aguas subterraneas veracruz
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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
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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.
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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
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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.
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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.
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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
PROGRESO DE ZARAGOZA
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
PROGRESO DE ZARAGOZA
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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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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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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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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.
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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.
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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.
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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.
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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.
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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.
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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.
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
Figura 4.8. Red de flujo para 1981.
Figura 4.9. Red de flujo para 2005.
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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)
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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.
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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.
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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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
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
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
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A.1.2. Piezometra de 2005
Aprovechamiento
Profundidad del nivel
esttico a partir del brocal, m
Nivel del
brocal, m
Profundidad del nivel
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
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
A2. Registro fotogrfico
Barriles. Junio de 2005
Lomas Chicas. Junio de 2005
La Noria. Junio de 2005
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
Pozo 3. Junio de 2005
Pozo 4. Junio de 2005
Pozo 5. Junio de 2005
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Disponibilidad del agua subterrnea para el abasto de Gutirrez Zamora y Tecolutla, Ver. Ins Espinoza Ramos
Pozo 6. Junio de 2005
San Pablo. Junio de 2005
Zapotal. Junio de 2005
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