Título
MODELO MATEMÁTICO PARA LA DISTRIBUCIÓN DE AGUA SUPERFICIAL EN CUENCAS HIDROLÓGICAS
Autor
HUMBERTO SILVA HIDALGO
Colaborador
IGNACIO RAMIRO MARTIN DOMINGUEZ (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
El futuro de la humanidad dependerá en gran medida de la conducta que tome
con respecto al cuidado del planeta en el que habita. Como bien es sabido, el
agua, es vital para la vida, solo la falta de oxigeno puede afectar a la humanidad
de manera más inmediata que la falta del líquido, sin embargo, este recurso
también es indispensable para que el propio medio físico pueda existir en
condiciones saludables. La escasez del recurso hídrico ya ha mostrado su enorme
potencial en la generación de conflictos entre las personas que lo utilizan, incluso
en países desarrollados. Es por ello, que se ha vuelto impostergable el desarrollar
e implementar nuevo esquemas de previsión, planeación, administración y
preservación de los recursos que permitan asegurar la satisfacción de las
necesidades del hombre, sin el deterioro del entorno físico que se ha observado
en los últimos años. Precisamente la reflexión plasmada en el párrafo anterior, es
la que motivo el desarrollo del trabajo de investigación que se presenta en esta
tesis.
En la primera parte de este trabajo se profundizó en el análisis de los procesos
físicos que tienen lugar en una cuenca hidrológica y que inciden en la
disponibilidad natural del agua superficial que en ella se genera. Como uno de los
resultados, se propuso una nueva metodología, fundamentada en un análisis
teórico-matemático detallado, que permite estimar de manera conjunta los (1)
escurrimientos restituidos netos por cuenca propia (comúnmente llamados
escurrimientos naturales), (2) la tasa de retorno de irrigación, así como (3) el
volumen de pérdidas y ganancias netas que ocurren a lo largo de los cauces
naturales. Con este nuevo método se da solución, al problema de obtención de
valores negativos de escurrimiento natural, que presentan los métodos de
restitución existentes. También provee la forma de estimar el porcentaje del
volumen de agua que se utiliza en irrigación que se reincorpora nuevamente al
escurrimiento superficial de los ríos, así mismo permite cuantificar el volumen
perdido o ganado (neto) a lo largo del cauce natural. Ambas variables son de
mayor importancia para el desarrollo de estudios de balance hídrico en cuencas
(p. ej. estimación del escurrimiento restituido neto), sin embargo, difícilmente se
dispone de mediciones físicas de ellas.
El establecer nuevos esquemas de manejo del recurso hídrico, requiere
primero, el conocer la cuantía del recurso espacial y temporalmente (primera parte
de la tesis), para posteriormente determinar la mejor forma de utilizarlo o
distribuirlo a lo largo de la cuenca bajo estudio. El determinar la mejor forma de
utilizarlo requiere del desarrollo y evaluación de políticas de manejo factibles en la
cuenca en cuestión, así como de un proceso de toma de decisiones. Para facilitar
el proceso de toma de decisiones, así como la evaluación de políticas de manejo
del recurso hídrico, se desarrollo un modelo matemático de distribución de agua
(MMDA).
El problema de distribución de aguas superficiales en cuencas hidrológicas
aforadas fue analizado a profundidad, encontrándose que su modelación
matemática debe centrarse en el funcionamiento de los sistemas presas-ríos. El
funcionamiento hidrológico de la cuenca es un dato de entrada en el modelo y está
representado a través de la serie de tiempo de escurrimientos restituidos netos por
cuenca propia.
El MMDA se fundamenta en el principio físico de conservación de masa,
aprovechando que los usuarios del agua, quienes participan en la toma de
decisiones, están familiarizados con él. La estructura conceptual y matemática del
modelo de distribución de agua superficial en cuencas hidrológicas, probó ser
representativa de los procesos físicos que tienen lugar en la incluyendo los
procesos operativos que se realizan en las presas de almacenamiento y de los
fenómenos físicos que tienen lugar en los cauces naturales. Evidencia de ello, el
MMDA que se construyó para la cuenca del río Conchos fue capaz de reproducir
el escenario histórico adecuadamente, previa calibración de los parámetros del
mismo.
Como caso de ejemplo demostrativo se desarrollaron dos escenarios de manejo
factibles en la cuenca del río Conchos (1) considerar que el límite superior de
extracción es el volumen que se establece en los títulos de concesión y (2)
considerar que el límite superior de extracción de agua superficial es el volumen
que se establece en los títulos de concesión, así mismo considerar la disminución
de concesión que se logró mediante el Programa de Adecuación de Derechos de
Agua en cuenca del Río Conchos. El MMDA permitió comparar ambos escenarios
en base a indicadores estadísticos, lo que facilita el tomar decisiones.
Ambos escenarios ofrecen resultados favorables en cuanto a minimizar
frecuencia y magnitud del déficit de agua distribuida en la cuenca con respecto al
volumen concesionado. También se incrementan los escurrimientos de agua
superficial en los cauces de la cuenca del río Conchos, con importantes beneficios
en el medio ambiente.
Como parte de los trabajos desarrollados fueron publicados: (1) un artículo en la
revista científica internacional Water Resources Management, editada por
Springer; y (2) cuatro artículos en dos congresos internacionales; (veáse anexo
G).
Fecha de publicación
marzo de 2010
Tipo de publicación
Tesis de doctorado
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Repositorio Orígen
Fuente de Objetos Científicos Open Access
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