COMISIÓN NACIONAL DEL AGUASubdirección General TécnicaGerencia de Aguas Subterráneas

ESPECIALIDADES TÉCNICAS DE LA CÁMARA MEXICANA DE LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN

Noviembre, 2007.

DISPONIBILIDAD DE AGUA SUBTERRANEA EN RELACION CON DIVERSOS PROYECTOS CONSTRUCTIVOS.

Ing. Rubén Chávez Guillén

AGUA SUBTERRANEA: RECURSO VITAL PARA EL DESARROLLO

El subsuelo: Única fuente permanente en 50% del territorio mexicano. Fuente preferencial para los sectores urbano, industrial y rural, aun en las regiones lluviosas. Sustenta el riego de dos millones de hectáreas(1/3 de superficie total). Suministra un 70% del agua requerida en ciudades (55 mh). Abastece a la gran mayoría de los desarrollos industriales y a casi la totalidad de la población rural.

EXTRACCIÓN TOTAL : ± 28 000 Mm3 (100 %)

INDUSTRIAL

( 6 %)

AGRICOLA

( 71 %)PUBLICO

URBANO

( 20 %)

DOMESTICO ABREVADERO

( 3 %)

EXTRACCIÓN Y USO DEL AGUA SUBTERRANEA

MODELO CONCEPTUAL DE UN ACUÍFERO

DESCARGA

NATURAL

DESCARGA

ARTIFICIAL

RECARGA

ACUÍFERO

Manantiales

Caudal base de los ríos

Evapotranspiración

Lagos

Descarga subterránea al mar

Línea de costaNivel Freático

Agua salada

Sierra

Océano

ACUIFEROS SOBREEXPLOTADOS DE MEXICO.

Abatimiento de niveles del agua subterránea.

Minado de la reserva.

Impacto ecológico negativo: desaparición de manantiales, vegetación nativa, humedales, lagos, gasto base de ríos y ecosistemas locales.

Disminución del gasto y rendimiento de los pozos.

Pérdida de la rentabilidad de la actividad agrícola.

Deterioro de la calidad del agua subterránea.

Incremento del costo de extracción (consumo de energía eléctrica).

Asentamiento y agrietamiento del terreno.

Siete Cerros

Acuífero(< 500 ppm)

Acuífero(< 500 ppm)

ArcillaArcilla

Nivel Freático

100

- 200

- 100

- 300

0

0 10

20 30 40 50 60 (Km)

Agua marina

(± 35,000 ppm)

Agua marina

(± 35,000 ppm)

(m.s.n.m)

Agua Salobre

(± 2,000 - 8,000 ppm)

Agua Salobre

(± 2,000 - 8,000 ppm)

DISTANCIA A LA COSTA

EL

EV

AC

IÓN

SO

BR

E E

L N

IVE

L D

EL

MA

R (m

)

mar

La intrusión salina ha afectado una faja de unos 15 Km a partir del litoral, donde la salinidad del agua varía entre 2,000 y 10,000 ppm.

ACUÍFERO COSTA DE HERMOSILLO CONDICIONES ACTUALES (AÑO 1999)

1941

1999

PC

H1

PH

B-0

9

Sta.

Cec

ilia

0

20

40

60

80

100

120

-20

-40

-60

-80

-100

-120

-140

-160

-180

-200

-220

-240

-260

-280

-300

ELEVACIÓN

5 10 15 20 25 30 34

Kin

o

Mon

tecr

istoD

SECCIÓN D-D´

DISTANCIA A LA COSTA EN Km.

PERFIL DE RESISTIVIDAD P01PERFIL DE RESISTIVIDAD P01

La interpretación de los sondeos geofísicos se correlaciona con los datos y registros obtenidos en pozos.

AGUA DULCE

AGUA SALOBRE

AGUA SALADA

FONDO ROCOSO

D´

ALAMEDA CENTRAL

PALACIO DE MINERIA

Nivel original del terreno

Ademe del pozo

Ademe de pozo

Hundimiento del Terreno en el Valle de México

El Impacto de la Urbanización en el Ciclo Hidrológico

Acuifero

• Reducción de la recarga natural del acuífero y de la evapotranspiración

• Recarga incidental por fugas en las redes hidráulicas

• Desaparición de humedales, lagos y manantiales

• Modificación del drenaje natural

• Contaminación puntual y difusa de las fuentes de agua

• Microclimas

LA IMPORTANCIA CRECIENTE DE LA LA IMPORTANCIA CRECIENTE DE LA RESERVA DE AGUA SUBTERRANEARESERVA DE AGUA SUBTERRANEA

Después de los casquetes polares, el subsuelo contiene la mayor reserva de agua dulce del planeta.

Esta reserva, en gran parte no renovable, reviste importancia para compensar las variaciones de la disponibilidad de agua superficial y para dar flexibilidad al manejo integrado de los recursos hídricos.

Su importancia será aún mayor donde se acentuen las sequías a causa del cambio climático global.

La reserva de agua subterránea (en gran parte no renovable) permite regular las variaciones – estacionales, anuales y de largo plazo- de la precipitación pluvial. Pero este recurso estratégico se está minando al ritmo de 5,400 hm3/a.

EXPLORACIÓN GEOLÓGICO-GEOFÍSICA

Geofísica: métodos indirectos.

Cartografía geológica.

Perforación exploratoria.

Perforación exploratoria y registros geofísicos en pozos

Pruebas de bombeo: características hidráulicas del acuífero

Monitoreo Piezométrico

ACUÍFERO

Nivel Freático

PERCEPCION REMOTAPERCEPCION REMOTA

EVAPOTRANSPIRACIÓN REAL DE LA VEGETACIÓN NATURAL EN EL ESTADO DE SONORA

Basado en el análisis de NOAA y MODIS.

Las áreas agrícolas y urbanas aparecen en blanco.

ESTRATEGIA INTEGRAL PARA EL MANEJO SUSTENTABLE DE LOS ACUÍFEROS

Manejo de la demanda:

Participación social

Cambios de uso suelo/agua

Ordenamientos de acuíferos

Recarga artificial

Desalación

Uso conjunto agua subterránea/superficial

Cosecha de lluvia

Tecnificación del riego yreconversión de cultivos

Monitoreo y evaluación del recurso

Cada acuífero requiere de una estrategia diseñada a su medida, que en adelante deberá incluir acciones para, en su caso, atenuarel impacto del cambio climático.

Manejo de la evapotranspiración

LEY DE AGUAS NACIONALES (LAN):ARTÍCULO 22.- “Para el otorgamiento de asignaciones y concesiones, La Comisión publicará la disponibilidad de aguas nacionales en los términos del reglamento, por cuenca, región o localidad”.

NOM-011-CNA-2000, Conservación del recurso agua-Que establece las especificaciones y el método para determinar la disponibilidad media anual de las aguas nacionales. Publicada en el Diario Oficial de la Federación el 17 de abril de 2002.

Disponibilidad de agua subterránea

Recarga total media anual

Descarga natural comprometida

VolumenConcesionado=

_ _

LA DISPONIBILIDAD DE AGUA SUBTERRANEA

La variabilidad natural de la recarga y de la descarga natural es considerada aplicando valores medios de largo plazo.

DISPONIBILIDAD DE AGUA SUBTERRÁNEADISPONIBILIDAD DE AGUA SUBTERRÁNEA

Mediante tres acuerdos publicados en el Diario Oficial de la Federación, en fechas 31 de enero y 29 de diciembre del 2003 y 13 de agosto del 2007, se dio a conocer la disponibilidad de agua de 252 acuíferos.

Se tiene en proceso la publicación oficial de un acuerdo para dar a conocer la disponibilidad de agua de 30 acuíferos adicionales.

252 acuíferos

•

30 adicionales

VEDAS DE AGUA SUBTERRÁNEA EN MEXICOVEDAS DE AGUA SUBTERRÁNEA EN MEXICO

A la fecha, se han establecido 145 vedas de agua subterránea, que en conjunto cubre el 53% del territorio nacional.

ANTEPROYECTO DE NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-015-CNA-2005 SECTOR

AGUA-“Requisitos para la Disposición de Aguas al Suelo y Subsuelo”

1. OBJETIVO

Establece las características y las especificaciones de operación y monitoreo que deben cumplir los sistemas de disposición al suelo y subsuelo de:

aguas pluviales y escurrimientos superficiales,

con el objeto de proteger la calidad del agua de los acuíferos.

2. CAMPO DE APLICACIÓN:

Aplicable a obras, tanto nuevas como existentes, expresamente diseñadas para la disposición de aguas pluviales y escurrimientos superficiales al suelo y subsuelo

Corresponde a los permisionarios de las obras su cabal cumplimiento.

No aplica a las obras situadas en terrenos cársticos (zona no saturada y acuífero).

IMPACTO DE LA URBANIZACION SOBRE LAS COMPONENTES DEL CICLO HIDROLOGICO

Escurrimiento

Escurrimiento

Escurrimiento

Escurrimiento

10% Infiltración

65% Evaporación

55% Evaporación 50% Evaporación

75% Evaporación

7% Infiltración

5% Infiltración 3% Infiltración

21% Infiltración profunda

5% Infiltración profunda

15% Infiltración profunda

Terreno natural 10-20% urbanizado

30-50% urbanizado 75-100% urbanizado

15% 28%

40%47%

IMPACTO DE LAS LLUVIAS TORRENCIALES (CIUDAD DE MÉXICO)

Inundaciones en Viaducto e Iztapalapa

ACARREO DE RESIDUOS SÓLIDOS Y LÍQUIDOS EN ESCURRIMIENTOS SUPERFICIALES

Inundación o sobre riego

Tirante de agua

Superficie del terreno

Estanque de infiltración

METODOS O TIPOS DE RECARGA ARTIFICIAL

Fuente de agua de recarga

Nivel Estático

Acuífero Pozos para recuperación

Bordo

Cauce

Acondicionamiento de cauces

Estanque de infiltración

Presa derivadora

Cauce

Toma

Sedimentación

Ademe

Acuífero confinado

Cementación

Cedazo

Engravado

Nivel estático

Concreto

Estrato semiconfinante

Agua de recarga

2rw

Zona no saturada

Nivel freáticoAcuífero

Agua de recarga

Superficial

Subsuperficial

Directo

ZO

NA

NO

S

AT

UR

AD

A

AGRICULTURAURBANO

INDUSTRIAL

ZO

NA

S

AT

UR

AD

A

ACUÍFERO

Volatilización

Biodegradación

Superficie Freática

Dispersión

Dilución

Filtración

Adsorción

Intercambio Iónico

Precipitación

EL SUBSUELO: PLANTA DE TRATAMIENTO NATURAL

Plan General del Anteproyecto de NOM

Agua Pluvial y Escurrimiento Superficial

SUELO

Condición natural: mínimas restricciones

ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL

•Debido al transporte de residuos sólidos y líquidos:

•No se permite inyección en zona saturada,

•Requiere pretratamiento y remoción de contaminantes,

•Requiere monitoreo en superficie y en acuífero

SUBSUELO

Requiere prevenir la contaminación de los acuíferos

AGUA PLUVIAL

•Captada en azoteas, tejados y techumbres de zonas residenciales, comerciales e industrias limpias.

•Se permite en zona saturada o, no saturada, y

-Sólo requiere pretratamiento.

DISPOSICIÓN DE AGUA DE ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN ZONA NO SATURADA

Restricciones:

-Sólo permitido en zona no saturada ,

-Requiere pretratamiento,

-Remoción >30% de contaminantes,

-Monitoreo en superficie,

-Monitoreo del acuífero si Q>100 lps

DISPOSICIÓN DE AGUA PLUVIAL CAPTADA EN TECHOS Y AZOTEAS AL SUBSUELO

Restricciones: sólo requiere de pretratamiento.

Zona no saturada

acuíferoacuíferoPozo de inyección

5. ESPECIFICACIONES GENERALES CASOS NO PERMITIDOS

5.1 Terrenos previamente contaminados (suelo, subsuelo, agua subterránea). Áreas de deslaves, pendientes abruptas, inestables. Zonas reglamentadas (SEMARNAT)

5.2 Disposición de aguas residuales o la mezcla de éstas con aguas pluviales y de escurrimiento superficial.

5.3 Afectación a aprovechamientos, obras civiles o a terceros. Movilización de contaminantes.

CAMPECHE

QUINTANAROO

YUCATAN

FUENTE: INEGI.- CONTEO DE POBLACION Y VIVIENDA 1995

CASO DE EXCEPCIÓN: PENÍNSULA DE YUCATÁN

Más del 30% del agua de lluvia se infiltra en los afloramientos de caliza kárstica

No hay escurrimiento superficial

No hay redes de drenaje convencional.

RECARGA ARTIFICIAL CON AGUA RESIDUAL TRATADA

INDUSTRIAL

Agua cruda

Pretratamiento: Filtración Sedimentación Cloración

Infiltración

Tratamiento natural en el subsuelo

Recuperación. Postratamiento: Desinfección Potabilización

Uso

AGRICOLA

PUBLICO URBANO Y DOMESTICO

SISTEMA DE RECIRCULACIÓN: Tratamiento-recarga

artificial-tratamiento natural-recuperación

Planta de Tratamiento

AguaResidual

Agua Tratada

Pozos de Inyección

Recuperación Acuífero

Desarrollo urbano, turístico e industrial

Acuacultura

DESALACION: ¿FUENTE FUTURA DESALACION: ¿FUENTE FUTURA OBLIGADA EN LAS ZONAS COSTERAS? OBLIGADA EN LAS ZONAS COSTERAS?

n.m.m-60

Agua dulce

Planta desaladora

Agua marina

Interfase Salina

Agua salobre

mar

Agua salobre

El desarrollo de la desalación y la gradual disminución de su costo, han incrementado la factibilidad de utilizar agua salada, abriendo amplias perspectivas para impulsar sectores de alta rentabilidad.

Desarrollos urbanos, turísticos e industriales

Acuacultura

CAPTACIÓN DE AGUA DULCE ENCAPTACIÓN DE AGUA DULCE EN LA FAJA COSTERALA FAJA COSTERA

Pozos

CAPTACION DE AGUA EN LA ZONA DE INTERFASECAPTACION DE AGUA EN LA ZONA DE INTERFASE

Acuífero

Aguasalada

Aguasalobre

Pozo

1

2

– Posición natural

– Con bombeo

Si el pozo no es bien diseñado, equipado y operado, el agua salobre/salada asciende, incrementando la salinidad del agua extraída.

12

CAPTACION DE AGUA DULCE EN LA CAPTACION DE AGUA DULCE EN LA ISLA DE COZUMEL, Q. ROO. ISLA DE COZUMEL, Q. ROO.

En la isla de Cozumel, cerca de 200 pozos someros (“puyones”), de 8 a 12 m de profundidad, dispuestos en batería, suministran cerca de 200 l/s a la población y zona turística.

393000 394000 395000 396000

1869000

1870000

1871000

E 1

E 2

W 1

W 2

W 4

W 6 W 7

W 8

W 3

W 5

Pumping wells

Orilla del mar

LAGUNA DE COYUCA

OCÉANO PACÍFICO

Orilla de la laguna

Zona de Protección

Zona de NO3, Coliformes fecales,

grasas y aceites

LEYENDA

Elevación (msnm)

W1 Noria

Pozo de bombeo o puyón

Pozo de PVC existente

3

Zona de fosas sépticas

Zona de agua salobre

Puyones

ZONA DE CAPTACION

~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

m

0.0

1.0

6.0

7.0

14.0

18.0

31.0

Arenas finas Qz y limos, cafés. Origen: granitos

Arenas finas cafés, Qz

Arenas grano medio café claras, Qz

Arenas gruesas café claras, frags. conchas

POZO EXPLORATORIO 1 (DIC 1997)

Arenas grano medio grises, frags. conchas y micas. Origen: gneiss

Arenas finas grises, frags. conchas y micas. Origen: gneiss

EXPLORATION WELL 2

0

5

10

15

20

25

0.1 1.0 10.0 100.0

SPECIFIC CONDUCTANCE (mS/cm)D

EP

TH

(m

)

EW2 Oct 2000 EW2 Nov 2006

EXPLORATION WELL 1

0

5

10

15

20

25

0.1 1.0 10.0 100.0

SPECIFIC CONDUCTANCE (mS/cm)

DE

PT

H (

m)

EW1 Dec 1996 EW1 Oct 2000 EW1 Dic 2006

Nivel freático

Agua dulce

Zona de difusión

Agua salad

a

POZO EXPLORATORIO 1

CONDUCTIVIDAD (mS/cm)

PR

OF

UN

DID

AD

(m

)

EXPLORACIONES BASICAS Pozo exploratorio 1

Pozo exploratorio 2

GPS: Laguna

GPS: Playa

TDEM Loops: Playa

DÍA

Y

NOCHE (Perfilaje de CE)

Perforación

Profundidad el NE

Caseta de control

Pozos (Puyones)

Detalle: caudal de 0.25 lps

Bomba sumergible:

TABASCOTABASCO

EMERGENCIA EN TABASCOEMERGENCIA EN TABASCO

GRACIAS POR SU ATENCIÓN