Universidad Autnoma de San Luis Potos

Variacin espacial y temporal de la disponibilidad hdrica superficial en la Cuenca Cerrada del valle de San Luis Potos

TESISQUE PARA OBTENER EL GRADO DE LICENCIATURA EN GEOGRAFA

PRESENTA:Juana Mara Egua del Pozo

DIRIGIDA POR:Dr. Germn Santacruz de Len

San Luis Potos, S.L.P. Diciembre de 2011CONTENIDO

INTRODUCCIN1

i. antecedentes4II. OBJETIVO14III. HIPTESIS14IV. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACION15

V. ELEMENTOS CONCEPTUALES PARA EL ANLISIS DE LA DISPONIBILIDAD HDRICA185.1 Crisis del agua asociada a la disponibilidad hdrica185.2 La cuenca hidrogrfica como espacio para identificar la disponibilidad hdrica245.3 Disponibilidad hdrica en el valle de San Luis Potos28

VI. ESTRATEGIA METODOLGICA30VII. RESULTADOS Y DISCUSIN437.1 Generales de la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos437.2 Delimitacin de la cuenca hidrogrfica y estaciones meteorolgicas disponibles467.3 Recopilacin y anlisis de datos547.3.1 Estimacin de datos faltantes de precipitacin547.3.2 Anlisis de homogeneidad567.4 Condiciones biofsicas y demogrficas de la cuenca del valle de san luis potos587.4.1 Caractersticas climticas de la cuenca587.4.2 Caractersticas edafolgicas de la cuenca627.4.3 Condiciones de uso de suelo y vegetacin en la cuenca677.5 Condiciones demogrficas en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos717.6 Evaluacin de la precipitacin en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos747.6.1 Aplicacin y anlisis de las isoyetas757.6.2 Resultados obtenidos por el mtodo de las isoyetas767.7 Aplicacin y anlisis de las isoetp807.7.1 Resultados obtenidos por el mtodo de isoetp817.8 Disponibilidad hdrica terica superficial en la cuenca del valle de San Luis Potos: variacin espacial y temporal85

VIII. CONCLUSIONES100

BIBLIOGRAFA103

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Estaciones meteorolgicas consideradas para el anlisis de la disponibilidad hdrica superficial en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos34Tabla 2. Nmero de subcuenca y superficie que ocupa47Tabla 3. Estaciones meteorolgicas y sus registros de precipitacin anual disponibles en la zona centro del estado de San Luis Potos55Tabla 4. Resultados de las pruebas de homogeneidad aplicadas a los datos de precipitacin anual57Tabla 5. Tipos de clima de la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos con base en el sistema de W. Keppen modificado por E. Garca (2004)60Tabla 6. Superficie (km2) de los tipos de suelos en la cuenca del valle de San Luis Potos63Tabla 7. Superficie de tipo de uso de suelo y vegetacin en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos68Tabla 8. Poblacin total y localidades presentes en las subcuencas del valle de San Luis Potos71Tabla 9. Resultados de las isoyetas e isoetp en la subcuenca 186Tabla 10. Resultados de las isoyetas e isoetp en la subcuenca 286Tabla 11. Resultados de las isoyetas e isoetp en la subcuenca 386Tabla 12. Volumen neto de captacin en la subcuenca 187Tabla 13. Volumen neto de captacin en la subcuenca 287Tabla 14. Volumen neto de captacin en la subcuenca 387Tabla 15. Volumen real superficial disponible (m3/hab/ao) estimado para las subcuencas del valle de San Luis, aos 2000, 2005 y 201093LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Ubicacin geogrfica de la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos45Figura 2. Hidrografa, topografa, subcuencas y rea urbana de la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos48Figura 3. Municipios y principales localidades de la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos51Figura 4. Estaciones meteorolgicas y principales vas de comunicacin en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos53Figura 5. Tipo de suelo en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos65Figura 6. Uso de suelo y vegetacin en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos69Figura 7. Isoyetas (mm) del mes de julio en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos78Figura 8. Isoyetas (mm) del mes de marzo en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos79Figura 9. Isolneas de Evapotranspiracin Potencial (mm) del mes de mayo83en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos83Figura 10. Isolneas de Evapotranspiracin Potencial (mm) del mes de enero84en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos84Figura 11. Disponibilidad hdrica superficial (m3/hab/ao) en la cuenca cerrada del valle de95San Luis Potos, aos 200, 2005 y 201095Figura 12. Acufero profundo de San Luis Potos y sus pozos de aprovechamiento pblico urbano99

LISTA DE GRFICAS

Grfica 1. Comportamiento temporal de la precipitacin pluvial y evapotranspiracin potencial en la subcuenca 1 del valle de San Luis Potos88Grfica 2. Comportamiento temporal de la precipitacin pluvial y evapotranspiracin potencial en la subcuenca 2 del valle de San Luis Potos89Grfica 3. Comportamiento temporal de la precipitacin pluvial y evapotranspiracin potencial en la subcuenca 3 del valle de San Luis Potos89Grfica 4. Variacin temporal de la disponibilidad hdrica real en la cuenca del valle de San Luis Potos92

INTRODUCCIN

La disponibilidad hdrica se relaciona con la oferta de agua que tiene una poblacin de un lugar dado, en determinada poca del ao, as como tambin, con las posibilidades que tenga dicha poblacin para acceder al recurso en cantidad y calidad adecuadas. A su vez la disponibilidad hdrica, est condicionada por diversos factores de carcter geogrfico y antropognico que la determinan, ya que depende fsicamente de la variabilidad y aleatoriedad del ciclo hidrolgico que definen el volumen de las aguas superficiales y los acuferos; pero a su vez, tambin depende de las formas de apropiacin y usos de la poblacin humana sobre el recurso.

Los valores de la disponibilidad hdrica estimados para un pas o para grandes cuencas pueden ser engaosos, por lo que la estimacin de los recursos hdricos en esos niveles, no permiten evaluar las particularidades de cada cuenca y ms an de cada subcuenca. Se considera que la disponibilidad hdrica para los usos humanos y los ecosistemas, depende de la precipitacin pluvial como elemento primordial, as como de su distribucin en el tiempo y en el espacio. De este modo, aqu fue considerada la cuenca hidrogrfica, delimitada por el llamado parteaguas, como el espacio fsico. Ms an el anlisis se llev a cabo a nivel de subcuenca, considerando la hidrografa que generan los arroyos tributarios y que, en trminos hidrolgicos, presentan la mayor homogeneidad.

El objeto de estudio de este trabajo es la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos, la cual tiene una extensin de 2,113 Km2 y se ubica dentro de las zonas ridas y semiridas del estado de San Luis Potos. Esta cuenca, presenta climas de tipo seco y semiseco con lluvias escasas en todo el ao. Todava presenta, en algunas porciones de las cadenas montaosas superficies de bosques de pino y encino, pero principalmente se desarrollan los matorrales de tipo crasicuale y desrtico micrfilo sobre los sustratos de suelos Leptosol y Xerosol.

A partir de la divisin de la cuenca en tres subcuencas considerando su hidrografa, se establecieron tres escenarios para el anlisis de la disponibilidad hdrica superficial del valle de San Luis, que corresponden a los aos 2000, 2005 y 2010. En tal sentido, se estima la disponibilidad hdrica superficial per cpita en la cuenca del valle de San Luis, y se analiza su distribucin espacial y temporal.

En funcin de lo expuesto, en el Captulo I se revisan y analizan los antecedentes de investigacin en la zona de estudio sobre el tema. En el Captulo II y III se define el objetivo general de trabajo e hiptesis planteados en la investigacin. En el Captulo IV se plantea el problema de investigacin asociado a la disponibilidad hdrica y se justifica la importancia que tiene el clculo de disponibilidad del recurso.

En el quinto captulo, denominado Elementos conceptuales para el abordaje de la disponibilidad hdrica, se revisa el concepto de crisis del agua. Con base en este se analiza el papel que juega la disponibilidad de los recursos hdricos en el planeta, y la importancia espacial y temporal que la determinan.

El sexto captulo define los mtodos empleados para cubrir el objetivo de trabajo, y considera el anlisis estadstico de las variables climatolgicas y estimacin de la disponibilidad hdrica per cpita.En el sptimo captulo, se revelan y discuten los resultados de la investigacin obtenidos a partir de la metodologa empleada, con los que se estima que la disponibilidad hdrica superficial en la cuenca del valle de San Luis es de 8,339.6 m3/hab/ao para el ao 2010.

En la ltima parte del trabajo de investigacin, se desarrollan las conclusiones en las que se muestra la importancia que tienen los volumenes de precipitacin estimados en el trabajo; y se concluy que se podran establecer mecanismos de almacenamiento que alcanzaran a cubrir las necesidades hdricas de los habitantes de la cuenca del valle de San Luis Potos.

i. antecedentes

La reduccin de la disponibilidad hdrica en Mxico, ha sido generada por diversos factores como son el incremento poblacional, la expansin de la frontera agrcola, la extraccin industrial y el uso inadecuado de los recursos hdricos. Por lo que, en ese sentido, es menester abordar la problemtica relacionada con el agua para generar un panorama actual sobre las condiciones de cantidad y calidad del recurso en diferentes regiones del pas. En este contexto, el estudio de los sistemas hidrolgicos en Mxico experiment un gran cambio a partir de 1965, con lo que se implementaron nuevas tcnicas de gestin para prever las consecuencias de una determinada poltica hidrulica, no obstante, aunque se han emprendido nuevas estrategias de estudio en torno a la disponibilidad del agua, esto no ha sido suficiente para regular las necesidades de impacto ambiental y social en Mxico (Campos, 1998).

Para analizar ms detalladamente de las cuestiones hdricas en el pas es necesario delimitar las cuencas, puesto que son las unidades de territorio natural en la que se hacen palpables los procesos del ciclo hidrolgico y en las que se pueden combinar el subsistema ecolgico, social, econmico y poltico simultneamente.

En Mxico se llev a cabo la regionalizacin de cuencas hidrolgico-administrativas, a partir de 1997 por parte de la Comisin Nacional del Agua con base en los criterios topogrficos e hidrogrficos del pas; en la que aparecen 37 regiones hidrolgicas delimitadas en base a los grandes parteaguas del pas, con el propsito de facilitar la administracin del recurso. Por su parte, el INEGI, INE y CONAGUA (2007), proponen la delimitacin de 1,471 cuencas hidrogrficas de Mxico, escala 1: 250 000, modificada por Cuevas et al. (2007), a partir de la demarcacin de reas con redes de drenaje superficial. No obstante, a pesar de los esfuerzos institucionales y privados, todava no existe una concepcin y delimitacin precisa de cuencas en la Repblica Mexicana por las evidentes discrepancias entre los parteaguas y los lmites poltico-administrativos.

En tal sentido, la cuenca cerrada del Valle de San Luis Potos forma parte de la regin hidrolgica de cuencas Centrales del Norte de la Repblica Mexicana. El volumen de agua extrado para esta regin hidrolgica corresponde en un 58% de aguas subterrneas y un 42% de las superficiales. El territorio que enmarca a la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos pertenece a la regin de El Salado (RH-37) y se caracteriza por ser una de las vertientes ms importantes ya que cubre una importante extensin dentro del territorio Nacional. Los escurrimientos superficiales en esta regin, son efmeros e intermitentes de carcter torrencial. Segn la regionalizacin de cuencas hidrogrficas de Mxico propuesta por Cuevas (2007), a la cuenca de San Luis Potos le corresponde el ID 385, con una superficie aproximada de 1,815 Km2.

Es una cuenca endorreica y se localiza en la parte suroccidental del estado de San Luis Potos, de acuerdo a la delimitacin del presente estudio contiene una superficie aproximada de 2,113 Km2 y se ubica dentro de las zonas ridas y semiridas del estado, comprendiendo principalmente una porcin de los municipios de San Luis Potos, Soledad de Graciano Snchez, Zaragoza y Villa de Reyes; la zona conurbada de San Luis Potos y Soledad de Graciano Snchez, se encuentra en el centro de la cuenca con las coordenadas geogrficas 22 28 15 de latitud norte y 101 13 44 de longitud oeste y cuenta con una altura cercana a los 1850 msnm; por otro lado, se encuentra dentro de los lmites de la provincia fisiogrfica denominada Mesa Central y a su vez, est enmarcada por la Sierra de lvarez al oriente y la Sierra de San Miguelito al occidente.

De acuerdo con el INEGI (1985) el clima predominante en la zona aledaa al municipio de San Luis Potos corresponde al grupo de climas secos (BS). En general, los tipos secos y muy secos predominan en la planicie de la zona de inters, mientras que los semi-secos se correlacionan con las partes elevadas. Las caractersticas climticas presentes en la regin, propicia un alto ndice de aridez, por lo que la vegetacin que en sta se desarrolla, posee adaptaciones morfolgicas para soportar largos periodos de sequas. El tipo de vegetacin que se distribuye en la cuenca, en las partes bajas de los cerros y terrenos planos es matorral desrtico y vegetacin gipsfila, mientras que en las partes altas de la Sierra de San Miguelito an se localizan algunos relictos de bosque de encino, al igual que en el norte de Ahualulco (INEGI, 2002).

La informacin sobre las condiciones climatolgicas en la regin de San Luis Potos se obtiene principalmente de los registros aportados por las estaciones meteorolgicas, estos registros permiten hacer una estimacin de la situacin climtica que se asienta en la cuenca. En este sentido, se ha registrado una precipitacin media para San Luis Potos de aproximadamente 387.8 mm anuales (INEGI, 2010).

Con base en el periodo de observacin realizado por Cardona (2007) entre los aos 1979 y 1999 se determina que en la cuenca de San Luis la mayor parte de la precipitacin pluvial (88%) se presenta entre los meses de abril y octubre, alcanzando su principal concentracin pluvial en los meses de julio con una media mensual de 62.7 mm y agosto con 45.9 mm respectivamente; con relacin a la temperatura en la cuenca de San Luis se alcanza una media anual de 17.5 C, con una media anual en verano de 21 C.

La composicin geolgica en el Valle de San Luis Potos, ha sido analizada desde 1960 como base para las investigaciones hidrogeolgicas, principalmente para localizar fuentes de abastecimiento de agua potable (Stretta y del Arenal, 1961; SARH, 1977, 1988; Martnez- Ruz, 1984, 1986, 1997; en Noyola et al., 2009). El trabajo de Cardona (2007) muestra las condiciones hidrogeoqumicas que componen al Valle de San Luis Potos de acuerdo a su estructura hidrogeolgica superficial y del subsuelo, de tal modo que se puedan analizar los sistemas de flujo y calidad del agua subterrnea, con el fin de identificar el deterioro actual que presenta el acufero somero del Valle de San Luis Potos, en relacin a la composicin qumica del agua y los factores antropognicos que la afectan.

Por su parte Noyola et al. (2009), tambin reconocen las condiciones hidrogeolgicas del valle de San Luis Potos, pero con el fin de analizar tambin otros factores que dan lugar al minado del acufero[footnoteRef:2]. Mencionan que factores como el clima, geologa, y las prcticas de manejo en la disponibilidad del agua afectan directamente al sistema de recarga natural del valle de San Luis y por ende se ocasiona el decremento en los volmenes de captacin y calidad del agua. [2: El minado de agua subterrnea es consecuencia de la extraccin intensiva de un acufero, con lo que se amenaza la sustentabilidad del recurso hdrico, es decir; la prdida efectiva del agua. Vase: Noyola, et al. (2009). Factores que dan origen al minado de acuferos en ambientes ridos: el caso del Valle de San Luis Potos.]

En los casos previos, se identific que las zonas ridas y semiridas, caractersticas de la cuenca del Valle de San Luis Potos, afloran rocas sedimentarias del Cretcico, rocas volcnicas del Terciario y sedimentos granulares del Cuaternario[footnoteRef:3]. Estas formaciones de material rocoso que bordea al Valle afectan negativamente el sistema de recarga natural debido a su baja permeabilidad, lo cual inhibe la infiltracin hacia el subsuelo; as como tambin la baja precipitacin y alta evaporacin caracterstica de las regiones ridas limitan la captacin y retencin del agua en la regin de la cuenca del valle de San Luis. [3: En el captulo I de la tesis de Cardona (2007), se hace un anlisis completo de la geologa superficial de la cuenca del valle de San Luis, a partir de la estratigrafa de estos tres periodos.]

La evaluacin de los elementos hidrogeolgicos y climatolgicos de la cuenca de San Luis, son importantes para conocer las condiciones en las que se encuentra una poblacin a partir de una estimacin de la disponibilidad del agua. Sin embargo, la disponibilidad de agua sigue siendo una incertidumbre para atender las necesidades de una poblacin creciente y los diversos usos de una economa local en expansin.

Debido a esto, los trabajos para abastecer de agua potable a la poblacin enfrentan un doble problema: la cantidad de agua captada y la calidad de agua en la red para satisfacer todas las demandas del recurso hdrico en un espacio y tiempo determinado (Santacruz, 2010).

El estudio de Contreras y Galindo (2008) sobre el escenario futuro inmediato de la situacin de abasto de agua potable del acufero de San Luis Potos, exhibe un panorama actual de las circunstancias fsicas, sociales y econmicas que actan simultneamente afectando el almacenamiento natural del agua y su calidad para consumo humano, disminuyendo as, la disponibilidad hdrica y el abasto de agua potable en el valle de San Luis Potos.

El abasto de agua ha sido mermado por factores como el aumento de la poblacin en el rea conurbada del municipio de San Luis Potos, que paso de 300 mil habitantes en 1970 a 722,772 habitantes para el 2010, por lo que, eminentemente, ha ido en aumento la demanda del agua. Ms an, Contreras y Galindo (2008), consideran que la ciudad de San Luis Potos, est atravesando, por su importante localizacin geogrfica en la porcin Centro-Norte del estado, por un periodo de crecimiento econmico e industrial, lo que, aunque dichos autores no lo mencionan, est impactando la disponibilidad de agua en el valle de San Luis. Estas condiciones de desarrollo industrial y crecimiento demogrfico estn ocasionando grandes prdidas de los ecosistemas y de propiedades del suelo en San Luis Potos, para almacenar el agua y mantener sus condiciones de calidad, con lo que se genera serias dificultades para la disponibilidad hdrica en el presente y en un futuro.

Por ejemplo, algunos usos del agua como el industrial, requiere de sta en grandes cantidades y de moderada calidad y temperatura, mientras que otros usos, requieren de cantidades menores pero de una importante calidad como el agua para beber (Rodda, 2001 en Santacruz, 2010).

La poblacin del estado de San Luis Potos, durante la primera mitad del siglo XIX se abasteca del agua por medio de norias y el uso que se le daba era principalmente domstico y de irrigacin de pequeos huertos (Sheridan-Prieto, 2001 en Noyola et al., 2009). Para el ao de 1960, el 59% del agua era utilizada para uso domstico y era aprovechada principalmente de las corrientes superficiales, mientras que el 41% provena del acufero (COTAS-CNA, 2005).

Sin embargo, esto ha cambiado a travs del tiempo por factores como el crecimiento de poblacin, la evolucin de la industria y los cambios evidentes en la cobertura vegetal y del suelo aunado a la creciente demanda del lquido; por lo que, todos estos factores en conjunto no permiten el almacenamiento superficial ni la ptima recarga natural, lo que favorece el aumento de extraccin en el acufero del valle de San Luis Potos. Debido a esto hoy en da, las condiciones de aprovechamiento del agua en la ciudad de San Luis Potos dependen en un 92% de las aguas subterrneas y tan solo en un 8% de las corrientes superficiales (COTAS-CNA, 2005; Contreras y Galindo, 2008; Noyola et al., 2009; Ramos et al., 2010).

El total de agua que abastece la zona urbana de San Luis Potos proviene principalmente de los acuferos de la regin, con un volumen de extraccin anual que asciende a los 125.6 millones de metros cbicos (CNA, 2002).

Para complementar su demanda, la poblacin de esta zona se abastece con un 9% de aguas provenientes del ro Santiago, el cual representa la principal fuente de agua superficial de la ciudad. Sobre ste, se encuentran las presas de almacenamiento Gonzalo N. Santos (El Peaje) y la presa de San Jos, las cuales tienen como uso principal el aporte de 10 Mm3 por ao para el abastecimiento de agua potable a la ciudad de San Luis Potos (INEGI, 2002).

Por otro lado, en la cuenca del valle de San Luis Potos, se evacua el agua residual de consumo domstico e industrial, por medio de 16 canales que desalojan haca el lado norte, este y sureste de la ciudad, y se evacuan cerca de 58 y 60 millones de metros cbicos anuales de agua negra, siguiendo la inclinacin de la cuenca (Cirelli, 2004). El vertido de las aguas residuales sin tratamiento en el valle de San Luis Potos, se ha convertido en una costumbre histrica que ha favorecido a la comunidad productora agrcola, ya que se emplea para el riego de hortalizas de los mercados urbanos.

Sin embargo, el vertido de agua residual sin tratar tiene efectos de impacto ambiental por la contaminacin del acufero somero de San Luis Potos el cual abasteca aos atrs a la ciudad, y que actualmente, tiene sus zonas ms contaminadas ubicadas en la zona industrial y agrcola de la ciudad, con una calidad del agua no apta para el consumo humano (Ramos et al., 2010).

El cambio de uso de suelo para fines agrcolas se encuentra principalmente en las partes bajas y planas de la cuenca por lo que prcticamente todas las laderas de las serranas que la rodean se observan muy alteradas; en muchos casos, desprovistas de vegetacin, o bien con la presencia de herbceas que aparecen mejor representadas en la poca de lluvia, pero finalmente no son suficientes para retener el suelo y evitar la erosin (Contreras y Galindo, 2008: pp. 131).

La ampliacin de la mancha urbana de San Luis Potos y el crecimiento industrial han generado una extraccin desmesurada del lquido puesto que el agua utilizada para uso domstico e industrial se encuentra en constante conflicto desde el comienzo de su gestin, por su distribucin en el valle de San Luis. El crecimiento de la superficie urbana de San Luis Potos, se multiplic con rapidez a partir de los aos cincuenta y sobre todo partir de la dcada de los sesenta, pues pas de tener 1,760 hectreas en 1960, a 14,000 en el ao 2000 (COTAS-CNA, 2005). Lo anterior, muestra un crecimiento urbano acelerado que tiene fuertes consecuencias de impacto en el uso de suelo y afecta potencialmente la recarga y la extraccin del agua subterrnea.

El crecimiento de la ciudad de San Luis Potos y su zona metropolitana ha sido generado en gran medida, por el importante incremento en la poblacin durante las ltimas cinco dcadas. La poblacin total se increment de 155,238 habitantes en 1950 hasta 722,772 para el ao 2010 (INEGI, 1950, 2010). Sin embargo, la ciudad de San Luis Potos ha experimentado tambin, el incremento de su planta industrial en los ltimos 30 aos, ya que un estudio[footnoteRef:4] revela que se han destinado aproximadamente 3,301.0 hectreas al uso industrial, modificando el uso de suelo que anteriormente era utilizado principalmente para la agricultura de temporal. [4: Maza y Santacruz (2011). Diagnstico preliminar del uso industrial del agua y su impacto ambiental en la ciudad de San Luis Potos. COLSAN. Mxico. ]

Estos cambios de crecimiento en la zona conurbada de San Luis han trado como resultado un deterioro de las reas naturales del valle, puesto que ha ido en aumento la agricultura de riego y la induccin de pastizales que han reemplazado considerablemente la agricultura de temporal y a los pastizales naturales en los ltimos 40 aos.

El uso del agua en el valle de San Luis Potos, es principalmente de uso urbano debido a que los volmenes de extraccin son destinados en primer orden al abasto poblacional (67.2%) , seguido por el uso agrcola (19%), el industrial (casi 8%), servicios (4.5%) y finalmente los usos pecuario y domstico (1.2%). El 96% del volumen total es aportado por el acufero profundo y solo un 4% proviene del acufero somero (CNA, 2002).

Las condiciones de aridez en las que se asienta la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos, es el principal factor de desequilibrio para favorecer la disponibilidad hdrica dentro de la cuenca; puesto que estas zonas presentan niveles de baja precipitacin y alta evaporacin y una estructura geolgica poco permeable.

La presin sobre la demanda del recurso ha degradado el sistema de corriente superficial por lo que se ha tenido que extraer una gran cantidad de agua subterrnea para uso domstico, agrcola e industrial. No obstante en la cuenca de San Luis, siguen siendo aprovechados los recursos hdricos superficiales aunque, como lo muestran los trabajos aqu citados, ha disminuido su porcentaje de aprovechamiento debido a su baja disponibilidad y contaminacin, por lo que se ha tenido que sobreexplotar el acufero profundo de San Luis.

En un primer plano, se puede afirmar que los recursos hdricos superficiales en la cuenca del Valle de San Luis estn en constante decremento de su volumen y calidad por las condiciones biofsicas presentes en el rea y la creciente demanda del recurso para abastecer las necesidades de la poblacin.

Por otra parte, debido a la dependencia del acufero para desarrollar las actividades de la poblacin en el valle de San Luis, han sido diversos los trabajos que se han realizado en torno a las condiciones geohidrolgicas e hidrogeoqumicas de este, sin embargo, no se ha contemplado sustancialmente el estudio de los escurrimientos superficiales, por considerrseles exiguos y con poca contribucin dentro del ciclo hidrolgico local, y con ello, en las actividades socioeconmicas que realizan los habitantes de la cuenca (Maza y Santacruz, 2011). De este modo, el estudio de la hidrologa superficial se ve limitado a la zona de influencia del acufero y no se realiza contemplando a la cuenca hidrogrfica que corresponde en buena medida a la delimitacin del acufero administrativo, por lo que, el presente trabajo, se enfoca primordialmente a la estimacin y al anlisis de la disponibilidad hdrica superficial presente en la cuenca hidrogrfica del valle de San Luis Potos.

II. OBJETIVO

Analizar la variacin espacial y temporal de la disponibilidad hdrica superficial en la cuenca cerrada del Valle de San Luis Potos.

III. HIPTESIS

La notable dependencia del sistema acufero, sobre todo de la zona urbana asentada en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos, ha generado numerosos estudios orientados a conocer las condiciones hidrogeoqumicas del mismo y se ha dejado de identificar y analizar la importancia que tiene la precipitacin pluvial y, con ella, los escurrimientos superficiales en la disponibilidad hdrica. IV. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACION

La disponibilidad de agua para los usos humanos y de la naturaleza en el espacio de que se trate, depende de la precipitacin pluvial como elemento primordial, as como de su distribucin en el tiempo y en el espacio. Sin embargo, la disponibilidad natural del agua es muy heterognea espacial y temporalmente en las distintas regiones del mundo, por lo que esta condicin propicia que algunos pases cuenten con agua para el consumo humano en abundancia y otros padezcan de una baja disponibilidad. Esta condicin de abasto hdrico, se ver propiciada por distintos factores biofsicos como lo son el clima, el suelo, la cubierta vegetal y la geomorfologa; pero a su vez, est relacionado a factores antropognicos como la contaminacin, la sobreexplotacin del recurso para los distintos usos humanos y por la implementacin de polticas inadecuadas para distribuir el recurso.

Por la importancia del agua como un recurso que puede ser limitante para el desarrollo econmico y social de los pases, en los ltimos aos han aumentado los estudios para cuantificar la disponibilidad del lquido, ya que estos, representan un papel muy importante en la planeacin, administracin, gestin y manejo integral de las cuencas hidrolgicas de una nacin.

En el caso de Mxico, los indicadores de disponibilidad hdrica son muy variables en cada regin y poca del ao, por ejemplo, en la Regin Hidrolgica Cuencas Centrales del Norte de Mxico, se asume que la disponibilidad hdrica natural media, es deficitaria, en gran parte por pertenecer a zonas ridas y semiridas en las que resultan ser ms frgiles los sistemas ambientales. En dicha regin del norte, se estima en el 2004, que la disponibilidad natural media per cpita va de 1,726 m3/hab/ao, cifra que la ubica dentro de la gama de regiones con disponibilidad baja en el pas (Brea y Brea, 2007).

Considerando que en nuestro pas los volmenes de agua dulce o potable estn en descenso, y de manera particular en la cuenca del valle de San Luis, es menester abordar la problemtica del agua, para generar un panorama actual sobre la cantidad disponible de los recursos hdricos. En el estudio de caso que aqu se presenta, se establece que la disponibilidad hdrica superficial en la cuenca de San Luis, depende principalmente de las condiciones climticas que la rodean; es decir, su ubicacin geogrfica dentro de las regiones ridas del pas condicionan especialmente las variaciones de la precipitacin pluvial, que en consecuencia es escasa para la formacin de la escorrenta superficial en la cuenca.

En la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos se han realizado estimaciones de los volmenes disponibles de agua subterrnea debido a la importancia del acufero para abastecer los diferentes usos de la poblacin de esta regin; pero es evidente que la dependencia al sistema acufero ha rezagado el estudio de la situacin hdrica superficial, por lo que surge la necesidad entonces, de estimar la disponibilidad de agua superficial, con la que, en teora, se cuenta dentro de los mrgenes de la cuenca hidrogrfica del valle de San Luis Potos, y de este modo, poder estimar el volumen virgen superficial que correspondera a los habitantes de la cuenca.

Si tenemos como antecedente que los escurrimientos presentes en la cuenca son de carcter intermitente, debido a los bajos volmenes de precipitacin y caractersticas fisiogrficas del lugar, adems de que se tiene una alta tasa de evapotranspiracin, podemos establecer en un principio, que la presencia espacial y temporal del agua superficial en la cuenca, es deficitaria, por lo que, su aprovechamiento requiere en gran medida obras de almacenamiento y conduccin de aguas.

Por ello es necesario contar con una mejor informacin sobre los volmenes del recurso hdrico superficial, considerando los aspectos hidrogrficos de la cuenca, y que, con ello, se pueda plantear un mejor mtodo de aprovechamiento del agua superficial, para mejorar las condiciones de abasto de agua para diversos usos en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos.

V. ELEMENTOS CONCEPTUALES PARA EL ANLISIS DE LA DISPONIBILIDAD HDRICA

En el apartado que se presenta a continuacin, se hace un breve anlisis de algunos aspectos que inciden en la disponibilidad de agua para la poblacin mundial, partiendo de que la crisis del agua se manifiesta cuando el consumo para los distintos fines se encuentra en desequilibrio con su disponibilidad; y a su vez, se revisa la importancia que representa la cuenca hidrogrfica como espacio geogrfico en el abordaje de la gestin hdrica.

5.1 Crisis del agua asociada a la disponibilidad hdrica

La fragilidad en el abasto o suministro de agua potable, se relaciona con la llamada crisis del agua, y es reconocido como la principal dificultad a la que se enfrenta en el presente y en el futuro la poblacin mundial; ese se vincula directamente con el entorno natural, econmico, poltico y social. En este sentido, la crisis del agua es una idea entendida de diversas formas y se asocia con la disminucin y el deterioro de la disponibilidad hdrica, as como de la posibilidad de acceder a ella; y tambin atae a los problemas ambientales generados por los diferentes usos del agua que requiere la poblacin para garantizar el desarrollo social y econmico en cada pas o regin del mundo. De manera que en la gestin de la crisis del agua se torna cada vez ms importante reconocer la disponibilidad que se tiene de este recurso.

La crisis del agua ha cobrado preocupantes cifras dentro de los diferentes niveles sociales y ambientales del mundo, el consumo mundial de agua se duplica cada veinte aos, es decir a un ritmo dos veces mayor que el del crecimiento de poblacin humana; debido a esto, una quinta parte de la poblacin mundial no tiene acceso al agua potable, lo que genera que cada ao mueran un gran nmero de personas por enfermedades hidrotransmitidas como la malaria y diarrea; o la arista de la crisis, se refleja en que han desaparecido la mitad de los humedales del planeta, ocasionando prdidas significativas de la biodiversidad.

Este panorama de la crisis del agua ha motivado a diversas instancias internacionales a abordar este tema como el centro de debate en diversas conferencias mundiales. En particular, el Consejo Mundial del Agua y la Sociedad Global del Agua (WWC y GWP, por sus siglas en ingls, respectivamente) elaboraron el marco de referencia para llevar a cabo la Visin Mundial del Agua a la accin y definir una serie de estrategias y acciones que permitan enfrentar la severa crisis del agua que actualmente sufren la mayora de los pases en el planeta. La visin del agua para el ao 2025, dada a conocer durante el Segundo Foro Mundial del Agua realizado en la Haya, Holanda, en el 2000, indica que de seguir con la actual y creciente, crisis del agua, para el ao 2025, la demanda de agua dulce llegar a superar su disponibilidad en un 56 % (Aldama, 2004). En el contexto de la Visin Mundial del Agua se considera el manejo de cuencas, y se presta especial atencin a la posicin de los grupos desfavorecidos por el acceso al agua.

Es evidente que la verdadera naturaleza de la crisis mundial del agua, sus causas y manifestaciones, son mucho ms complejas de cmo se representan a menudo. No slo es funcin de la cantidad y calidad fsica, sino tambin del ambiente econmico e institucional. El crecimiento poblacional se ha manejado como uno de los principales factores que condicionan la crisis del agua, ms, sin embargo, el aumento en el consumo per cpita del agua (debido a la mejora de los niveles de vida) eleva las formas de apropiacin del lquido. Si a lo anterior se suman la variacin espacial y temporales del agua disponible, se puede decir que la cantidad de agua existente para todos los usos est comenzando a tener un importante detrimento, potenciando as, la crisis del agua (UNESCO, 2003).

Para explicar lo anterior, existen diferentes opiniones, para algunos la crisis del agua se relaciona con la escasez fsica del lquido, mientras que otros la asocian con la carencia de acceso al lquido, y finalmente para muchos otros, el centro de la crisis es una falta de administracin adecuada de los recursos hdricos y terrestres (Rijisberman y Scott, 2005).

Sin embargo, resolver la crisis del agua debe situarse en una perspectiva de ms amplia solucin de problemas y de resolucin de conflictos que incorpore principios de sustentabilidad y de equidad en el manejo y gestin del agua, para permitir que la disponibilidad del recurso cubra las necesidades bsicas de la poblacin. En este contexto, la disponibilidad del agua se refiere a la oferta hdrica en un lugar dado y en una determinada poca del ao, as como a la posibilidad que tienen las poblaciones de contar con agua en cantidad y calidad adecuadas.

La disponibilidad se relaciona directamente con las reservas de agua que existen en determinadas regiones, pero hay factores de carcter geogrfico y antropognico que las condicionan, la distribucin geogrfica y las distintas formas de uso humano, as como la variabilidad y aleatoriedad del ciclo hidrolgico resultan determinantes en la disponibilidad de las aguas superficiales y la recarga de los acuferos (OPS/CEPIS, 2002).

Por lo anterior, la disponibilidad del agua para todos los usos humanos y de los ecosistemas, dependen de la precipitacin pluvial como elemento primordial, as como de su distribucin en el tiempo y en el espacio. El volumen de lluvia es recogido por las plantas y el suelo, una porcin importante regresa a la atmsfera en forma de evapotranspiracin, mientras que el resto escurre por los ros y arroyos delimitados por las cuencas hidrogrficas o bien se infiltra en los acuferos. El agua dulce nicamente se renueva por los volmenes de lluvia, de los cuales el ser humano extrae el 8% del total anual, adems de apropiarse de un 26% del agua de evapotranspiracin anual para mantener los bosques, las tierras de pastoreo y cultivo no irrigadas, y los ecosistemas; como tambin ejerce control sobre el 54% de las aguas de escorrenta accesibles (UNESCO, 2003). Estos volmenes de extraccin y formas de apropiacin del recurso hdrico, ocasionan que el ser humano desempee actualmente un papel ms significativo sobre el flujo del ciclo del agua y su disponibilidad.

A su vez, las condiciones de cantidad y calidad del lquido determinan la disponibilidad de agua en un tiempo y espacio determinado (Santacruz, 2010). Por ejemplo, se considera que la baja disponibilidad de agua para consumo humano en muchas zonas del planeta, tiene su origen en la contaminacin, la cual reduce la disponibilidad inmediata del recurso, ya que su uso demanda un tratamiento previo; sin embargo en muchos casos no se cuenta con la inversin pblica necesaria para establecer un sistema de suministro adecuado, por lo que las poblaciones ms pobres resultan ms afectadas; as, un 50% de la poblacin de los pases en desarrollo est expuesta a fuentes de agua contaminada.

De acuerdo a la Organizacin de las Naciones Unidas, se considera que un pas sufre de problemas de escasez de agua cuando cuenta con menos de 1,000 m3 disponibles por habitante por ao, ya que no es suficiente para proporcionar una adecuada alimentacin para la poblacin, ni para respaldar su progreso econmico, adems de ser una causa potencial de severos daos ambientales (FUSDA, 2008).

En este contexto, las condiciones de disponibilidad hdrica en Europa es de 8,576 m3/hab/ao, mientras que en Norteamrica asciende a 15,369 m3, en Latinoamrica es de 38,562 m3 y en frica es tan slo de 5,488 m3 (Aldama, 2004). En el caso de Mxico la disponibilidad hdrica se estim en 4,312 m3 para el ao del 2007, cifra que lo coloca en el noveno lugar en el contexto internacional, aunque, de acuerdo con las categoras establecidas por los organismos internacionales est considerado como un pas de baja disponibilidad natural de agua. A pesar de que los indicadores de disponibilidad promedio de agua por habitante, resulta til cuando se hace una comparacin internacional, este no refleja la realidad cuando se analiza la variabilidad en su distribucin espacial y temporal en el territorio mexicano.

Por ejemplo, en las zonas del norte, centro y noreste del pas se tiene, solamente el 31% de disponibilidad hdrica, mientras que en las zonas sur y sureste de Mxico se concentra el 69% de la disponibilidad; en tal caso contrastan los 17,254 m3/hab/ao disponibles en la regin administrativa XI, Frontera Sur, con la escasez extrema de 188 m3/hab/ao de la regin administrativa XIII, Aguas del Valle de Mxico y Sistema Cutzamala. Sin embargo, estos indicadores promedio resultan poco representativos de la situacin de disponibilidad hdrica a nivel de estado, y ms an, de cuenca, ya que existe una alta heterogeneidad espacial y temporal de la precipitacin. Por ejemplo, en la Pennsula de Baja California se estima una disponibilidad hdrica de 1,336 m3 por habitante al ao en contraste con Chiapas que asciende a 24,549 m3/hab/ao (CNA, 2005; Guerrero et al., 2009; INEGI, 2006).

El conocimiento del volumen de agua en Mxico (la disponibilidad natural de cada cuenca y acufero) es uno de los aspectos ms importantes para la gestin del agua en nuestro pas; por lo que la Comisin Nacional del Agua (2008), seala que la disponibilidad hdrica en Mxico se debe analizar desde tres perspectivas:

Distribucin temporal, debido a que en Mxico existen grandes variaciones de la disponibilidad a lo largo del ao, la mayor parte de la precipitacin ocurre en el verano, mientras que el resto del ao es relativamente seco.

Distribucin espacial, ya que algunas regiones del pas tienen precipitacin abundante y baja densidad de poblacin, mientras que en otras ocurre exactamente lo contrario.

rea de anlisis, ya que el problema del agua es predominantemente de tipo local. Los indicadores calculados a gran escala esconden las fuertes variaciones que existen a lo largo y ancho del pas.

Esto ltimo, se puede observar por ejemplo, en el estudio de caso de la cuenca de Ro Valles[footnoteRef:5], perteneciente a la regin huasteca del estado de San Luis Potos; el cual revela que aunque actualmente se considere a esta cuenca como una zona de alta disponibilidad hdrica terica, debido en buena medida a su localizacin espacial, los resultados a nivel local demuestran que la disponibilidad hdrica efectiva, medida como acceso al agua entubada, es muy reducida en algunas localidades de la cuenca. [5: Vase: Santacruz, 2007. Haca una gestin de los Recursos Hdricos en la Cuenca del Ro Valles, Huasteca, Mxico. Tesis de Doctorado en Ciencias Ambientales. UASLP. Mxico.]

De acuerdo con el anlisis anterior, la disponibilidad natural es medida por la cantidad de agua que el sistema natural en cada cuenca o espacio geogrfico almacena cada ao; y considera nicamente el agua renovable, es decir el agua de lluvia que escurre y se acumula en cuerpos de agua superficial y en la recarga de los acuferos (Morales y Rodrguez, 2007). No obstante, se debe estimar las caractersticas de cada regin hidrolgica para no caer en el error de aplicar los mismos mtodos en todo el pas, puesto que cada cuenca requiere de un anlisis individual a partir de diferentes enfoques.

5.2 La cuenca hidrogrfica como espacio para identificar la disponibilidad hdrica

El concepto de cuenca es diverso y complejo, puesto que se le ha interpretado de diferentes maneras por diferentes especialistas; sin embargo, se le reconoce, en el mbito terico y legal, como el espacio fsico ms apropiado para la gestin hdrica, ya que es en ella donde se pueden esquematizar los procesos del ciclo hidrolgico; adems de ser la porcin de territorio en la que simultneamente interactan los subsistemas ecolgicos, econmicos, sociales y polticos.

La cuenca es el rea de la superficie terrestre delimitada por las lneas cumbres, tambin llamadas parteaguas, en la que se concentra la oferta de agua que proviene de la precipitacin pluvial. Es decir, desde su concepcin geogrfica la cuenca es el espacio enmarcado por la divisin topogrfica en la que el agua de lluvia escurre y transita a travs de un sistema de drenaje natural que deposita su corriente haca un punto en comn de salida o de almacenamiento.

A su vez, desde el punto de vista hidrolgico la cuenca es el rea que permite conocer y determinar en forma ms adecuada la disponibilidad hdrica, y con esto una mejor gestin del recurso (Santacruz, 2010). Por sus cualidades de unidad hidrolgica y de medio colector-almacenador-integrador del ciclo hidrolgico de los procesos naturales y antrpicos la cuenca puede ser tambin una unidad poltica, administrativa, de gestin ambiental o de manejo de los diversos recursos naturales que alberga.

En el mbito de una cuenca se produce una estrecha interdependencia entre los sistemas biofsicos y los sistemas socioeconmicos formados por los habitantes de las cuencas, lo cual, genera la necesidad de establecer mecanismos de gobernabilidad que permitan la adecuada planeacin e implementacin de acciones orientadas al aprovechamiento sustentable de los recursos naturales de una cuenca, ya que, tanto la cuenca hidrolgica como la hidrogrfica funcionan como unidades de planificacin en donde se concretan las polticas de desarrollo socioeconmico y medioambiental.

De este modo, para Gonzlez (2004), el manejo de una cuenca, se entiende como el manejo de todo o parte de lo que est dentro de la misma, de tal modo que se obtenga un beneficio general previamente identificado calidad de vida de los usuarios dentro de una cuenca. Sin embargo, en el manejo de una cuenca se requiere entender el conflicto de intereses y la participacin real de los diferentes niveles administrativos de gobierno para llevar a cabo una pertinente gestin de los recursos hdricos; pues hay que reconocer que los actuales sistemas de manejo trabajan (predominantemente) en niveles geogrficos distintos a las cuencas; es decir, muchas de las decisiones polticas no consideran que los procesos fsicos no respetan niveles administrativos.

Existe tambin una confusin en las definiciones para diferenciar a la cuenca hidrolgica de la cuenca hidrogrfica; las cuencas hidrolgicas en particular, son unidades morfolgicas integrales definidas por los lmites naturales relacionados y sus caractersticas dependen de las condiciones climticas, geolgicas y geomorfolgicas regionales y locales, mientras que la cuenca hidrogrfica se refiere a la definicin geogrfica de la misma. Esto significa, que la cuenca hidrolgica se refiere a la configuracin fsica de la misma en la que confluye su sistema hidrolgico como tal, mientras que la cuenca hidrogrfica se encuentra la relacin entre el sistema hidrolgico y otros factores de carcter fsico as como antropognicos.

Debido a esto, se define a la cuenca hidrolgica de la misma manera que otras fuentes definen a la cuenca hidrogrfica, por lo que Carabias y Landa (2005) plantean que, para todo fin prctico, se considera que el espacio geogrfico que contiene los escurrimientos del agua y que la conducen haca un mismo punto de acumulacin terminal es la cuenca hidrogrfica. Con lo anterior, se puede decir que las cuencas hidrolgicas se consideran en particular por su disposicin hdrica, sin embargo en la prctica tal caracterstica es ignorada por los usuarios y el rgimen de explotacin de sus suelos en general, no es el ms conveniente desde el punto de vista productivo y medioambiental. Por tal motivo, el uso de su superficie debe ser bien estudiado, para que las interferencias o modificaciones en el ciclo hidrolgico sean mnimas, sobre todo en el proceso de infiltracin; puesto que la respuesta hidrolgica es diferente entre la cuenca hidrolgica y la cuenca hidrogrfica.

La cuenca hidrogrfica, llamada tambin cuenca hidrolgica superficial, se refiere por su parte, a la superficie drenada por un sistema fluvial continuo y bien definido cuyas agua vierten a otro sistema fluvial o a otros objetos de agua y sus lmites estn determinados por la divisoria principal segn el relieve (Gonzlez, 2004), la definicin anterior describe a la cuenca exorreica; sin embargo, como es el caso de la cuenca de este estudio, existen las cuencas endorreicas, con corrientes intermitentes y por tanto con un sistema fluvial de actividad discontinua.

La particularidad e importancia de la cuenca hidrogrfica como unidad de planificacin y desarrollo, radica fundamentalmente en que rene condiciones especficas y propias. Entre estas caractersticas se encuentra: su carcter de independencia relativa, por sus lmites naturales bien definidos; su dinmica funcional integrada, dado fundamentalmente por los intercambios de sustancias y energa que tienen en la dinmica de los componentes del clima y el agua, su principal fuente.

Para Santacruz (2010), ninguna de las definiciones de cuenca hidrogrfica considera que sta, es en s misma un sistema hdrico complejo en donde convergen el sistema biofsico y socioeconmico. Sin embargo, como menciona el mismo autor, muchas veces esto se deja slo en el mbito terico y no se dice como descubrir en realidad estas relaciones, que es en s la estructura misma de la cuenca hidrogrfica. No obstante, a diferencia de lo que ocurre en otros temas de relacin sociedad-ambiente, los principales beneficios de las cuencas son fruto de las funciones inherentes a los ecosistemas.

Por lo anterior, resulta fundamental conocer la forma en que el agua circula dentro de una cuenca, entre otros aspectos porque en ella se producen bienes y servicios ambientales que son demandados por la poblacin localizadas en un territorio.

5.3 Disponibilidad hdrica en el Valle de San Luis Potos

La hidrografa del territorio del estado de San Luis Potos tiene orgenes, expresiones y comportamientos claramente diferenciados. La cuenca cerrada del valle de San Luis Potos, pertenece a las cuencas endorreicas del Salado y en general se han estudiado las condiciones hidrolgicas de su acufero, del que depende la poblacin. Sin embargo, se ha considerado, sin la evidencia cientfica necesaria, que los escurrimientos superficiales por ser exiguos, no contribuyen en el ciclo hidrolgico local, y con ello en las actividades socioeconmicas que realizan los habitantes de la cuenca.

El acufero de San Luis Potos, se declar como zona de veda en el ao de 1961, por las condiciones de sobreexplotacin de este acufero; sin embargo, adems de que se han permitido reposiciones y relocalizacin de pozos, transmisin de derechos de volmenes de aguas subterrneas tendientes a desconcentrar la extraccin, se han permitido extracciones para el uso pblico-urbano en zonas rurales donde no se contaba con el servicio, lo cual ha resultado insuficiente.

Un estudio realizado por la Comisin Nacional del Agua (2002), cuantific los volmenes extrados de aguas subterrneas para los diferentes usos en el acufero de San Luis Potos; con lo que se revela que el volumen de extraccin del acufero asciende a los 125.6 Mm3 anuales aproximadamente y se distribuye entre los usos pblico-urbano, agrcola e industrial principalmente.

Con base a la aplicacin de varios procedimientos[footnoteRef:6] y posteriormente con el cotejo de los resultados para identificar la disponibilidad hdrica, se revel que en el acufero de San Luis Potos, la disponibilidad de aguas subterrneas no cuenta con los volmenes necesarios para nuevas concesiones. [6: Para el clculo de la disponibilidad del agua subterrnea, se aplic el procedimiento indicado en la Norma Oficial Mexicana NOM-011-CNA-2000, que establece las especificaciones y el mtodo para determinar la disponibilidad media anual de las aguas nacionales.]

Por lo anterior, es evidente que se necesita conocer la disponibilidad hdrica superficial en la cuenca del valle de San Luis Potos para estimar los volmenes de agua que en teora se captan en la superficie de la cuenca hidrogrfica, y, con ello, poder inferir su contribucin en el ciclo hidrolgico.

VI. ESTRATEGIA METODOLGICA

El presente trabajo de investigacin corresponde a un estudio de caso que se fundamenta en una perspectiva geogrfica espacial y multidisciplinaria, para desarrollar las estrategias metodolgicas que permitan describir y aplicar los procedimientos o tcnicas geogrficas e hidrolgicas bsicas sobre evaluacin o cuantificacin de los recursos hdricos superficiales, tambin llamada disponibilidad hdrica.

En primera instancia se gener la base cartogrfica de la cuenca y se integr con un Sistema de Informacin Geogrfica (SIG), para identificar y analizar las condiciones biofsicas y demogrficas en las que se encuentra la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos.

El anlisis espacial, en este trabajo se basa en el uso de los Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG), para integrar los elementos o variables disponibles. Por lo anterior, Star y Estes (1990) definen al SIG, como un sistema de informacin diseado para trabajar con datos georeferenciados mediante coordenadas espaciales o geogrficas; de manera que la Geografa constituye el elemento clave para estructurar la informacin dentro de un SIG y para realizar operaciones de anlisis espacial (Star y Estes, 1990 en Mata, 2008).

Desde el punto de vista metodolgico el primer aspecto fundamental para llevar a cabo un anlisis espacial es la localizacin donde se desarrolla el fenmeno que se estudia.Este enfoque analtico de localizacin espacial, permite individualizar la unidad de observacin en base a una determinada variable o propiedad y a su vez en base a determinadas coordenadas espaciales (Gutirrez y Gould, 2000).

Para la delimitacin del rea de estudio como primer paso, se considera que la cuenca hidrogrfica es una unidad morfogrfica superficial que nos permite estimar las condiciones de disponibilidad hdrica superficial.

Los lmites de la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos se construyeron a partir de la divisoria geogrfica principal de los escurrimientos superficiales, tambin conocida como parteaguas. Se recurri en primera instancia a la informacin de las cartas topogrficas generadas por el INEGI, escala 1: 50,000 y posteriormente con apoyo del Sistema de Informacin Geogrfica, se digitaliz el mapa base de la cuenca escala 1:250, 000 utilizando el software ArcGis 9.2. Es importante mencionar que el polgono de la cuenca generado en este trabajo, se compar con el polgono del acufero administrativo desarrollado por las agencias gubernamentales y que contiene una extensin del orden de los 1,980 Km2.

A partir del mapa base desarrollado en el SIG, se determinaron tambin las caractersticas hidrogrficas de la cuenca, como son el rea superficial, la altura mxima y los principales arroyos tributarios.

Asimismo, establecidos los lmites de la cuenca, se subdividi en tres subcuencas tributarias de escurrimientos intermitentes. El mtodo empleado para la delimitacin de su rea se bas en considerar la direccin de las corrientes superficiales en conjunto con la configuracin de las curvas de nivel y en una primera instancia se realiz el trazado manual de sus parteaguas. De igual manera, se consideraron algunos lmites antropognicos como referencia para el trazado de las subcuencas, toda vez que, en algunas zonas, ellos permiten definir y delimitar con mayor claridad los escurrimientos; puesto que en los puntos ms altos la presencia de las zonas planas hace que el parteaguas tenga una direccin paralela a la de las curvas de nivel.

Una vez que se ha delimitado el rea de estudio, se deben considerar, dentro del anlisis espacial, las caractersticas o causas que condicionan los hechos o fenmenos a estudiar. Debido a esto, en el trabajo de investigacin se analizaron las condiciones biofsicas que condicionan la disponibilidad hdrica superficial en la cuenca, para conocer la incidencia de los usos de suelo y vegetacin sobre los recursos hdricos disponibles.

En primera instancia, se revisaron las condiciones edficas de la cuenca, con base en la informacin generada por INE (2000), escala 1: 250,000, disponible en formato Shape file (SHP). Esta informacin se complement con la clasificacin de suelos elaborada por INEGI, 2011.

Por otro lado, para identificar las caractersticas de la cobertura vegetal en la cuenca, se revisaron de manera general las condiciones de uso de suelo y vegetacin, utilizando la informacin generada por el INEGI a escala 1:250,000 disponible en formato Shape file (SHP), correspondiente al ao 2000. Esta informacin se ha complementado con algunos documentos que han estudiado el cambio de uso de suelo y vegetacin en la zona del valle de San Luis, principalmente en su sistema acufero.

En lo que respecta a la variable climtica, se trabaj con los datos de 15 estaciones meteorolgicas, georeferenciadas en el SIG a partir de la informacin de la base de datos del Extractor Rpido de Informacin Climtica (ERIC) III del Instituto Mexicano de Tecnologa del Agua (IMTA, 2006), de las cuales 6 estaciones se encuentran dentro del rea de la cuenca y 9 se localizan fuera de sta pero prximas al parteaguas de la misma.

La informacin de las variables meteorolgicas consideradas (precipitacin, temperaturas mnimas, medias y mximas), fue proporcionada por la Gerencia Estatal de la Comisin Nacional del Agua (CONAGUA) en San Luis Potos. Los datos de las 15 estaciones empleadas se validaron con la informacin del programa ERIC III. Los datos proporcionados fueron filtrados por criterios de antigedad y continuidad de registros, sin embargo el periodo de medicin en las estaciones es variable, ya que algunas cuentan con registros desde 1942.

En el caso de las estaciones en las que los registros se encontraron incompletos, se aplic la deduccin de datos faltantes para complementar y corregir la serie de datos de precipitacin. El procedimiento desarrollado para estimar dichos valores, consisti en revisar el nmero de registros en la serie, y siempre y cuando la serie contara con registros continuos se determin el dato faltante con respecto a la media de la serie y el registro del mes o ao anterior. De igual manera, considerando la ubicacin geogrfica de las estaciones meteorolgicas, se hizo una revisin exploratoria de los registros de las estaciones cercanas a la que le faltaba el dato para comparar el resultado del mes o ao de la estacin con dato faltante.

Para el anlisis de la informacin meteorolgica se consider el registro de la serie histrica de datos en cada estacin, que comprenden en su mayora a partir del ao de 1960 hasta el 2009. La informacin sobre precipitacin, temperaturas mximas y mnimas se analizaron estadsticamente en cada una de las 15 estaciones meteorolgicas; este anlisis se realiz en una hoja Excel para obtener valores medios mensuales y anuales de los registros de datos.

La tabla 1 presenta la clave, nombre y coordenadas UTM, de las estaciones usadas en el presente anlisis.Tabla 1. Estaciones meteorolgicas consideradas para el anlisis de la disponibilidad hdrica superficial en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos

Por otro lado, se determin el tipo de clima en cada una de las estaciones, usando para ello el mtodo desarrollado por Garca (2004). El tipo de clima encontrado se compar con el encontrado, en algunas de las estaciones, por Garca (2004). El anlisis sobre las condiciones climticas se realiz considerando la divisin por subcuencas, con la finalidad de observar la variacin espacial y temporal del clima en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos.

Por otro parte, las condiciones demogrficas se revelaron a partir del anlisis de la informacin socioeconmica generada por el INEGI en su XII Censo General de poblacin y vivienda 2000, en el II Conteo de Poblacin y Vivienda 2005, y el Censo de poblacin y vivienda 2010. Posteriormente, se cargaron al SIG los datos de las localidades ubicadas en el rea de la cuenca y se realiz la divisin a nivel de subcuenca, para compararlas en sus tres Censos y Conteos de poblacin.

Con el considerado de que es necesario realizar evaluaciones de disponibilidad de los recursos hdricos a nivel de cuencas o subcuencas, toda vez que los recursos hdricos a escala de cuenca no slo son el resultado de las condiciones climticas (Zalewski, 2002, en Santacruz). Debido a esto, la OMM-UNESCO (2006) indica que la evaluacin de la cantidad y calidad del agua disponible es un prerrequisito para el desarrollo y administracin del recurso hdrico; de manera que en Mxico, la Ley de Aguas Nacionales (LAN) exige estimar la disponibilidad media anual de las aguas superficiales para efectos de concesin o asignacin del recurso en los diferentes usos de una poblacin.

Existen diferentes mtodos para la evaluacin de los recursos hdricos y para estimar la disponibilidad del agua; para ello los registros de precipitacin son sin duda uno de los componentes ms importantes para cuantificarla , y es uno de los datos que con mayor frecuencia se encuentra disponible en las estaciones meteorolgicas, aunque puede variar la periodicidad y confiabilidad de stos dependiendo del mtodo de medicin y de la permanencia de las estaciones a travs del tiempo (Garca et al., 2009).

Por lo anterior, antes de realizar cualquier estimacin cuantitativa que involucre a los datos de precipitacin anual y mensual, es necesario verificar la homogeneidad de tales registros. Dicha homogeneidad se refiere a las pruebas estadsticas aplicadas para detectar inconsistencias en una serie de datos, ya que estos se pueden perder por diversas causas, tales como cambios fsicos en la cuenca, en la estacin meteorolgica y/o el ambiente circundante (Campos, 2007).

En este sentido, se llev a cabo la aplicacin de tcnicas estadsticas, las cuales se desarrollaron en base a los datos de precipitacin pluvial anual, estos se sometieron a pruebas de homogeneidad, para comprobar la consistencia entre la muestra de las estaciones; la homogeneidad entre las series de datos se puede perder por diversas causas como son cambios fsicos en la cuenca, en la propia estacin meteorolgica y/o el ambiente (Moreno et al., 2004). Las pruebas estadsticas aplicadas en el trabajo fueron el Test de Helmert y el Test de las Secuencias, conocidas como pruebas bsicas para detectar inconsistencias en la serie estadstica.

El test de Helmert (1872) se aplic solo en el caso de 14 de las estaciones meteorolgicas y consisti en analizar en una hoja Excel la media anual de precipitacin de la serie de aos de registro en cada estacin; su aplicacin se centra en el anlisis del signo de desviaciones de cada dato de la serie original con respecto a su media. La serie resulta homognea de acuerdo a la ecuacin (1) siguiente (Mather, 1977): (1)

donde: S= secuencia

C= cambio

n= nmero de registros

A su vez, se aplic en algunas estaciones la prueba de Secuencias, para comprobar la homogeneidad de las muestras. El test de Secuencias es, de igual manera, una prueba bsica y su procedimiento consiste en definir la mediana de la serie que se analiza y con respecto a aquella, se contabiliza el nmero de sucesiones (u) en la muestra y se concluye que la serie es homognea si el nmero de sucesiones est dentro del intervalo[footnoteRef:7] (Thom, 1971) de acuerdo al tamao de la muestra (n). [7: Para ms detalles del mtodo puede verse: Moreno, et al. , (2004). Estadstica Climatolgica del observatorio Meteorolgico de San Luis Potos (1877-2000). Pp. 52-53. ]

Una vez comprobada la homogeneidad de los registros en las estaciones se procedi a elaborar una base de datos con la informacin estadstica de los valores medios anuales y mensuales de precipitacin pluvial y temperatura anteriormente calculados para cada estacin. Con la disposicin de datos sobre las mediciones de precipitacin en la serie histrica de registros y la ubicacin de los puntos de observacin, se aplic el mtodo de las isoyetas para la estimacin de precipitaciones medias en la cuenca.En algunos trabajos, y en particular en el presente estudio, se considera a este mtodo como el de mayor laboriosidad en su aplicacin mensual y an anual, pues implica hacer planos de isoyetas para cada evaluacin del valor medio en la cuenca; como tambin, es necesario disponer de un conocimiento espacial y atmosfrico lo ms detallado posible (Lobo et al., 2005; Campos, 2007).

Las isoyetas de precipitacin mensual en la cuenca se generaron con apoyo del ArcGis 9.2. Con los datos de las isoyetas generadas se procedi a evaluar el volumen captado para cada subcuenca.

El volumen de captacin, es la cantidad de agua obtenida por la precipitacin (vertical + horizontal) por unidad de rea del territorio (cuenca y subcuencas). El resultado de este clculo se da en m3 y a este valor se le denomina volumen bruto (Garca et al., 2009).

Para determinar el volumen bruto captado por subcuenca, se estim el valor medio mensual de precipitacin entre las isoyetas que intersectan cada rea. Los valores mensuales encontrados, se convirtieron a metros cbicos para obtener un volumen bruto mensual que se multiplic por la superficie que abarca cada subcuenca.

Con lo anterior, se identific el volumen real de agua captado en la superficie de cada subcuenca, de acuerdo a la ecuacin (2) siguiente:

(2) VR=

donde:

VR= Volumen Real de captacin

VBm= Volumen Bruto mensual

As= rea de la subcuenca

El siguiente paso consisti en determinar el volumen neto de agua superficial captado en la cuenca, para lo cual fue necesario calcular la prdida del agua de lluvia por el proceso de evapotranspiracin; este proceso es la consideracin conjunta de dos procesos diferentes: la evaporacin y la transpiracin.

Al igual que para el caso del volumen bruto, se estim el volumen evapotranspirado en cada subcuenca, obtenindose el volumen de evapotranspiracin mensual y anual en metros cbicos. El mtodo empleado para obtener el valor de evapotranspiracin se bas en los datos de temperatura media mensual de ambos periodos y en la aplicacin del mtodo de Thorntwaite (1948), el cual sirve para expresar la cantidad de agua que perder una superficie en condiciones ptimas de vegetacin y humedad.

Los clculos de Thorntwaite, estn basados en la determinacin de la evapotranspiracin en funcin de la temperatura media, con una correccin en funcin de la duracin astronmica del da y el nmero de das del mes. Este mtodo se estableci a partir de las medidas realizadas en latitudes medias y su aplicacin se basa en la siguiente frmula (ecuacin 3):

(3) ETP= 16 x (10 T/ I) a

I = ndice de calor anual= suma de los 12 valores del ndice de calor mensual (i).

donde:

i = (T/5) elevado a 1, 514T = temperatura media mensual en Ca = funcin del ndice de calor anual (I), que simplificado equivale a 0,016 elevado a 0,5a se calcula como: a = 0.000000675 x I3 0.0000771 x I2 + 0.01792 x I + 0.49239Generalmente el valor de ETP se corrige con un factor de latitud f de la siguiente manera:

ETP= ETP x f

Con el desarrollo y aplicacin del mtodo de Thorntwaite se obtuvieron los valores de evapotranspiracin potencial en milmetros por mes, con los cuales se generaron las isolneas de evapotranspiracin potencial o isoetp para el periodo de 1970-2009. Con los resultados del mtodo de Thorntwaite, se obtuvo el volumen de agua en metros cbicos que se pierde por evapotranspiracin potencial en cada subcuenca.

Para estimar el volumen neto anual disponible de las tres subcuencas se utilizaron los clculos mensuales de volumen bruto y el volumen de evapotranspiracin potencial, lo que hace ms preciso la estimacin anual. Este resulta de la diferencia entre la suma del volumen precipitado por mes en cada subcuenca y la suma del volumen mensual de evapotranspiracin potencial (ecuacin 4).

(4)

donde:

VTAD = Volumen anual de agua terico disponible, m3/ao.P = Volumen medio anual de precipitacin, m3/ao.ETP = Volumen medio anual de evapotranspiracin potencial.

Posteriormente se recurri a la informacin del XII Censo general de Poblacin y Vivienda 2000, el II Conteo de Poblacin y Vivienda 2005 y el Censo de Poblacin y Vivienda 2010 del INEGI, para identificar el nmero de habitantes en cada subcuenca y con respecto a ste, estimar la disponibilidad hdrica superficial en m3/hab/ao.

La disponibilidad hdrica superficial per cpita anual, en m3/hab/ao se obtuvo dividir el volumen real de precipitacin anual entre el nmero de habitantes contabilizados en los censos para cada subcuenca, de acuerdo a la siguiente ecuacin:

(5) DHSAPC= VB/ POBTdonde:

DHSAPC= Disponibilidad hdrica superficial anual per cpita, m3/ao.VB= Volumen bruto medio de precipitacin, m3/ao.POBT= Poblacin total (por subcuenca).Para determinar la disponibilidad hdrica superficial per cpita, se establecieron tres escenarios. El primer escenario se plante para las condiciones presentes en el ao 2000, el segundo para las condiciones en el 2005 y por ltimo las presentes en el ao 2010. En stos se parte de suponer que el valor de la disponibilidad real por subcuenca- y en su caso las localidades- pueden contar efectivamente con la disposicin del agua de las precipitaciones.

Sin embargo, se establece que el aprovechamiento de la disponibilidad hdrica superficial real, no solo requiere de la disposicin del agua de las precipitaciones en tiempo y en espacio, sino que, adems, se requiere de infraestructura hidrulica, y con esto, de inversin pblica para crear fuentes de almacenamiento que puedan abastecer, en cierta medida, a los habitantes de la cuenca del valle de San Luis Potos.

VII. RESULTADOS Y DISCUSIN

7.1 Generales de la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos

La cuenca cerrada del valle de San Luis se localiza en la Regin Hidrolgica No. 37, El Salado. Se localiza en la parte centro oriente de Mxico, en la porcin suroeste del estado de San Luis Potos, dentro de las regiones ridas y semiridas (Figura 1) y cuenta con una superficie aproximada de 2,113 Km2. El rea de estudio se caracteriza por la presencia de dos principales sierras, al poniente por la Sierra de San Miguelito y al oriente por la Sierra de lvarez, las cuales encierran parcialmente a la planicie denominada valle de San Luis Potos. La variacin altitudinal va desde los 1,740 hasta los 2,630 metros sobre el nivel del mar.

La cuenca del valle de San Luis se encuentra en la ladera de sotavento de la Sierra Madre Oriental, por lo que las condiciones secas y semisecas que imperan en aquella, propician que no haya una red de drenaje significativa.

Hidrolgicamente en el rea de la cuenca se presentan corrientes de agua de carcter intermitente formadas regularmente en temporadas de lluvias, sin embargo su curso es reducido, ya que generalmente desaparecen en las llanuras, debido a la filtracin y evaporacin. Las corrientes principales presentes en la cuenca hidrogrfica, estn formadas en la porcin centro, Sur y Suroeste, por los ros y arroyos Santiago, Espaita, Mexquitic y Paisano; como tambin se encuentran al Este, los arroyos San Antonio, San Pedro y Portezuelo, que se pierden en el valle, pero que en tiempo de lluvias forman las lagunas de Santa Rita y Laguna Seca.

El principal colector de aguas superficiales dentro de la cuenca es el ro Santiago, sobre el cual se han construido dos presas para el control de avenidas denominadas San Jos y Gonzalo N. Santos (El Peaje), con capacidad til de 7.36 Mm3 y 8.0 Mm3 respectivamente (INEGI, 2002). Por otra parte, la recarga local del acufero somero depende de las condiciones de precipitacin, evapotranspiracin, vegetacin, as como tambin, de la presencia de una capa de caliche localizada en la parte superior del valle, la cual limita la recarga natural del rea de la cuenca (Ramos et al., 2010).

El tipo de vegetacin que configura la cuenca en las partes altas de las sierras y mesetas es una vegetacin de alta a media densidad, constituida por bosque bajo-abierto, mientras que en la clasificacin de baja densidad quedan englobadas la vegetacin de desierto arenoso, matorral desrtico y vegetacin distribuidas en las zonas de piedemonte de la cuenca (INEGI, 1985 en Contreras, 2008). El cambio de uso de suelo para fines agrcolas se observa de manera generalizada en la cueca, principalmente en las zonas planas. Las condiciones de suelo que se asientan sobre la planicie del valle corresponden al tipo Leptosol, el cual es un suelo caracterizado por su escasa profundidad (menor a 25 am), lo cual los vuelve suelos muy ridos.

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Figura 1. Ubicacin geogrfica de la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos7.2 Delimitacin de la cuenca hidrogrfica y estaciones meteorolgicas disponibles

La cuenca cerrada del valle de San Luis, se encuentra delimitada en sus extremos este y oeste por dos principales parteaguas naturales localizados en las sierras de lvarez y San Miguelito respectivamente, donde la mxima elevacin se presenta en la Sierra de San Miguelito con una altitud 2,630 m.

En la parte sur la cuenca hidrogrfica se encuentra separada por un pequeo parteaguas en el municipio de Villa de Reyes y en la porcin del poblado de la Pila; al Norte el valle se encuentra separado por el parteaguas de Villa de Arista, y por una serie de cerros y lomeros denominados El Alto de la Melada.

Del mismo modo, a partir de la digitalizacin de corrientes observadas en el mapa, se realiz la delimitacin de la cuenca por escurrimientos superficiales provenientes de la regin hidrolgica de El Salado (RH-37), que son de tipo efmero e intermitente de carcter torrencial en la que no se encuentran escurrimientos perennes.

La cuenca representa un sistema integrado por varias subcuencas que drenan a un mismo punto de salida en este caso endorreico, stas son las correspondientes a las corrientes tributarias o a los puntos de salida (Aparicio, 1999). Bajo este mismo esquema, se subdividi a la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos en tres subcuencas principales, a partir del anlisis de los escurrimientos intermitentes y los parteaguas que las delimitan (Figura 2); sin embargo, se consider como referente un parteaguas antropognico constituido por la lnea del ferrocarril San Luis Potos- Tampico, que recorre la porcin oeste-este del estado de San Luis, dirigindose a la capital estatal donde se cruza con la va de ferrocarril Mxico-Laredo que recorre al estado de sur a norte, proveniente de la ciudad de Santiago Quertaro.

La delimitacin del parteaguas con caractersticas antropognicas, se realiz debido a la conformacin del valle y/o llanura de la cuenca, en la que no existen importantes variaciones en la altura de la superficie. La falta de puntos de elevacin considerables, dificultaron la delimitacin de un parteaguas natural en la porcin centro-oriente y sureste del rea de la cuenca; por lo que se recurri a establecer una delimitacin a partir de la lnea del ferrocarril que se encuentra localizada en la depresin del terreno entre las vertientes de la Sierra de lvarez y San Miguelito.

En la siguiente tabla (2) se muestran la clasificacin de las subcuencas, que corresponde a la superficie total de mxima a mnima ocupada en la cuenca:

Tabla 2. Nmero de subcuenca y superficie que ocupa

SubcuencaSuperficie (Km2)

S1889

S2814

S3410

Superficie Total2113

Figura 2. Hidrografa, topografa, subcuencas y rea urbana de la cuenca cerrada del valle de San Luis PotosActualmente en el valle de San Luis, ya se enfrentan diversas consecuencias naturales y de inversin sobre las prcticas de extraccin del acufero subterrneo. Debido a esto, la utilizacin y bsqueda de los aprovechamientos superficiales en la cuenca representan una importante fuente de abastecimiento para uso potable.

Por ejemplo, en la porcin norte de la cuenca se encuentran algunos bordos que captan escurrimientos para uso de abrevadero y domstico, mientras que en la parte sur se tiene como principales fuentes colectoras de agua superficial la infraestructura de las presas San Jos y El Peaje, las cuales confluyen en un mismo canal de conduccin sobre el ro Santiago. Sin embargo, a pesar de que la capacidad til de stas, se ha reducido por el azolve de material, aportan el 8% de agua potable para abastecer a la ciudad de San Luis Potos.

Por otro lado, se ha considerado como cuenca del valle de San Luis, a la regin que abarca los municipios de San Luis Potos con un 47% de la superficie total de la cuenca, Mexquitic 15%, Soledad de Graciano Snchez 13% y Zaragoza con un 12%; adems se ha incluido en menor porcentaje, parte de los municipios de Cerro de San Pedro 6%, Armadillo de los Infante 4%, Ahualulco, Villa de Reyes, Villa Hidalgo y Villa de Arriaga que conforman el 3% del rea total de la cuenca, los cuales pertenecen a la Zona Centro del estado de San Luis Potos.

En el centro de la cuenca del valle de San Luis Potos, se ubica la cabecera municipal del estado con el mismo nombre y funge como el centro urbano ms importante, adems de ser la ciudad donde se concentra la mayor demanda de agua para abastecer los distintos usos de las actividades que ah se desarrollan. Sin embargo, la ciudad de Soledad de Graciano Snchez ha experimentado un desarrollo socioeconmico importante por estar conurbado con la capital estatal, lo cual la convierte en uno de los puntos de expansin de las actividades productivas y como resultado se convierte en uno de los centros de mayor demanda del recurso hdrico.

Las principales vas de comunicacin que atraviesan la zona conurbada de la cuenca del valle de San Luis Potos y sus municipios son la carretera federal nmero 57 que cruza el territorio potosino de sur a norte llegando a las cabeceras municipales de San Luis Potos, Soledad de Graciano Snchez y Villa Hidalgo. La carretera federal nmero 80 que entronca con la carretera 57 y que tiene su recorrido de noreste a suroeste cruzando la capital del estado hacia Villa de Arriaga y la carretera 49 que corre en direccin sureste a noroeste y comunica las cabeceras municipales de San Luis y Mexquitic.

En la figura 3 pueden verse los municipios que abarca la cuenca, como tambin las principales localidades presentes en las tres subcuencas delimitadas, considerando el tamao de su poblacin. Adems muestra que los principales centros urbanos se encuentran en la subcuenca nmero 2 y 3; en sta ltima se localiza la capital del estado, que como se ver adelante concentra la mayor cantidad de habitantes.

Figura 3. Municipios y principales localidades de la cuenca cerrada del valle de San Luis PotosAhora bien, en la regin de la cuenca existen un total de 15 estaciones meteorolgicas, de las cuales 6 se localizan dentro de su rea y son: San Luis Potos (SMN), Soledad Diez Gutirrez, El Peaje, Zaragoza, Mexquitic y Rincn del Porvenir. Las 9 estaciones restantes se localizan fuera de la cuenca, pero prximas a sus lmites y rea de influencia, son: Armadillo de los Infante, La Salitrera, Los Pilares, Ojo Caliente, San Luis Potos (DGE), Santiago, Villa Hidalgo, Bledos y Xoconoxtle. En la figura 4 se muestran la localizacin geogrfica de las 15 estaciones meteorolgicas consideradas y por consecuencia la extensin geogrfica de los municipios que abarcan, como tambin las principales vas de comunicacin que atraviesan la cuenca.

Los datos de las estaciones utilizados, como ya se mencion, abarcan el periodo de registro de 1970 al 2009, y sus resultados estn basados en la media puntual registrada en los instrumentos que constituyen la estacin meteorolgica, as como en la estimacin de los valores medios obtenidos en el presente estudio.

Sin embargo, en los registros histricos de las estaciones se logr identificar que algunas estaciones no contaban con un registro constante, adems se establecieron los resultados bajo criterios de homogeneidad de datos para recurrir al anlisis de consistencia de datos.

Los resultados anteriores se pueden apreciar de mejor forma en el siguiente apartado.

Figura 4. Estaciones meteorolgicas y principales vas de comunicacin en la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos7.3 Recopilacin y anlisis de datos

De acuerdo con la Gua metodolgica para la elaboracin del Balance Hdrico de Amrica del Sur (1982), el periodo medio recomendado para tipificar un fenmeno es de 30 aos; el estudio de anlisis de la disponibilidad hdrica superficial se elabor con ayuda de la informacin estadstica de las estaciones meteorolgicas proporcionada por la Comisin Nacional del Agua, como ya se apunt en la parte de mtodos, esto nos permite trabajar con datos de precipitacin mensual desde 1970 en cada estacin hasta el ao 2009.

7.3.1 Estimacin de datos faltantes de precipitacin

Por lo general, las precipitaciones son la nica fuente de humedad que llega a la superficie terrestre, por lo que la exactitud en su medicin y evaluacin es de suma importancia para las metodologas de anlisis de disponibilidad de agua. Por esta razn el anlisis previ de la informacin disponible debe de someterse a diferentes pruebas de deteccin de datos para comprobar la validez de estos.

Muchas estaciones de precipitacin tienen periodos faltantes en sus registros, debido a fallas instrumentales, a que el observador se ausenta o que las estaciones son cambiadas de su sitio, por lo que a menudo es necesario estimar algunos de estos valores faltantes (Linsley et al., 1988).

En la regin de estudio, se detect que la estacin Villa Hidalgo presentaba amplios periodos sin datos, cuya deduccin adems resultara difcil, por lo que resulto conveniente no considerarla, realizando el estudio con 14 estaciones. En la tabla 3 se muestran los periodos de informacin disponibles en cada estacin, observndose que ocho de las estaciones cuentan con registro mayores de 45 aos y que en su mayora comienzan a operar al inicio de los aos sesenta, por lo cual comprenden el orden de 40 aos de registro.

Tabla 3. Estaciones meteorolgicas y sus registros de precipitacin anual disponibles en la zona centro del estado de San Luis Potos

Fuente: Elaboracin propia, con base en los de la CNA, 2010.

En primer trmino, se estimaron los datos mensuales faltantes adoptando la media de los valores disponibles del mes anterior y posterior a ese mes. Lo anterior cuando nicamente se tena uno o dos valores faltantes en cada mes y no en aos seguidos. La estimacin de los valores de precipitacin mensual permiti deducir algunos valores anuales faltantes en la serie histrica de registros.

En los casos de las estaciones analizadas con datos faltantes se hizo la correlacin de datos con estaciones vecinas o cercanas; lo anterior se observ en las estaciones Mexquitic y Rincn del Porvenir, Los Pilares y San Luis Potos (SMN). Lo que permiti comparar y corroborar los registros faltantes en dichas estaciones.

7.3.2 Anlisis de homogeneidad

El primer anlisis que se debe establecer cuando se hace uso de informacin climatolgica con fines estadsticos son los estudios de homogeneidad, es decir, la bsqueda de tendencias, ciclos, persistencia y/u otras formas determinsticas de la fluctuacin o prdida de la aleatoriedad (Flores y Campos, 1998). La homogeneidad de una serie de registros, se puede perder por diversas causas como son cambios fsicos en la cuenca, en la propia estacin y/o en el ambiente circundante.

Los resultados de las pruebas aplicadas en esta investigacin, se han concentrado en la tabla 4, en el cual se indica con una H si el registro resulto homogneo en la prueba y con una NH si result no homogneo.

De los resultados se deduce que cuatro estaciones muestran inconsistencias detectadas a travs del Test de Helmert: La Salitrera, Mexquitic, Zaragoza y San Luis Potos (SMN). La prueba de secuencias se aplic en el caso de las estaciones que no resultaron homogneas por la prueba de Helmert y en el que resultaban homogneas apenas en el lmite permitido de error.

A partir de estos resultados, se concluy eliminar las estaciones de La Salitrera y San Luis Potos (SMN), por tener amplios periodos de aos sin registro y presentar adems cambios significativos en la media.

Tabla 4. Resultados de las pruebas de homogeneidad aplicadas a los datos de precipitacin anual

Nmero y claveNombre de la estacin Test de HelmertPrueba de Secuencias

1- 24004Armadillo de los Infante HH

2-24024El Peaje, S.L.P. HH

3-24034La Salitrera, Zaragoza NH

4-24038Los Pilares, S.L.P. HH

5-24042Mexquitic, Mexquitic NHH

6-24046Ojo Caliente,V.de Reyes H

7-24061Rincn del Porvenir HH

8-24069San Luis Potos (DGE) H

9-24078Santiago, Villa de Arriaga H

10-24081Soledad Diez Gutirrez H

11-24106Zaragoza, Zaragoza NHH

12-24111San Luis Potos (SMN) NH

13-24163Bledos, Villa de Reyes H

14-24179Xoconoxtle, Zaragoza H

Fuente: Elaboracin propia.Con los resultados de las pruebas de homogeneidad se logr determinar que 12 de las 14 estaciones meteorolgicas son consistentes en sus series de datos, esto se realiz considerando el registro total de la serie histrica de cada estacin.

7.4 Condiciones biofsicas y demogrficas de la cuenca del valle de San Luis Potos

Dentro de la cuenca hidrogrfica del valle de San Luis, son diversos los factores que inciden en la disponibilidad hdrica superficial; los elementos biofsicos son sin duda, los que mayor influencia tienen sobre la disponibilidad del recurso hdrico. Por lo que en la investigacin se consideraron las caractersticas del clima, suelo y vegetacin presentes en el rea de estudio; sin embargo el anlisis de estos elementos, no significa que no existan otras variables naturales que incidan sobre el ciclo hidrolgico local, pero debido a la naturaleza del estudio no son considerados.

7.4.1 Caractersticas climticas de la cuenca

El estudio del clima es importante para conocer las condiciones meteorolgicas de una regin y en consecuencia las estaciones meteorolgicas son la nica fuente de informacin directa con la que cuenta la climatologa.

Los elementos del clima (temperatura, precipitacin, evaporacin, vientos, etc.) son los componentes que lo definen y son, as mismo, las variables a travs de las cuales se manifiesta la influencia del clima sobre los dems elementos del medio natural. As como los elementos, tambin hay factores que determinan el clima (altitud, latitud, orografa, distancia al mar, circulacin local, regional y global, etc.) los cuales explican la variabilidad espacial y las diferencias regionales de los climas.

En la Tabla 5, se presenta la clasificacin de climas determinados para cada una de las estaciones meteorolgicas consideradas en este estudio, mismos que se compararon con los encontrados por Garca (2004). Es importante sealar que en el presente estudio se calcul el clima de las estaciones con los registros de la serie histrica de cada uno.

El anlisis de los climas en la cuenca, se realiz por subcuenca con el fin de identificar el tipo de clima predominante en cada una de ellas. En la porcin oriente, en la que se localiza la subcuenca 1, se consideraron 5 estaciones meteorolgicas; con las cuales se determin que el tipo de clima dominante en esta subcuenca es el seco templado, con temperaturas medias anuales de entre 12 y 18 C y un porcentaje de lluvias escaso todo el ao. Se presenta tendencias de clima semiseco templado hacia el lmite Este de la subcuenca, con una temperatura media anual de 18 C y la presencia de lluvias en verano.

Tabla 5. Tipos de clima de la cuenca cerrada del valle de San Luis Potos con base en el sistema de W. Keppen modificado por E. Garca (2004)NMERO Y CLAVEESTACIN LONG LATTIPO DE CLIMA (Garca, 2004)TIPO DE CLIMA (2009)DESCRIPCIN

SUBCUENCA "1"

1- 24004Armadillo de los Infante -100412216BS1kw(e)gw" BS1hw(e)gw"Semiseco-semiclido

9- 24081Soledad Diez Gutirrez -100562211BSokw(e)gw" BSokx'(w)(e)w"Seco-templado

5-24046Ojo Caliente,V.de Reyes -100472152BSohw(w)(e)gw" BSohx'(w)(e)gw"Seco-semiclido

10- 24106Zaragoza, Zaragoza -10044228BSokx'(w)(e)gw" BSokx'(w)(e)gw"Seco-templado

12- 24179Xoconoxtle, Zaragoza -10042225 BS1kw(e)gSemiseco-templado

SUBCUENCA "2"

3- 24038Los Pilares, S.L.P. -10152227BSohw(e)g BSohw(e)gw"Seco-semiclido

4-24042Mexquitic, Mexquitic -10172216BS1kw(e)gw" BS1kw(e)gw"Semiseco-templado

6- 24061Rincn del Porvenir -10162217BSokw(e)gw" BSokw(e)gw"Seco-templado

SUBCUENCA "3"

2- 24024El Peaje, S.L.P. -1015227BS1kw(e)gw" BS1kx'(w)(e)gw"Semiseco-templado

7- 24069San Luis Potos (DGE) -10058229BSokw(w)(e)gw" BSokx'(w)(e)gw"Seco-templado

8- 24078Santiago, V. de Arriaga -101162153BS1kw(e)g BS1kx'(w)(e)gw"Semiseco-templado

11- 24163Bledos, V. de Reyes -10172150 BSokx'(w)igSeco-templado

Fuente: Elaboracin propia, con base en la CNA, 2010.

La comparacin de los resultados del clima aqu calculados, con los establecidos por Garca (2004), arrojan ciertas variaciones en algunas de las estaciones de la subcuenca 1. Dichas variaciones, se encuentran en las estaciones de Armadillo de los Infante y Soledad Diez Gutirrez. En el caso de la estacin de Armadillo de los Infante que pertenece al tipo de clima semiseco; pero que sin embargo, difiere del subtipo de clima en el que Garca presenta una clasificacin de templado, por el contrario del establecido en este trabajo, de su