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1er CONGRESO IBEROAMERICANO SOBRE SEDIMENTOS Y ECOLOGÍA QUERÉTARO, QUERÉTARO MÉXICO, 21-24 JULIO 2015

TASA DE ACUMULACIÓN DE SEDIMENTOS EN EMBALSES DEL RÍO CONCHOS, CHIHUAHUA, MÉXICO Guadalupe Estrada Gutiérrez1, Humberto Silva Hidalgo1, María de Lourdes Villalba1, Fernando Astorga Bustillos1, Berenice Franco Estrada2 1

Facultad de Ingeniería, UACH Circuito No. 1, Campus Universitario 2 Chihuahua, Chih [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] 2 SHIMIZU North America LLC México Branch Ave. Prolongación Tecnológico No. 950-B, Piso 15-A Corporativo Blanco, Querétaro, Qro. [email protected] INTRODUCCIÓN El potencial hidrológico del agua superficial de una cuenca lo constituyen los ríos, lagos, lagunas y embalses. En el caso de los últimos, son obras de ingeniería que permiten regularizar los flujos de escurrimiento superficial, con la finalidad de aprovecharlos en temporadas de escasez. Considerando la función que tienen los embalse, se puede decir que la disponibilidad de agua en una cuenca, no implica que la podamos aprovechar cuando la necesitamos, ya que sigue un patrón natural que difícilmente coincide con la demanda, pero las presas posibilitan la captación de agua en los meses en que se general los escurrimientos, posibilitando el uso del recurso en el periodo en que la demanda así lo determine. Como parte del diseño de una presa, es necesario reservar una espacio para la acumulación de sedimentos. El dimensionamiento de la capacidad de azolves se hace en base a la generación de sedimentos anuales en la cuenca y a la vida útil del embalse. Una vez que éste espacio es ocupado por los sedimentos, la presa sigue en operación pero inicia la pérdida gradual de capacidad útil, hasta que eventualmente pierda totalmente la capacidad para almacenar agua, como es el caso de la presa Chuvíscar, en la ciudad de Chihuahua que tiene 105 años desde su construcción. Según la NOM-011-CNA-2000, la disponibilidad media anual de agua superficial en una cuenca hidrológica es el “valor que resulta de la diferencia entre el volumen medio anual de escurrimiento de una cuenca hacia aguas abajo y el volumen anual actual comprometido aguas abajo”. Los valores de disponibilidad de la cuenca del río Conchos han sido determinados por la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) y muestran que en el caso de la cuenca en

estudio no se cuenta con disponibilidad de este preciado recurso (CONAGUA, 2011). Si bien las presas difícilmente pueden afectar la disponibilidad natural de agua en una cuenca, si pueden afectar la distribución espacial de esta variable dentro de la cuenca y desde luego, la modificación de la capacidad de almacenamiento - por ejemplo pérdida de capacidad útil por acumulación de sedimentos también afecta esa distribución. La presión hidrológica sobre el río Conchos va en aumento, esto debido a que el riego agrícola representa un 90% del uso del agua de la cuenca y al crecimiento demográfico y la industrialización. Parte de los escurrimientos superficiales generado en la cuenca del río Conchos son represados principalmente por las presas Boquilla, Francisco I. Madero y Luis L. León, y en menor importancia por las presas Chihuahua y Pico de Águila, las cuales, de una u otra forma se han visto afectadas por la sedimentación y por consiguiente disminución de su capacidad útil. Tomando en cuenta todo lo anterior, el objetivo de este trabajo es analizar la tasa de sedimentación en los embalses principales de la cuenca del río Conchos, con la intensión de; (1) tener valores de diseño obtenidos de mediciones en presas en la porción norte de México y (2) dimensionar diferencias en la producción de sedimentos acumulados en embalses ubicados en la parte alta de una cuenca (sin otro almacenamiento importante que retenga sedimentos)) y otros ubicados en cuencas intermedias que tienen uno o más embalses aguas arriba. Los resultados que se obtengan pueden ser de utilidad para el diseño de presas para aplicaciones convencionales, así como para el de aquellas que tengan el

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propósito de retener sedimentos en sitios específicos de una cuenca y ampliar la vida útil de embalse ubicados aguas abajo.

METODOLOGÍA Descripción del área de estudio El sistema hidrológico de la cuenca del río Conchos, es uno de los más complejos y de mayor extensión en el estado de Chihuahua, siendo incluso de los sistemas exorreicos más importante de la Región Hidrológica 24, con una superficie de drenaje de aproximadamente 64 000 Km2 y que representa alrededor del 14% del área total de la cuenca del río Bravo y el 30% de la superficie del estado de Chihuahua (INEGI, 2003). De esta cuenca se abastece a tres distritos de riego que suman una extensión de 109 628 ha. El más grande es el Distrito de Riego 005 en Delicias, que cubre 90 589 ha y agrupa a 12 503 usuarios, además de aportar agua para cumplir los compromisos de México conforme el Tratado de Aguas de 1944 entre México y Los Estados Unidos (CILA, 1944).

2001): en el poniente la Provincia de la Sierra Madre Occidental y en la porción oriente la Provincia de Sierras y Llanuras del Norte. La Sierra Madre Occidental es un sistema montañoso que se formó a partir de la extrusión a gran escala de los materiales volcánicos que la integran, cuyos espesores se calculan de 1 500 a 1 800 m, y que cubren rocas sedimentarias más antiguas; todo esto tuvo su origen en el terciario inferior o medio. Predominan en este sistema rocas ácidas. La Sierra, hacia el occidente, muestra pendientes muy pronunciadas, mientras que hacia el oriente tiene un descenso gradual hasta las regiones de la meseta centro. Sobre el dorso central de la sierra que se levanta de 2 500 a 3 000 msnm. La temperatura media anual de la cuenca va de 9 a 10°C en las partes altas de la Gran Meseta con Cañones de la Sierra Madre Occidental en la región poniente, a valores de 21°C en la zona de la presa Luis L. León. El régimen de precipitación es principalmente de verano con precipitaciones medias anuales que varían entre 685 y 276 mm y una media de aproximadamente 413 mm. La región con mayores precipitaciones se ubica al poniente, coincidiendo con las zonas altas de la Sierra Madre Occidental, donde se registran lluvias anuales con valores estimados de 1 000 a 1 200 mm, sin embargo más del 80% de la superficie tiene valores menores a 500 mm, con una porción importante con precipitación media anual de 275 a 350 mm que corresponden a la parte baja de la cuenca. Descripción del fenómeno Al construir una presa en una sección transversal de un río, se genera una disminución de la velocidad del agua provocando que particular finas que se transportan por el flujo del río tanto en suspensión o como arrastre (flujo sólido) sean depositados en el embalse de acuerdo al siguiente mecanismo: el material grueso es el primero en depositarse en forma de un delta esto debido a la disminución de la velocidad del agua provocada por el incremento del área hidráulica al ingresar al embalse, mientras que el material fino continua es suspensión y es transportado hacia la parte mas profunda del embalse, donde finalmente y de acuerdo a las características fisicoquímicas del sedimento y gradientes térmicos del agua en el embalse, se precipita y deposita (García, 1993a). Métodos de cálculo del aporte de sedimentos

Ilustración 1. Cuenca hidrológica del río Conchos hasta la presa Luis L. León.

El río Conchos nace en la vertiente oriental de la Sierra Madre Occidental, en la región conocida como Sierra Tarahumara (Ilustración 1), cruza las amplias llanuras del Desierto Chihuahuense y finalmente se incorpora al río Bravo en la zona fronteriza de Ojinaga. Su recorrido tiene una longitud de 749 km, y fluye principalmente en dirección este-noreste. La cuenca del Río Conchos comprende áreas que corresponden a dos provincias fisiográficas del país (INEGI,

Dependiendo de la información disponible, se pueden emplear diferentes métodos para determinar la cantidad de sedimentos que entran al embalse, tales como: aforo del transporte de sedimentos en la corriente de entrada (caudal sólido), medición directa de sedimentos depositados en el embalse (batimetría) y empleo de modelos de predicción. En esta investigación se utilizo el método de medición directa de sedimentos depositados en el embalse; por lo general, este tipo de mediciones se hace bajo dos condiciones: la primera es mediante levantamientos topográficos que se hacen previos a la construcción de la cortina y que son parte de los estudios que se requieren para el diseño y la segunda mediante

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levantamientos batimétricos cuando los sedimentos están sumergidos en el agua. Para tal fin, se contó con la diferentes batimetrías de las presas en estudio, desarrolladas la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) y que fueron obtenidos en la Dirección Local Chihuahua.

con pastizales y la creciente presencia de especies invasoras y exóticas. Se estima que en el último siglo, 85% de los pastizales del desierto chihuahuense han sido invadidos por arbustos (Abell et al, 2000; Escobar, 2008). Dichos cambios impactan en la erosión de suelo y por consiguiente en la cantidad de sedimentos que se acumulan en los embalses Tabla 1. Cambio en la cubierta vegetal en la cuenca del río Conchos durante el periodo 1976-2000

Presa Boquilla La construcción de la presa inició en 1910 en pleno período de la Revolución Armada en el País, lo que retrasó su terminación hasta el año 1917. Su uso principal es riego y su capacidad útil según batimetría del 2004, es de 2 771.58 hm3. Su cuenca de captación tiene una superficie aproximada de 21 000 km2 siendo la presa mas grande del estado de Chihuahua. Debido a la irregularidad de la precipitación anual que se presenta en la cuenca, el embalse presenta un comportamiento típico de zonas áridas del país, con periodos importantes de bajos almacenamiento, como se puede observar en la Ilustración 2.

USO DE SUELO Cuenca río Conchos hasta presa Luis L. León

Bosques Matorral Bosques Secundarios Matorral Secundario

Pastizales Naturales Pastizales Inducidos y/o Cultivados Cultivos Otras Coberturas y usos

Condición 1976 Área Total

Condición 2000 Área Total

Km²

%

Km²

%

10198.206 385.478 1159.157 1089.103 6307.686 626.415 867.942 31.366

49.35 1.87 5.61 5.27 30.52 3.03 4.20 0.15

4172.786 303.419 6450.044 963.899 4980.632 2092.703 1529.763 173.231

20.19 1.47 31.21 4.66 24.10 10.13 7.40 0.17

La pendiente media de la cuenca La Boquilla (Ilustración 3), desde su origen hasta la presa, es de aproximadamente 13% lo que clasifica a la cuenca como de respuesta rápida al escurrimiento, con importante capacidad erosiva.

Almacenamiento anual en la presa Boquilla (%) Almacenamiento anual (%)

120 100 80 60 40 20 2012

2010

2008

2006

2004

2002

2000

1998

1996

1994

1992

1990

0

Año Ilustración 2. Variación del almacenamiento anual de la presa Boquilla, durante el periodo 1990-2011.

El cambio en la vegetación está tiene repercusiones negativas sobre la hidrología de la cuenca del río Conchos ya que, según Keese et al. (2005) y Scanlon et al. (2006) las áreas cubiertas con pastos tienen mayor valor de recarga de agua subterránea que las áreas cubiertas por plantas leñosas. En los últimos años se han dado importantes cambios en la vegetación de las cabeceras de las cuencas en estudio. De acuerdo con la información en formato shape del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI) y de la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), la cuenca de la presa Boquilla, al igual que el resto de la superficie de la cuenca del río Conchos, presenta un cambio temporal importante en la cubierta vegetal provocado tanto por fenómenos naturales como la sequia, así como por efectos antropogénicos (agricultura, deforestación y asentamientos humanos), la Tabla 1 muestran los cambios que se presentaron durante el periodo 1976-2000. Estos cambios incluyen, entre otros, la erosión, el aumento de la cobertura de las zonas con matorrales a expensas de zonas

Ilustración 4. Levantamientos topobatimétricos del vaso de la presa La Boquilla, Chihuahua.

De acuerdo a Saavedra (2001), la cuenca se clasifica como de pendiente “Accidentada media” a “Accidentada”; si se analiza en forma de subcuencas, éstas varían de 16.63% para la subcuenca del río Nonoava, hasta un 4.47% para la subcuenca del río Minas Nuevas.

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Al no se disponer de estudios del comportamiento de los sedimentos en el embalse ni de la medición de erosión en la cuenca, se recurrió al análisis del comportamiento topobatimétrico en vaso para los años 1942, 1973, 1995 y 2004 (Ilustración 4). LEVANTAMIENTO TOPOBATIMETRICO DE LA PRESA LA BOQUILLA,CHIH. (1942 - 1973 - 1995 - 2004) Áreas (ha) 0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

18,000

20,000

1325

Al igual que toda la cuenca del río Conchos, la cuenca del Río San Pedro-presa Francisco I. Madero está sufriendo un proceso de desertificación muy fuerte, por citar uno de los usos de suelo, durante el periodo 1976 a 2000 los bosques originales disminuyeron un 39.21%, mientras que los bosques secundarios se incrementaron en un 205.77%, esto debido a los impactos antropogénicos principalmente.

1320 1315

CAPACIDAD CAPACIDAD

1310

La pendiente en la cuenca río San Pedro-presa Francisco I. Madero igual al 11.37% se puede considerar como una subcuenca con terreno “accidentado medio a accidentado”, debido al importante rango de altitud que presenta, lo que influye en escurrimientos importantes a moderados, esto aunado a la escasa vegetación puede provocar el incremento en el arrastre de sedimentos hacia el vaso de la presa.

1305 1300

ÁREA

Elevación (m)

1295

ÁREA

1290 1285 1280

CAPACIDADES 1942

1275

CAPACIDADES 1995

1270

CAPACIDADES 2004 CAPACIDADES 1973

1265

AREA 1942

1260

Area 1973

1255

AREA 1995 AREA 2004

1250 1245 0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

Capacidades (Mm3)

Ilustración 3. Elevaciones de la cuenca La Boquilla a partir del modelo digital de elevación (MDE), INEGI. Escala 1: 50,000.

Como en el caso de las demás cuencas de este estudio, se recurrió al análisis del comportamiento topobatimétrico en vaso para los años 1948, 1972, 1983 y 2004 (Ilustración 6).

Presa Francisco I. Madero Construida por la Comisión Nacional de Irrigación, de la entonces Secretaria de Recursos Hidráulicos hoy CONAGUA, durante el periodo de 1941 a 1949 tiene como uso principal el riego. Su capacidad de almacenamiento se ha visto fuertemente afectada por la sedimentación, motivo por el cual, en el año 2007 fue necesario incrementar la altura de entrada del agua a la obra de toma, de una elevación de 1 210.75 msnm a 1 216.10 msnm. Con el fin de recuperar la capacidad útil del embalse, se incrementó en 1.80 m la altura de cresta de los vertedores de demasías. Según la batimetría de 2004, la presa cuenta con una capacidad útil de 347.935 Mm3. La presa Francisco I. Madero represa el agua del río San Pedro, su cuenca comprende desde el nacimiento del río San Pedro (Ilustración 5), hasta donde se localiza la presa Francisco I. Madero, con una superficie aproximada de 10 200 Km2. La fisiografía de la cuenca en términos generales, la conforman estructuras orográficas en las que sobresalen: hacia la parte alta sierras, en la parte media lomeríos y en la parte baja llanuras (INEGI, 2001). Estas estructuras, aunado al tipo de rocas resistentes y de suelos permeables, así como las condiciones climáticas en la que la precipitación media anual de 407.66 mm, para un registro histórico de 61 años (1950 – 2010), han motivado que se presente una red de drenaje de 0.8 km/km2 considerada como densidad baja o moderadamente drenada. Dentro del área de la cuenca Río San Pedro-presa Francisco I. Madero solo se localiza la estación climatológica Francisco I. Madero, pero inciden en ella las estaciones Presa Chihuahua, Valle de Zaragoza, Canal Principal Km 135, Presa Rejón y Cuauhtémoc. La precipitación media anual que se presenta en la cuenca es de 407.66 mm, se tiene un régimen de lluvias de verano donde, en los meses de junio a septiembre ocurre el 80% de la precipitación.

Ilustración 5. Cuenca hidrológica río San Pedro hasta la presa Francisco I. Madero (a partir del formato Shape INEGI. Escala 1:50 000)

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LEVANTAMIENTO TOPOBATIMETRICO DE LA PRESA FRANCISCO I. MADERO, CHIHUAHUA (1948 - 1972 - 1983 - 2004) Áreas (ha) 0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

1244 1242 1239 1237

CAPACIDAD

1234 1232 1229

Elevación (m)

1227

ÁREA

1224

de suministrar agua potable a la ciudad de Chihuahua y control de avenidas, su capacidad es de 24.83 hm3, El Rejón, edificada sobre el arroyo del mismo nombre, con el propósito de suministro de agua potable y control de avenidas a la misma ciudad, cuya capacidad útil es de 6.53 Mm3 y la presa Chuvíscar la cual se encuentra azolvada en más del 80% de su capacidad útil que era de 2.1 Mm3 (INEGI, 2003).

1222 1219 1217 1214 CAPACIDADES 1948 1212

CAPACIDADES 1983 CAPACIDADES 2004

1209

CAPACIDADES 1972 1207

AREA 1948 AREA 1972

1204

AREA 1983 1202

AREA 2004

1199 0

100

200

300

400

500

600

El comportamiento de las precipitaciones en la cuenca es el de una región semiárida, con precipitaciones medias anuales que varían entre 400 y 275 mm, registrándose una media anual, estimada mediante la aplicación de polígonos de Thiessen de 327 mm.

Capacidades (Mm3)

Ilustración 6. Levantamientos topobatimétricos del vaso de la presa Francisco I. Madero, Chihuahua.

Presa Luis L. León Construida de 1965 a 1968 (CONAGUA, 2009b), con el propósito principal de control de avenidas y riego además de otros usos secundarios. La cuenca que drena hacia la presa Luis L. León con una superficie de drenaje aproximada a los 23 529.48 Km2, se localiza completamente en la porción central de la entidad, esta clasificada como cuenca intermedia ya que las escurrimientos del río Conchos son represados aguas arriba por los embalses de presas grandes (La Boquilla y Francisco I. Madero) y por presas de menor magnitud (Chihuahua, Rejón, Pico de Águila, Parral, además de otras mas pequeñas). Esta cuenca drenada por corrientes de tipo intermitente y perenne, tiene una ocurrencia de precipitación media anual de 337.88 mm con régimen de verano y una pendiente media aproximada de 6%. El tramo del río Conchos que se enclava en esta cuenca inicia en la zona de desfogue de la presa La Boquilla con dirección hacia el noreste hasta llegar a la ciudad de Santa Rosalía de Camargo, donde a 1 km aguas abajo se le une por la margen derecha el Río Florido; de ahí en adelante la corriente se vuelve sinuosa hacia el norte. Posteriormente, por margen izquierda, se le une el río San Pedro, cuyas aguas antes de unirse son retenidas y controladas en la presa Francisco I. Madero. Kilómetros abajo y por margen izquierda, se une el río Chuvíscar, uno de los afluentes más importantes; continúa su curso hasta la presa Luis L. León donde sus aguas son retenidas y controladas. El río Conchos, dentro de ésta cuenca presenta una pendiente de 0.12% en este tramo. Gran parte del distrito de riego 005, Delicias, se sitúa en esta cuenca, así como ciudades importantes entre ellas Chihuahua, Delicias y Camargo, además de otras de menor densidad poblacional, haciendo de esta cuenca una cuenca alterada. Como obras hidráulicas se cuenta con siete presas importantes: tres ubicadas sobre el río Conchos, tres en el río Chuvíscar y una en el río Sacramento. Las instaladas en el río Chuvíscar son la presa Chihuahua, construida con el propósito

De acuerdo a SEMARNAT (2000) la vegetación más abundantes son los matorrales (desértico micrófilo y desértico rosetófilo) ocupando en su conjunto el 56% de la superficie de la cuenca, estos tipos de vegetación se presentan desde la parte baja de la cuenca hasta aproximadamente los 1 500 metros de altitud, generalmente en terrenos con una pendiente menor al 8%. En la cuenca predominan los suelos: Xerosol Cálcico y Háplico principalmente y de textura media (36%), Litosoles (32%) de textura media en su fase física petrocálcica y una capacidad de infiltración de 1.75 a 2.5 cm/h y los Regosol (16.95%) de textura media. En el resto de la cuenca se localizan diferentes tipos de suelo en menor porcentaje. La pendiente media de la cuenca, desde la presa La Boquilla hasta la presa Luis L. León, es de aproximadamente un 6% lo que clasifica a la cuenca como de respuesta lenta al escurrimiento, con capacidad de infiltración y baja producción de sedimentos. De acuerdo a Saavedra (2001), la cuenca se clasifica como de terreno “Suave”. Si se analiza en forma de subcuencas, estas varían de 9.09% para la subcuenca Luis L. León CP, hasta un 4.71% para la subcuenca Las Burras. El análisis del comportamiento de los azolves se realizó con el levantamiento topográfico original del año 1959 y el del 2004 (Ilustración 7) estimado desde el inicio de operaciones (1968) y la última batimetría. El comportamiento de los sedimentos es sensiblemente menor en esta presa con respecto a las anteriormente analizadas ya que como se mencionó en párrafos anteriores, al ser una cuenca intermedia y tener varios embalses ubicados agua arriba, éstas captan los sedimentos que se producen en la cuenca alta. Presa Chihuahua Se localiza en el río Chuviscar, en la boquilla de Los Toriles, aguas arriba de la ciudad de Chihuahua, aproximadamente a 10 km al SO (CONAGUA, 2009c), dentro del municipio de Chihuahua. La construcción inició en el año de 1958, por contrato directo del Gobierno del Estado, y se terminó en 1960. Fue diseñada y supervisada su construcción por la Secretaría de Recursos Hidráulicos.

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El propósito principal es controlar las avenidas del río Chuviscar para evitar inundaciones en la ciudad de Chihuahua y contribuir a resolver el problema del abastecimiento de agua potable a la ciudad. LEVANTAMIENTO TOPOBATIMETRICO DE LA PRESA LUIS L. LEON (1959 - 1960 - 2004) 0

500

1,000

Áreas (ha)

1,500

2,000

2,500

1036 1034 1032 1029

CAPACIDAD

1027 1025 1023

El período de construcción fue de julio de 1987 a diciembre de 1993 (CONAGUA, 2009d). La supervisión de su construcción estuvo a cargo de la Residencia General del Proyecto Delicias de la Comisión Nacional del Agua. La capacidad total del vaso es de 86.8 Mm3, con una capacidad útil de 45 hm3 y una capacidad de azolve de 5 hm3.

ÁREA

1021

Elevación (m)

Municipio de Jiménez y consolidar la operación del Distrito de Riego del Río Florido.

1019

LEVANTAMIENTO TOPOBATIMETRICO DE LA PRESA PICO DE AGUILA, CHIH. (1987 - 2012)

1017 1015

Áreas (ha)

1013

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1011

1625

CAPACIDADES 1959

1009

CAPACIDADES 1983

1007

CAPACIDADES 2004

1005

AREA 1972

1003

CAPACIDAD

1620

AREA 1983

1000

AREA 2004

998 996 0

50

100

150

200

250

300

350

400

1615

Capacidades (Mm3)

La cuenca de la presa Chihuahua clasificada como cuenca de cabecera, tiene una superficie de 419.54 Km2, la vegetación más abundante son los matorrales desérticos, pastizales naturales y los bosques de encino (SEMARNAT, 2000) y la precipitación media anual es de 418 mm. La pendiente de la cuenca es del 18.04%, lo que clasifica a la cuenca como de pendiente fuerte con una respuesta rápida al escurrimiento y una capacidad erosiva importante.

Áreas (ha) 50

100

150

200

250

300

350

400

1545

CAPACIDAD

1540

Elevación (m)

1535

ÁREA

1610

1605

CAPACIDADES 2012 CAPACIDADES 1987 Area 1987

1600

AREA 2012

1595 0

20

40

60

80

100

120

Capacidades (Mm3)

Ilustración 9. Levantamientos topobatimétricos del vaso de la presa Pico de Águila, Chihuahua.

Para estimar el volumen de los azolves en el vaso de la presa ocurrido durante los 19 años de operación del embalse. se recurrió al levantamiento topográfico de 1987 y a la topobatimetría del 2012 (Ilustración 9). En el caso de éste embalse cabe aclarar que el comportamiento de los azolves sigue un patrón atípico (Ilustración 10) por lo que valdría la pena revisar los datos de campo de la batimetría del 2012, la cual muestra serias inconsistencias.

LEVANTAMIENTO TOPOBATIMETRICO DE LA PRESA CHIHUAHUA, CHIH. (1958 - 2004) 0

Elevación (m)

Ilustración 7. Levantamientos topobatimétricos del vaso de la presa Luis L. León, Chihuahua.

ÁREA

1530

PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

1525 CAPACIDADES 1958 CAPACIDADES 2004 1520

Area 1958 AREA 2004

1515 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Capacidades (Mm3)

Ilustración 8. Levantamientos topobatimétricos del vaso de la presa Chihuahua, Chihuahua.

En el análisis del comportamiento de los azolves en el vaso de la presa (Ilustración 8), se recurrió al levantamiento topográfico original correspondiente al año 1958 y a la topobatimetría del 2004.

En este estudio se analizó el comportamiento de la tasa de sedimentación hasta la fecha de la batimetría más reciente, de las presas Boquilla, Francisco I. Madero, Luis L. León, Chihuahua y Pico de Águila, ubicadas en la cuenca del río Conchos, en el Estado de Chihuahua, México. El tiempo de inicio de operación de los embalses a la fecha de la última batimetría fue de 87, 56, 36, 44 y 19 años respectivamente La pérdida de capacidad de almacenamiento medida con respecto al Nivel de Aguas Máximo Ordinario (NAMO) fue: 

Presa Pico de Águila La presa Pico del Águila, esta ubicada sobre el río Florido, afluente del río Conchos, en el municipio de Coronado del estado de Chihuahua, en el sitio de coordenadas 26º 31.5' de latitud norte y 105º 15' 14” de longitud oeste de Greenwich. Represa los escurrimientos que drenan aguas debajo de la presa San Gabriel en el estado de Durango, con una superficie de 1 530.7 Km2. El agua controlada por este embalse es utilizada en riego de una superficie de 2 300 ha de terrenos del

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 

Presa Boquilla 317.445 hm3 equivalente al 9.88% de su capacidad útil, con una pérdida promedio de 260.345 m3/Km2-año, periodo de análisis 1942-2004. Francisco I. Madero 145.055 hm3 correspondiendo al 29.61% de su capacidad y una pérdida promedio de 253.98 m3/Km2-año, en el periodo 1948-2004. Chihuahua 3.37 hm3 que equivalen al 12.6% de la capacidad útil, durante un periodo de 44 años y una pérdida promedio de 174.691 m3/Km2-año. Luis L. León; a partir del análisis efectuado desde el inicio de operaciones (1968) y la última batimetría, el

1er CONGRESO IBEROAMERICANO SOBRE SEDIMENTOS Y ECOLOGÍA QUERÉTARO, QUERÉTARO MÉXICO, 21-24 JULIO 2015

volumen azolvado durante este periodo fue de 40.189 Mm3, equivalente al 12.08% de su capacidad lo que representa una pérdida promedio de 47.445 m3/Km2-año. Pico de Águila 1.99 hm3 que representan el 3.96% de la capacidad útil y una pérdida promedio de 68.42 m3/Km2año.

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Los resultados obtenidos, aun cuando la precipitación media anual en las diferentes cuencas varía entre 327.07 mm y 479.83 mm, muestran claramente la situación respecto a la ubicación de cada una de las cuencas de los embalses y su producción de sedimentos. Los valores de la tasa de pérdida de suelo encontrados para las tres primeras cuencas de cabecera, solo las presas La Boquilla y Francisco I. Madero son consistentes con los reportados en la literatura técnica y científica para cuencas de ese tamaño, como se puede observar en la Tabla 2 (García, 1993b). En cuanto a las presas Luis L. León y Pico de Águila al ser cuencas intermedias que cuentan aguas arriba con uno o mas embalses que frenan los sedimentos hacia estos, muestran una tasa sensiblemente inferior con respecto a las cuencas de cabecera de los otros tres embalses.

Tamaños de cuencas (Km2) < 25.9 25.9 a 259.0 259.0 a 2590.0 > 2590.0

REFERENCIAS 

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CONCLUSIÓN

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Existe una gran diferencia entre el aporte de sedimentos a presas que no tienen almacenamientos aguas arriba con relación a las que si tienen, llegando a superar las primeras hasta en un 550% la producción de sedimentos.

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Los resultados obtenidos confirman que la construcción de obras de retención de azolves en sitios estratégicos aguas arriba de donde se ubican presas de almacenamiento, pueden ayudar significativamente a extender la vida útil de las últimas.

Comportamiento sedimentos presas Cihuahua y Pico de Águila

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1640 1620

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Elevación (msnm)

1600 1580 P. Chihuahua

1560

P. Pico de Águila 1540

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1520

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1500 -3

-2

-1

0

1

2

3

4

Sedimentos (Mm3)

Ilustración 10. Comportamiento de sedimentos en las presas Pico de Águila y Chihuahua. Tabla 2. Aporte de sedimentos según área de la cuenca

(AS) Aporte medio de sedimentos (m3/Km2-año) 1810 762 481 238

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ABELL, R.A., OLSON, D., DINERSTEIN, E., HURLEY, P.T., et al. Freshwater Ecoregions of North America: A Conservation Assessment, World Wildlife Fund, Island Press. 12 No. 2, 2002, 319 pp. SCANLON, B.R., KELLEY E. KEESE, K.E., FLINT, A.L., FLINT, L.E., CHEIKH B. GAYE, C.B., W. MICHAEL EDMUNDS, W.M., AND IAN SIMMERS, I. Global synthesis of groundwater recharge in semiarid and arid regions. Hydrological Process. 20. 2006, 3335– 3370 pp. Published online in Wiley InterScience. [Rev. 18 de febrero de 2015]. Disponible en: http://www.beg.utexas.edu/staffinfo/pdf/Scanlon%20HP %2006%20Recharge.pdf CONAGUA, Memoria descriptiva de la presa La Boquilla. Presas de México [Libro digital]. Comisión Nacional del Agua. Vol. XVII. Modificación 2009 (a), 18 pp. CONAGUA, Memoria descriptiva de la presa Luis L. León. Presas de México [Libro digital]. Comisión Nacional del Agua, Vol. III. Modificación 2009 (b), 23 pp. CONAGUA, Memoria descriptiva de la presa Chihuahua. Presas de México [Libro digital]. Comisión Nacional del Agua, Vol. III. 2009 (c), 19 pp. CONAGUA, Memoria descriptiva de la presa Pico de Águila. Grandes Presas de México, Vol. IX. Modificación 2009 (d), 24 pp. CONAGUA, Memoria descriptiva de la presa Francisco I. Madero. Presas de México [Libro digital]. Comisión Nacional del Agua, Vol. I. Modificación 2010, 12 pp. CONAGUA, 2011. Identificación de reservas potenciales de agua para el medio ambiente en México [en línea]. Comisión Nacional del Agua, 2011, 87 pp. [rev. 10 de febrero de 2015]. Disponible en: http://www.conagua.gob.mx/CONAGUA07/Publicacione s/Publicaciones/SGT-3-11Media.pdf ESCOBAR, E., MAASS, M. et al. Diversidad de procesos funcionales en los ecosistemas. Capital natural de México, Conocimiento actual de la biodiversidad. Vol. I. CONABIO, México. 2008, pp. 161-189. GARCÍA, S. J. Sedimentación en embalses. Capítulo 18 del Manual de Ingeniería de Ríos. Comisión Nacional del Agua, 1993a, 57 pp. GARCÍA, S. J. Pérdida de suelo en cuencas. Capítulo 17 Manual de Ingeniería de Ríos. Comisión Nacional del Agua, 1993b, 45 pp. Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI). Conjunto de Datos Vectoriales Fisiográficos. Continuo Nacional. Escala 1:1’000,000. Serie I. Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática,

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