dentro de los municipios de La Piedad y

Numarán principalmente.

La cuarta y última zona se presenta en las regiones topográficas con mayor elevación, debido a lo

cual la profundidad al nivel estático es muy alta entre 95 y 140 m de profundidad inclusive se rebasa

en algunos casos los 200 m.

5.4.2. Elevación del nivel estático

La configuración del nivel estático para el año 2004, muestra la existencia de dos sistemas acuíferos,

el de La Piedad que se extiende por toda la parte norte del área siguiendo una dirección SE – NW y

otro localizado al suroeste de La Piedad, en donde se localizan las comunidades de Taquiscuareo, La

Noria, El Algodonal, Churintzio y La Higuera (Figura 5). Además se aprecia que existe una

continuidad con el acuífero Pénjamo-Abasolo.

En la porción norte del acuífero los valores de elevación del nivel del agua subterránea se encuentran

en un rango de los 1640 a los 1720 msnm, hacia el centro del acuífero los valores van de los 1660 a

los 1780 msnm y hacia el sur del acuífero el rango va de los 1680 a los 1820 msnm.

Las zonas de recarga son básicamente: El Cerro Alto ubicado al suroeste de La Piedad, la sierra de

Zipaquio-Paredones, localizada al sur de la ciudad de La Piedad. La sierra de Churintzio, en donde se

localiza el Cerro de Zináparo. La última zona son las sierras ubicadas a los flancos del Graben de

Numarán, básicamente en la porción sur del graben.

La elevación del nivel estático promedio fue de 1687.8 msnm, que fue calculado utilizando el

promedio ponderado de las curvas de igual elevación y el área que abarca cada una de ellas.


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Figura 5. Elevación del nivel estático (msnm), 2004

5.4.3. Evolución del nivel estático

Para determinar las curvas de igual evolución del nivel estático se tomaron como base las mediciones

de la profundidad al nivel estático de los años de 1983 y del 2004. Con los datos de evolución para el

periodo considerado se generaron las curvas de igual evolución del nivel estático las cuales se

presentan en la figura 6.

La media ponderada fue de -33.3 m, es decir el nivel estático ha descendido en promedio en 2004

dentro del área un total de 33.3 m con respecto al año 1983.

Se realizó otro ejercicio similar al anterior, solo que se utilizaron los datos de profundidades al nivel

estático de los años 1998 y 2004, obteniendo de este modo la evolución del nivel estático para el

periodo 1998-2005, siendo la media de evolución de - 8.85 m.


15

Figura 6. Evolución del nivel estático (m), 1988-2005

5.5. Hidrogeoquímica y calidad del agua subterránea

Dentro de las actividades realizadas en el estudio realizado en 2004, se tomaron muestras de 115

aprovechamientos, en cuanto a los resultados del pH, se tienen los siguientes resultados, se tiene la

coincidencia entre la zona de bajo pH localizada en las partes más elevadas del área en donde se

presenta pH de 7.3, mientras que las zonas de agua subterránea con pH altos de hasta 8.2 se

localizan en las porciones bajas del área.

Esta disposición del pH dentro del valle sugiere que la zona de recarga se localiza en la porción sur

del Graben de Numarán, en donde se localiza el poblado de Penjamillo. Otra zona de recarga, según

la configuración de curvas de igual pH, se localiza en el Cerro Grande de La Piedad, en donde el

valor del pH es menor a los 7.3, conforme se avanza hacia el río Lerma, el pH aumenta hasta

alcanzar 8.2.


16

Para la zona, las curvas de SDT generadas, indican un aumento gradual y concéntrico conforme se

aproxima el flujo subterráneo hacia la Mesa Acuitzio muy cerca del Río Lerma, al norte. La

concentración de los SDT aumenta hasta alcanzar las 1000 ppm (Río Grande), lo cual delimita una

zona con una calidad del agua no muy buena, aunque dentro de la norma para agua potable. Es muy

probable que el aumento de los SDT en esta zona se deba a infiltraciones o a mediciones de

subálveos del Río Lerma que son captados por norias de poca profundidad que se localizan dentro de

esta zona. En general las concentraciones de SDT del agua subterránea se encuentran entre 100 y

500 mg/l.

6. CENSO DE APROVECHAMIENTOS E HIDROMETRÍA

Como parte de las actividades del estudio de 2004, se censaron 453 aprovechamientos, 373 son

pozos, 68 son norias, 9 manantiales, 2 pozo a cielo abierto y 1 galería filtrante. Solo 373

aprovechamientos se encuentran activos y 80 inactivos.

El volumen de extracción total asciende a 68.0 hm³/año, de los cuales 50.8 hm³/año (74.7 %) se

utiliza en el uso agrícola, 10.3 hm³/año (15.2 %) se utiliza en el uso público urbano, 2.9 hm³/año

(4.3%) en el uso pecuario, 1.8 hm³/año (2.6 %) en el uso doméstico, 1.6 hm³/año (2.4 %) en el uso

industrial, 0.3 hm³/año (0.4 %) en servicios, 0.3 hm³/año (0.4 %) en el uso recreativo.

7. BALANCE DE AGUA SUBTERRÁNEA

El balance de agua subterránea, se planteó para una superficie que corresponde a la zona donde se

cuenta con información piezométrica y en la que se localiza la mayoría de los aprovechamientos

subterráneos.

La diferencia entre la suma total de las entradas (recarga) y la suma total de las salidas (descarga),

representa el volumen de agua perdido o ganado por el almacenamiento del acuífero en el periodo de

tiempo establecido.

La ecuación de balance de aguas subterráneas, de acuerdo con la ley de conservación de la masa,

es la siguiente:

Entradas (E) – Salidas (S) = Cambio de masa

Aplicando esta ecuación al estudio del acuífero, las entradas están representadas por la recarga total,

las salidas por la descarga total y el cambio de masa por el cambio de almacenamiento:

Recarga total – Descarga total = Cambio de almacenamiento


17

7.1. Entradas

De acuerdo con el modelo conceptual definido para el acuífero, las entradas están integradas por la

recarga natural que se produce por efecto de la infiltración de la lluvia que se precipita en el valle y a

lo largo de los escurrimientos (Rv) y la que proviene de zonas montañosas contiguas a través de una

recarga por flujo horizontal subterráneo (Eh).

De manera inducida, la infiltración de los excedentes del riego agrícola y del agua residual de las

descargas urbanas, así como las fugas en el sistema de abastecimiento de agua potable, constituyen

otra fuentes de recarga al acuífero. Estos volúmenes se integran en la componente de recarga

inducida (Ri).

7.1.1. Recarga vertical (Rv)

Es uno de los términos que mayor incertidumbre implica su cálculo. Debido a que se tiene

información para calcular el cambio de almacenamiento (∆V’S), así como las entradas y salidas por

flujo subterráneo, su valor será despejado de la ecuación de balance definida por la expresión:

Rv + Ri + Eh – B – Sh – Dm – ETR = ± ∆V(S) (1)

Donde:

Rv= Recarga vertical;

Ri= Recarga inducida;

Eh= Entrada por flujo subterráneo horizontal;

B= Bombeo;

Sh= Salidas por flujo subterráneo horizontal;

ETR= Evapotranspiración;

Dm= Descarga por manantiales;

∆V(S)= Cambio de almacenamiento;

Rv = Sh + B + ETR + Dm – Eh – Ri ± ∆V(S) (2)

7.1.2. Entrada por flujo subterráneo horizontal (Eh)

Una fracción del volumen de lluvias que se precipita en las zonas topográficamente más altas del

acuífero se infiltra por las fracturas de las rocas que forman parte de ellas y a través del pie de monte,

para posteriormente recargar al acuífero en forma de flujos subterráneos que alimentan la zona de

explotación. La recarga al acuífero tiene su origen en la precipitación pluvial sobre el valle y en la infil-

tración de los escurrimientos superficiales.


18

Para su cálculo se utilizó la configuración de elevación del nivel estático correspondiente al año 2010,

mostrada en la figura 4. Con base en esta configuración se seleccionaron canales de flujo y se aplicó

la ley de Darcy para calcular el caudal “Q” en cada uno de ellos, mediante la siguiente expresión:

Q = B *i * T

Donde:

B= Largo del canal de flujo;

i= Gradiente hidráulico (i=h2-h1/a);

T= Transmisividad;

De acuerdo con la geología y la piezometría existentes, se verifican siete celdas de entradas por flujo

subterráneo horizontal proveniente del acuífero aledaño (Pénjamo – Abasolo), que colindan al norte

de la zona. Los datos para calcular las entradas por lluvia en el periodo de 1998 a 2005 se presentan

en la tabla 2, en donde el valor para el periodo es de 188.9 y su valor medio anual es de 27.0 hm3.

Tabla 2. Cálculo de las entradas por flujo subterráneo horizontal en el periodo 1998 - 2005

7.1.3. Recarga inducida (Ri)

El volumen de agua que anualmente retorna al acuífero como consecuencia del riego que se realiza

en el área se calculó multiplicando al volumen excedente de agua superficial y subterránea destinada

al riego (544.9 hm3/periodo 98-05), por un coeficiente de infiltración del 10%, resultando un volumen

de recarga inducida de 27.2 hm3; por lo que la recarga inducida media anual es de 3.9 hm3/año.


19

De acuerdo al tipo clima que se presenta en la zona el porcentaje de agua excedente utilizada (50%

del volumen bruto utilizado) en el riego que se pierde por infiltración es del orden del 10%, mientras

que las pérdidas totales por evaporación y por colmatación de suelos suman el 90% restante del agua

excedente de riego.

Al mismo tiempo, el uso público urbano origina una recarga al acuífero por pérdidas en redes de

distribución, el cual resultó de 7.2 hm3, siendo el promedio anual de 1.0 hm3/año. De esta formar el

valor promedio es 4.9 hm3/año.

7.2. Salidas

Por lo que respecta a las salidas del acuífero, están compuestas por las que salen en forma de flujo

subterráneo horizontal (Sh), la evapotranspiración (ETR), caudal base (Qb), salidas por manantiales

(Dm) y la extracción de agua subterránea por bombeo (B).

7.2.1. Salidas por flujo subterráneo horizontal (Sh)

El volumen de las salidas por flujo subterráneo se calculó de la misma manera que las entradas

subterráneas, utilizando la configuración de elevación del nivel estático para el año 2004 (figura 5),

aplicando la ley de Darcy a las secciones de salida, como lo demuestran las curvas equipotenciales.

Existen básicamente dos salidas por flujo subterráneo horizontal hacia el oeste y noroeste del área.

Los datos para calcular las salidas por flujo subterráneo horizontal se presentan en la tabla 3, en

donde el valor estimado es de 23.1 hm3/año.

Tabla 3. Cálculo de las salidas por flujo subterráneo horizontal

7.2.2. Evapotranspiración (ETR)

Este parámetro es la cantidad de agua transferida del suelo a la atmósfera por evaporación y

transpiración de las plantas, por lo tanto es considerada una forma de pérdida de humedad del

sistema. Existen dos formas de evapotranspiración: la que considera el contenido de humedad en el

suelo y la que considera la etapa de desarrollo de las plantas (Evapotranspiración Potencial y la

Evapotranspiración Real), el escurrimiento y el volumen de evapotranspiración real (ETR) es un

parámetro para la recarga potencial de infiltración.


20

Para la obtención de este parámetro se utilizó el método de Turc para calcular que la lámina de

Evapotranspiración real es de 632.2 mm anuales, considerando valores medios anuales de

temperatura de 19.08 °C y precipitación de 725.2 mm.

L es un parámetro adimensional definido por un polinomio cúbico, función de la temperatura anual

media.

Para el periodo 1998-2005, dentro del área se presentan niveles estáticos a menos de 10 m de

profundidad (zona de río Grande – Guanajuatillo), el cálculo realizado indica que dentro de un área de

9.9 km2 se presenta el nivel estático a menos de 10 m de profundidad en donde se presenta

vegetación nativa susceptible de evapotranspirar el agua del subsuelo. Los datos para el cálculo de la

evapotranspiración se presentan en la tabla 4.

Tabla 4. Cálculo de la evapotranspiración

El cálculo de la media ponderada de profundidad al nivel estático y su área bajo la curva, dio como

resultado una profundidad media al nivel estático de 8.411 m que de acuerdo a la gráfica de la

relación evapotranspiración real y profundidad al nivel estático, se obtiene un porcentaje de


21

evapotranspiración correspondiente al 15.89% de la lámina media de evapotranspiración anual la cual

fue de 0.632 m. Finalmente al multiplicar la lámina media de evapotranspiración anual por el

porcentaje evapotranspirado y por la superficie total susceptible de evapotranspirar agua del subsuelo

(1,690,336 m²), se obtiene un volumen de 0.2 hm3/año.

7.2.3. Bombeo (B)

Como se mencionó en el apartado de censo e hidrometría, el valor de la extracción por bombeo

asciende a 68.0 hm³/año.

7.2.4. Descarga por manantiales (Dm)

El volumen acumulado para el periodo 1998 a 2005 es de 0.609 hm3, por lo que el gasto anual que

sale por manantiales dentro de la zona es de 0.1 hm3/año.

7.3. Cambio de almacenamiento ∆V(S)

Para el cálculo de este término se consideró la evolución piezométrica del acuífero en el intervalo

1998 a 2005, con base en la configuración de curvas de igual evolución del nivel estático;

determinando una variación de los niveles de -8.85 m en un periodo de 7 años, lo cual representa un

abatimiento piezométrica de -1.3 m/año, valor que aplicado al área del valle donde existen los

aprovechamientos de agua subterránea (450.6 km2), resulta un volumen drenado de -3986.64 hm3, y

aplicando un coeficiente de almacenamiento de 0.0331, resulta un cambio de almacenamiento

acumulado de -131.8 hm3, por lo que el cambio de almacenamiento medio anual sería de -18.8

hm3/año.

Solución de la ecuación de balance

Una vez calculados los valores de las componentes de la ecuación de balance, el único parámetro de

los que intervienen y que falta por determinar es la recarga vertical (Rv). De la ecuación (2), se

obtiene que:


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Rv = Dm + Sh + B + ETR – Eh – Ri ± ∆V(S) (2)

Rv = 0.1 + 23.1 + 68.0 + 0.2 – 27.0 – 4.9 – 18.8

Rv = 40.7 hm3 anuales

De esta manera el valor de la recarga total Rt es la suma de todas las entradas:

Rt = Rv + Eh + Ri

Rt = 40.7 + 27.0 + 4.9

Rt = 72.6 hm3/año

8. DISPONIBILIDAD

Para el cálculo de la disponibilidad de aguas subterráneas, se aplica el procedimiento de la Norma

Oficial Mexicana NOM-011-CONAGUA-2000, que establece la metodología para calcular la

disponibilidad media anual de las aguas nacionales; en su fracción relativa a las aguas subterráneas,

menciona que la disponibilidad se determina por medio de la siguiente expresión:

DAS = Rt – DNCOM – VCAS (3)

Donde:

DAS= Disponibilidad media anual de agua subterránea en una unidad hidrogeológica;

Rt= Recarga total media anual;

DNCOM= Descarga natural comprometida;

VCAS= Volumen de agua subterránea concesionado e inscrito en el REPDA;

8.1. Recarga total media anual (Rt)

La recarga total media anual que recibe el acuífero (Rt), corresponde con la suma de todos los

volúmenes que ingresan al acuífero, tanto en forma de recarga natural como inducida. Para este

caso, su valor es de 72.6 hm3 anuales, de los cuales 67.7 hm3 corresponden a la recarga natural y

los 4.9 hm3 restantes al recarga inducida.

8.2. Descarga natural comprometida (DNCOM)

La descarga natural comprometida se determina sumando los volúmenes de agua concesionados de

los manantiales y del caudal base de los ríos que está comprometido como agua superficial,

alimentados por el acuífero, más las descargas que se deben conservar para no afectar a los

acuíferos adyacentes y sostener el gasto ecológico.


23

Para el caso del acuífero La Piedad, se consideró como descargas naturales comprometidas el

volumen que sale del acuífero equivalente a 23.4 hm3 anuales, de los cuales 23.1 hm3 corresponden

a las salidas subterráneas que alimentan el acuífero adyacente, 0.2 hm3 a la evapotranspiración y los

0.1 hm3 restantes a la descarga de los manantiales que está comprometida como agua superficial.

8.3. Volumen concesionado de agua subterránea (VCAS)

De acuerdo a la información existente en el Registro Público de Derechos de Agua (REPDA), el

volumen concesionado de aguas subterráneas para este acuífero, al 31 de marzo de 2010, es de

71,251,785 m3/año.

8.4. Disponibilidad media anual de agua subterránea (DAS)

La disponibilidad de aguas subterráneas, constituye el volumen medio anual de agua subterránea

disponible en un acuífero, al que tendrán derecho de explotar, usar o aprovechar los usuarios,

adicional a la extracción ya concesionada y a la descarga natural comprometida, sin poner en peligro

a los ecosistemas. Conforme a la metodología indicada en la norma referida anteriormente, de

acuerdo con la expresión 3, se obtiene de restar al volumen de recarga total media anual, el valor de

la descarga natural comprometida y el volumen de aguas subterráneas concesionado e inscrito en el

REPDA.

DAS = Rt – DNCOM – VCAS (3)

DAS = 72.6 – 23.4 – 71.251785

DAS = – 22.051785

El resultado actual indica que no existe disponibilidad de agua subterránea para otorgar nuevas

concesiones. Por el contrario, su déficit es de 22’051,785 m3 anuales que se están extrayendo a

costa del almacenamiento no renovable del acuífero.

9. BIBLIOGRAFÍA

Comisión Nacional del Agua. 2004. Estudio de Evaluación Hidrogeológica del acuífero La Piedad,

Michoacán, realizado por la Empresa Desarrollo y Sistemas, S.A.

Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos. 1983. Censo de aprovechamientos realizado en el

acuífero La Piedad – Pastor Ortiz. ICATEC, S.A.

Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos. 1988. Estudio Geohidrológico de la Zona de La Pie-

dad, Michoacán. Coordinación Regional de Infraestructura Hidráulica del Centro.

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