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S
E DENOMINA CICLO HIDROLGICO almovimiento general del agua:
ascen-dente por evaporacin y descendentepor las precipitaciones y
despus en
forma de escorrenta superficial ysubterrnea. De esta definicin
debenremarcarse dos aspectos importantes:
a) la escorrenta subterrnea es mucho ms lentaque la superficial
y esta lentitud le confiere al ciclociertas caractersticas
fundamentales, como es quelos ros continen con caudal mucho tiempo
des-pus de las ltimas precipitaciones, y b) las aguassubterrneas no
son ms que una de las fases oetapas del ciclo del agua, y el
desconocimientode esta condicin puede provocar que se explotencomo
si no tuvieran relacin con las precipitacio-nes o la escorrenta
superficial, con los consecuen-tes resultados (Figura 1).
AGUA SUPERFICIAL
El ciclo hidrolgico constituye una de las condicio-nes naturales
ms importantes de las cuencas hidro-grficas. El ro Lerma, con una
longitud de aproxi-madamente 705 km, es el principal
escurrimiento
superficial dentro de la cuenca que lleva su nombre,y por lo
tanto constituye uno de los principales ele-mentos de su ciclo
hidrolgico.
Anteriormente, el nacimiento del ro Lerma estabaconformado por
ms de cincuenta manantiales quealimentaban el lago de Almoloya del
Ro, el primerode tres lagos que descienden en escalones hacia
elnorte. Estos lagos, que de sur a norte reciben el nom-
bre de Almoloya del Ro, Lerma y San Bartolo,constituan un
sistema lacustre unido por canales,con una longitud de 29 km
(Maderey y Jimnez,2000). Hoy en da, los principales afluentes son
lostorrentes de la vertiente nororiental del Nevado deToluca que
fluyen hacia el noreste y este del valle,entre los que destacan el
ro Santiaguito quevuelca su caudal al lago de Almoloya por la
margenizquierda en pocas de abundante lluvia, y el roVerdiguel que
se origina por los manantiales de LasRosas, El Cuervo, La Piedra
China y Los Jazminesy desemboca por la margen izquierda del
Lermadespus de atravesar la ciudad de Toluca. Aguasabajo del ltimo
lago, el ro Lerma recibe por lamargen derecha el agua del ro
Otzolotepec quenace en la Sierra de las Cruces.
Las obras de exportacin de agua de la cuenca delro Lerma para
complementar la dotacin a la ciu-dad de Mxico, significaron la
construccin de 234pozos y un acueducto desde la localidad
deAlmoloya del Ro. Esta obra, inaugurada en 1951,inici la afectacin
del ciclo hidrolgico de la cuenca(Maderey y Jimnez, 2000). Otro de
los componen-tes del ciclo hidrolgico afectado fue el
escurrimien-to subterrneo, el cual aparece en la superficie enforma
de manantiales. Los manantiales que alimen-taban el lago Almoloya
del Ro y daban origen al roLerma, desaparecieron. El sistema
lacustre confor-mado por los tres lagos se convirti en un
conjuntode cinagas unidas por un canal, el cual se consideracomo el
origen del colector general del ro Lerma.
Estos lagos solo vierten agua en forma escalonadaen pocas de
lluvia abundante.En la estacin Atenco, que mide el volumen del
lago Almoloya del Ro, el promedio de los caudalesmedios
mensuales para el perodo 1945-1950, antesde la puesta en
funcionamiento de las obras de
exportacin de agua, variaba entre 1.5 y 2.1 m3/seg,escurriendo
durante todos los meses del ao. Entanto para el periodo 1951-1980,
con las obras fun-cionando, el promedio disminuy, reportndose de0.1
a 0.2 m3/seg; escurriendo slo al final de lapoca de lluvia, cuando
la laguna se colmata(Maderey y Jimnez, 2000). De esta manera,
elnacimiento del ro se fija actualmente en las
corrientes que se forman en la vertiente nororientaldel Nevado
del Toluca, donde destacan el roSantiaguito y ro Verdiguel,
colectados por el canalmencionado (Maderey y Jimnez, 2000). Otro
efectoal ciclo hidrolgico es la prdida de los escurrimien-tos
superficiales; este es el caso del ro Verdiguel quese aprovecha
casi en su totalidad para el abasteci-miento de la ciudad de
Toluca, por lo que su aporta-cin al ro Lerma es casi nula y
compuesta poraguas residuales (SRH, 1973).
Ro abajo, el Lerma recibe afluentes, siendo losms importantes
los ros La Gavia, Jaltepec, La Laja,Silao-Guanajuanto, Turbio,
Angulo y Duero.
En condiciones promedio, los escurrimientossuperficiales son
aprovechados casi en su totalidad(para generacin de energa, riego
agrcola y abaste-cimiento a zonas urbanas, entre otros), por lo
queel flujo de agua en el ro Lerma desaparece en algu-
nos tramos.El ro Lerma desemboca en el lago Chapala, que
tiene una longitud de 77 km y un ancho de 23 km,aportando un
caudal medio anual de 2,150 millonesde m3 (Maderey y Carrillo,
2005). Debido a la dese-cacin de la parte oriental del lago con
fines de usoagrcola, el ro Duero, que anteriormente desembo-caba en
el lago, fue desviado hacia el Lerma. Por laintensa utilizacin de
sus aguas, el lago se convirtien lo que se denomina la cinaga de
Chapala, hasta
16 ATLAS DE LA CUENCA LERMA-CHAPALA > Cic lo hidrolgico
CICLOHIDROLGICOPLADEYRA, S.C., Oscar Escolero Fuentes,Elosa
Dominguez Mariani
y Sandra Martnez Edda
EL CICLO DEL AGUA
agua contenidaen hielo y nieve
precipitacin
sublimacin
escurrimientosuperficial
escurrimientos deagua a ros
corrientedel arroyo
agua superficialalmacenada
evaporacin
agua contenida en la atmsfera
evaporacin
agua contenida en los ocanos
agua subterrnea almacenada
condensacin
evapotranspiracin
manantial
infiltracin / percolacindescarg
ade agua subterrnea
ILUSTRA
CIN:LVARO
FIGUEROA
Figura 1
vegetacin
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que las intensas lluvias del 2003 permitieron unarecuperacin del
almacenamiento, del 19% quetena en el 2000, al 37% (Maderey y
Carrillo,2005). Este lago, el de mayor dimensin en el pas yel
tercero en Amrica Latina, junto con el ro Lermaconforma uno de los
principales elementos del ciclohidrolgico de la cuenca.
AGUA SUBTERRNEA
Otro elemento importante del ciclo hidrolgico de lacuenca es el
agua subterrnea, que se refiere al aguade lluvia o de
escurrimientos superficiales que seinfiltra y almacena en las rocas
del subsuelo, confor-mando los acuferos. Entindase por acufero,
lasrocas o material no consolidado, lo suficientementeporosas para
almacenar agua y con permeabilidadnecesaria para permitir que el
agua fluya a travs deellas en cantidades econmicas y de calidad
deseable(Price, 2003). En la cuenca Lerma-Chapala, sereportan 47
acuferos de los que se extraen 96.7millones de m3/ao de agua
subterrnea, 79.2 millo-
nes de m3 (82%) se utilizan en la zona urbana y17.5 millones de
m3 (18%) en el medio rural.
El vulcanismo del Eje Neovolcnico Transversal,acompaado de
fallas regionales en algunos casosan activas, ha producido
elevaciones y valles adiferentes altitudes, que se asemeja a
sistemas esca-lonados (Figura 2). Las elevaciones,
conformadaspredominantemente por rocas volcnicas con una
edad que abarca del Mioceno al Reciente, rodeanlos valles y
mesetas donde se acumularon sedimen-tos interdigitados de
materiales volcnicos recientescomo cenizas o coladas volcnicas de
escaso espe-sor, con materiales granulares pococonsolidados como
aluvin, conglomerados y dep-sitos lacustres.
Las rocas volcnicas como basaltos y andesitas,pueden presentar o
no fracturas de menores dimen-siones que favorecern la infiltracin
de la precipita-cin o el escurrimiento superficial hacia la s
profun-didades. El agua infiltrada circula por las rocas
ysedimentos; cuando encuentra fallas regionales,stas pueden
funcionar como lmite al flujo de agua
subterrnea o bien como conducto de salida ala superficie
formando manantiales, que puedenpresentar elevada temperatura.
Cuando no encuen-tra salida, el agua circula por los sedimentos
querellenan los valles y mesetas. Del espesor y permea-bilidad del
relleno de los valles depende la potenciali-dad de los acuferos en
explotacin.
La existencia de acuferos de buena productividad
en la cuenca favoreci el desarrollo de la poblaciny de sus
actividades econmicas. La intensa extrac-cin de agua subterrnea que
se realiza en los valles(Figura 3) produjo la desaparicin de
manantiales y eldescenso del nivel del agua subterrnea (nivel
piezo-mtrico) de hasta 7 m/ao en el Valle de Quertaro,de 2 a 3 m/ao
en el estado de Guanajuato y de2 m/ao en promedio en el acufero de
Morelia.
Otros efectos de la extraccin intensiva de aguasubterrnea ha
sido el hundimiento del terreno yformacin de fallas, producto de la
prdida de pre-sin de los sedimentos poco consolidados ante
laextraccin del agua subterrnea, y la induccin deflujos de agua
subterrnea provenientes de sistemas
regionales que se caracterizan por la elevada tempe-ratura y
presencia de iones como flor, litio, sliceen solucin y arsnico, lo
cual ha representado pro-blemas en la potabilizacin para los
sistemas muni-cipales de agua potable.
Por otra parte, las actividades industriales ydomsticas generan
importantes descargas de aguaresidual, en su mayora sin
tratamiento, las cuales
se infiltran en el subsuelo produciendo contamina-cin. La
presencia en la cuenca de grandes distritosde riego y sistemas de
conduccin mediante canalessuperficiales permite la infiltracin de
volmenesque representan una importante contribucin a larecarga de
agua subterrnea en los valles.
BALANCE HIDROLGICO
La evaluacin de los recursos hdricos de unacuenca requiere de
una estimacin correcta delbalance hidrolgico, es decir, comprender
el cicloen sus diferentes fases, la forma en que el agua quese
recibe por precipitacin se reparte como partedel proceso de
evapotranspiracin, escorrentae infiltracin. La informacin del
balance hdrico
de la cuenca que se presenta en esta seccin corres-ponde a los
resultados obtenidos del estudio elabo-rado por PLADEYRA, S.c.
(2003).
En general, se puede afirmar que del agua quecae en un
determinado sitio (precipitacin = P),una parte vuelve a la
atmsfera, ya sea por evapo-racin directa o por transpiracin de la
vegetacin(evapotranspiracin = ETR); otra parte escurre porla
superficie (escorrenta superf icial = ES) conflu-yendo a travs de
la red de drenaje hasta alcanzarlos cauces principales y f
inalmente el mar, yel resto se infiltra en el terreno y se
incorpora alsistema de aguas subterrneas o acufero (infiltra-cin =
I). Estas magnitudes deben cumplir con laecuacin del balance
hidrolgico:
CAPTACIN EVAPOTRANSPIRACIN = ESCORRENTA
SUPERFICIAL +
INFILTRACIN
20 ATLAS DE LA CUENCA LERMA-CHAPALA > Cic lo hidrolgico
Figura 2 Esquema de los acuferos de la cuenca en condiciones
iniciales.
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EL BALANCE HIDROLGICO EN LA CUENCALERMA-CHAPALA
Tal como se seal en el captulo anterior, la preci-pitacin en la
cuenca Lerma-Chapala se encuentraampliamente diferenciada por la
poca de secas(estiaje) y la poca de lluvias. Igualmente, el
com-portamiento hidrolgico en cada una de sus sub-
cuencas vara, aunque no de manera considerable.Los meses ms
lluviosos se presentan a partir demayo, con lluvias mximas en el
mes de julio, y dis-minuyen hasta cubrir seis meses de estacin
lluvio-sa en octubre. Los seis meses restantes son los demenor
precipitacin o estiaje. Se aprecia tambinuna relacin directa entre
la precipitacin y la tem-peratura, de forma tal que los meses de
mximaprecipitacin son tambin los de mximas tempera-turas (Figura
4).
Dados los extremos climticos en la cuenca, elbalance hidrolgico
se model tanto para el periodo
de estiaje como para el de lluvias, en donde para defi-nir los
meses de cada uno de los periodos fue necesa-rio el apoyo de las
estaciones climticas localizadasen la cuenca, con ms de diez aos
consecutivos dedatos para el periodo 1992 a 2002. Con la
finalidadde comprender de manera especfica el balance hdri-co en la
cuenca, sta se subdividi en 28 sistemashidrolgicos, los cuales
constituyen subdivisiones de
las subcuencas mediante el uso de dos ndices diag-nstico: la
mesoexposicin y la precipitacin.De forma general se establece que
para la poca de
secas, la evapotranspiracin en la cuenca es el meca-nismo por el
que se pierde la mayor cantidad de agua,alcanzando un 65.6%.
Mientras que en la poca delluvias la mayor cantidad de agua se
infiltra, alcan-zando totales de 56.2%. En un balance anual
pode-mos decir que en la cuenca ms del 50% del aguaque precipita se
infiltra al subsuelo (Figura 5).
La captacin total en poca de secas muestra,a grandes rasgos, una
cuenca dividida en dos, con
una porcin central ms seca, donde predomina laevapotranspiracin.
Durante la poca de lluvias, lacaptacin total, que va de media a
alta, se concentraen el sur de la cuenca, donde tambin se
presentanlas mejores condiciones para la infiltracin.
La cartografa de los paisajes hidrolgicos permiteobtener una
caracterizacin adecuada de las zonasfuncionales de las cuencas
hidrogrficas. En la
cuenca Lerma-Chapala, el rea de captacin-trans-porte, donde
concurren los cursos de agua, susmateriales, sedimentos y
nutrientes, es la msextensa, abarcando el 59.70% de su rea total.
Lacabecera de la cuenca, rea donde inician los cursosde agua cuando
las condiciones de suelos y vegeta-cin son favorables, ocupa un
23.84%. Finalmente,la zona de emisin, la que recibe los cursos de
aguaen su estado ms caudaloso y por ende con menosenerga, cubre el
16.40% del rea total. Cada unade estas zonas funcionales juega un
papel particu-lar en el funcionamiento hidro-ecolgico de la
cuenca y presenta un grado de fragilidad diferente(Cotler et
al., 2004).
El entendimiento del agua en un territorio pasapor el
conocimiento espacial del ciclo hidrolgico.
La caracterizacin de cada una de sus fases en unbalance
constituye un elemento fundamental para laplaneacin regional del
uso sustentable de los recur-sos y para la proteccin del medio
ambiente.
21ATLAS DE LA CUENCA LERMA-CHAPALA > Cic lo hidrolgico
Figura 3 Esquema de los acuferos de la cuenca sometidos a
extraccin y recarga de agua residual.
Figura 4 Climograma de la cuenca Lerma-Chapala mostrando los
valores promedio mensuales de precipitacin y temperatura
durante
el periodo 1992-2002 (PLADEYRA, 2003).
Figura 5 Resumen del balance hidrolgico de la cuenca Lerma-
Chapala (cifras en Mm3).
