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http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/662| MODELO MATEMÁTICO PARA LA DISTRIBUCIÓN DE AGUA SUPERFICIAL EN CUENCAS HIDROLÓGICAS | |
| HUMBERTO SILVA HIDALGO | |
| IGNACIO RAMIRO MARTIN DOMINGUEZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| El futuro de la humanidad dependerá en gran medida de la conducta que tome
con respecto al cuidado del planeta en el que habita. Como bien es sabido, el
agua, es vital para la vida, solo la falta de oxigeno puede afectar a la humanidad
de manera más inmediata que la falta del líquido, sin embargo, este recurso
también es indispensable para que el propio medio físico pueda existir en
condiciones saludables. La escasez del recurso hídrico ya ha mostrado su enorme
potencial en la generación de conflictos entre las personas que lo utilizan, incluso
en países desarrollados. Es por ello, que se ha vuelto impostergable el desarrollar
e implementar nuevo esquemas de previsión, planeación, administración y
preservación de los recursos que permitan asegurar la satisfacción de las
necesidades del hombre, sin el deterioro del entorno físico que se ha observado
en los últimos años. Precisamente la reflexión plasmada en el párrafo anterior, es
la que motivo el desarrollo del trabajo de investigación que se presenta en esta
tesis. En la primera parte de este trabajo se profundizó en el análisis de los procesos físicos que tienen lugar en una cuenca hidrológica y que inciden en la disponibilidad natural del agua superficial que en ella se genera. Como uno de los resultados, se propuso una nueva metodología, fundamentada en un análisis teórico-matemático detallado, que permite estimar de manera conjunta los (1) escurrimientos restituidos netos por cuenca propia (comúnmente llamados escurrimientos naturales), (2) la tasa de retorno de irrigación, así como (3) el volumen de pérdidas y ganancias netas que ocurren a lo largo de los cauces naturales. Con este nuevo método se da solución, al problema de obtención de valores negativos de escurrimiento natural, que presentan los métodos de restitución existentes. También provee la forma de estimar el porcentaje del volumen de agua que se utiliza en irrigación que se reincorpora nuevamente al escurrimiento superficial de los ríos, así mismo permite cuantificar el volumen perdido o ganado (neto) a lo largo del cauce natural. Ambas variables son de mayor importancia para el desarrollo de estudios de balance hídrico en cuencas (p. ej. estimación del escurrimiento restituido neto), sin embargo, difícilmente se dispone de mediciones físicas de ellas. El establecer nuevos esquemas de manejo del recurso hídrico, requiere primero, el conocer la cuantía del recurso espacial y temporalmente (primera parte de la tesis), para posteriormente determinar la mejor forma de utilizarlo o distribuirlo a lo largo de la cuenca bajo estudio. El determinar la mejor forma de utilizarlo requiere del desarrollo y evaluación de políticas de manejo factibles en la cuenca en cuestión, así como de un proceso de toma de decisiones. Para facilitar el proceso de toma de decisiones, así como la evaluación de políticas de manejo del recurso hídrico, se desarrollo un modelo matemático de distribución de agua (MMDA). El problema de distribución de aguas superficiales en cuencas hidrológicas aforadas fue analizado a profundidad, encontrándose que su modelación matemática debe centrarse en el funcionamiento de los sistemas presas-ríos. El funcionamiento hidrológico de la cuenca es un dato de entrada en el modelo y está representado a través de la serie de tiempo de escurrimientos restituidos netos por cuenca propia. El MMDA se fundamenta en el principio físico de conservación de masa, aprovechando que los usuarios del agua, quienes participan en la toma de decisiones, están familiarizados con él. La estructura conceptual y matemática del modelo de distribución de agua superficial en cuencas hidrológicas, probó ser representativa de los procesos físicos que tienen lugar en la incluyendo los procesos operativos que se realizan en las presas de almacenamiento y de los fenómenos físicos que tienen lugar en los cauces naturales. Evidencia de ello, el MMDA que se construyó para la cuenca del río Conchos fue capaz de reproducir el escenario histórico adecuadamente, previa calibración de los parámetros del mismo. Como caso de ejemplo demostrativo se desarrollaron dos escenarios de manejo factibles en la cuenca del río Conchos (1) considerar que el límite superior de extracción es el volumen que se establece en los títulos de concesión y (2) considerar que el límite superior de extracción de agua superficial es el volumen que se establece en los títulos de concesión, así mismo considerar la disminución de concesión que se logró mediante el Programa de Adecuación de Derechos de Agua en cuenca del Río Conchos. El MMDA permitió comparar ambos escenarios en base a indicadores estadísticos, lo que facilita el tomar decisiones. Ambos escenarios ofrecen resultados favorables en cuanto a minimizar frecuencia y magnitud del déficit de agua distribuida en la cuenca con respecto al volumen concesionado. También se incrementan los escurrimientos de agua superficial en los cauces de la cuenca del río Conchos, con importantes beneficios en el medio ambiente. Como parte de los trabajos desarrollados fueron publicados: (1) un artículo en la revista científica internacional Water Resources Management, editada por Springer; y (2) cuatro artículos en dos congresos internacionales; (veáse anexo G). | |
| 2010-03 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| BIOLOGÍA Y QUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Ciencia y Tecnología Ambiental |
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