MODELACION HIDROLOGICA

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  • INSTITUTO TECNOLGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY

    CAMPUS MONTERREY

    DIVISIN DE INGENIERA Y ARQUITECTURA PROGRAMA DE GRADUADOS EN INGENIERA

    Modelacin hidrolgica de las cuencas El Chuveje y Arroyo Real como herramienta en la implementacin de pago por servicios ecolgicos en la Reserva de La Biosfera

    Sierra Gorda, Quertaro, Mxico

    TESIS

    PRESENTADA COMO REQUISITO PARACIAL PARA OBTENER EL GRADO ACADEMICO DE:

    MAESTRA EN CIENCIAS ESPECIALIDAD EN SISTEMAS AMBIENTALES

    POR:

    NYREE GRICEL ABAD CUEVAS

    MONTERREY, N.L. DICIEMBRE DE 2006

  • INSTITUTO TECNOLGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY

    CAMPUS MONTERREY

    DIVISIN DE INGENIERA Y ARQUITECTURA PROGRAMA DE GRADUADOS EN INGENIERA

    Los miembros del comit de tesis recomendamos que el presente proyecto de tesis presentado por la Lic. Nyree Gricel Abad Cuevas sea aceptado como requisito parcial para obtener el grado acadmico de:

    Maestra en Ciencias en Sistemas Ambientales Especialidad en Manejo de Recursos Naturales

    Comit de Tesis:

    _________________________ Dr. Fabin Lozano

    Asesor

    ________________________ ____________________ Dr. Mario Manzano Camarillo Dr. Jorge Garca Orozco

    Sinodal Sinodal

    Aprobado:

    _______________________ Dr. Francisco ngel Bello

    Director del Programa de Graduados en Ingeniera Diciembre, 2006

  • iii

    Agradecimiento

    A mi asesor, el Dr. Fabin Lozano, por su apoyo incondicional y asesora en la

    realizacin de este proyecto. A los Drs. Mario Manzano y Jorge Garca por la asesora

    brindada en la realizacin del proyecto. Al equipo del LABSIG: Patty, Chelo, Jessy y

    Ericka por su ayuda en el uso de los softwares de sistemas de informacin

    georreferenciada. El apoyo por parte del proyecto QRO 2004-C01-53 Captura de

    carbono y servicios ambientales hidrolgicos como alternativas no tradicionales de

    aprovechamiento de los recursos naturales del Estado de Quertaro. Al equipo de

    soporte de Automated Geospatial Watershed Assessment (AGWA) por la orientacin en

    el proceso de aplicacin de la herramienta AGWA. Al Seor Emmanuel Alvarez

    Ramrez, de Datos Histricos de las Estaciones Meteorolgicas Automticas (EMAs) de

    la CNA, por su apoyo en el envo de la informacin climatolgica y orientacin en el

    manejo de la misma. A la Lic. Elizabeth Ramos Garca, del Centro Hidrometeorolgico

    de la Comisin Estatal de Aguas de Quertaro, por la informacin climatolgica enviada.

    A Carlos Bustamante por su apoyo en la creacin de los macros. A Jorge Donato por su

    apoyo en la obtencin de los archivos auto ejecutables para el manejo de los datos

    climatolgicos.

  • iv

    Dedicatoria

    Dedico este trabajo a Dios, por darme la oportunidad de culminar este proyecto y por

    acompaarme siempre.

    A mis padres, hermano y hermana, por el apoyo, fortaleza y amor que siempre me han

    brindado.

    A mis abuelitas, Grace y Aura, por su cario y tenerme siempre presente.

    A Carlos Caballero, por su apoyo acadmico y amistad incondicional.

    Al Dr. Orlando Tejada, por sus consejos y preocupacin.

  • v

    Resumen

    Se model el comportamiento hidrolgico de las cuencas: El Chuveje y Arroyo Real,

    ubicadas en la Sierra Gorda de Quertaro, mediante la herramienta Automated Geospatial

    Watershed Assessment (AGWA), especficamente mediante el modelo Soil Watershed

    Assessment Tool (SWAT). En base a los resultados del modelo, se identific las reas de

    mayor percolacin, produccin de agua, escurrimiento y produccin de sedimentos, entre

    algunas variables de respuesta hidrolgica. Adicionalmente, se analiz el efecto de

    diferentes cambios de cobertura en la respuesta hidrolgica en trminos de cantidad y

    calidad de agua. Adems de lograr la aplicacin del modelo SWAT en dos cuencas

    mexicanas, por medio de los resultados de la modelacin, se identificaron las reas ms

    importantes de manejo y conservacin, en trminos de la respuesta hidrolgica con y sin

    cambios de cobertura vegetal. Adicionalmente, se obtuvo la cantidad de agua que sale de

    cada Cuenca en m3/da. Este dato ser utilizado en un estudio econmico de aplicacin

    de sistemas de pagos por servicios ecolgicos en las reas de estudio.

  • vi

    ndice de Contenido

    ndice de Figuras ..............................................................................................................viii ndice de Grficas................................................................................................................ x ndice de Tablas ................................................................................................................xii ndice de Anexos..............................................................................................................xiv Introduccin ........................................................................................................................ 1 CAPTULO I. ANTECEDENTES................................................................................. 4 1.1. Ciclo hidrolgico y sus relaciones .......................................................................... 5 1.1.1. Agua clima ....................................................................................................... 5 1.1.2. Agua- suelo ...................................................................................................... 6 1.1.3. Agua-vegetacin............................................................................................... 8 1.1.3.1. Los bosques y selvas ............................................................................... 11 1.1.3.2. Cambios de uso de suelo ......................................................................... 13

    1.2. Modelacin hidrolgica: algunas consideraciones................................................ 15 1.2.1. Escala espacial y temporal ............................................................................. 17 1.2.2. Sistemas de informacin georreferenciadas................................................... 18

    1.3. Modelacin hidrolgica con AGWA .................................................................... 19 1.4. Reserva de La Biosfera Sierra Gorda de Quertaro .............................................. 21 1.4.1. Caractersticas generales ................................................................................ 21 1.4.2. Caractersticas abiticas ................................................................................. 24 1.4.2.1. Litologa y geomorfologa....................................................................... 24 1.4.2.2. Geologa .................................................................................................. 25 1.4.2.3. Edafologa ............................................................................................... 28 1.4.2.4. Hidrologa................................................................................................ 30 1.4.2.5. Climatologa ............................................................................................ 32

    1.4.3. Caractersticas biticas................................................................................... 33 1.4.3.1. Flora ........................................................................................................ 33 1.4.3.2. Vegetacin............................................................................................... 34

    1.4.4. Caractersticas socioeconmicas .................................................................... 39 1.4.4.1 Poblacin.................................................................................................. 39 1.4.4.2. Actividades econmicas........................................................................... 41

    1.4.5. Caractersticas de manejo............................................................................... 46 1.4.5.1 Zonas Ncleo............................................................................................ 46 1.4.5.2. Zonas de amortiguamiento ...................................................................... 48 1.4.5.3. Zonas de influencia ................................................................................. 50

    1.4.6. Problemtica................................................................................................... 51 1.4.6.1 Ambiental ................................................................................................. 51 1.4.6.2. Socioeconmicos..................................................................................... 54

    1.5. Objetivos ............................................................................................................... 58 1.5.1 Objetivo general .............................................................................................. 58 1.5.2. Objetivos especficos...................................................................................... 58

    1.6. Alcance.................................................................................................................. 59 CAPTULO II. METODOLOGA................................................................................... 60 2.1 Descripcin de la metodologa............................................................................... 60 2.1.1 Seleccin del programa de modelacin hidrolgica ....................................... 60 2.1.2. Requerimientos de datos y capas de informacin .......................................... 61

  • vii

    2.1.2.1. Capas de informacin georreferenci