ESTUDIO HIDROLÓGICO DEL MUNICIPIO DE CINTALAPA
1.
Introducción ............................................................................................................................... 3
2. Ubicación de la zona de estudio ................................................................................................ 4 2.1 Antecedentes .............................................................................................................................. 4 2.2 Localización. .............................................................................................................................. 5 2.3 Delimitación. ............................................................................................................................... 5 3. Revisión de los estudios de hidrología existente .................................................................... 7 4. Estudio hidrológico de la zona de estudio ................................................................................ 7 4.1 Características fisiográficas de las subcuencas ................................................................... 7 4.2 Información climatológica e hidrométrica de la zona de estudio ...................................... 11 .................. .......... 17 4.3 Ajustes de los datos de precipitación a un modelo de probabilidades ............................
1. Introducción El tramo carretero que se rediseñará se encuentra ubicado en el municipio de Cintalapa de Figueroa, Chiapas, la cual pertenece a la región hidrológica No. 30. Las cuencas que se encuentran presentes en el área de estudio son tres, estas son las que nos permiten llevar acabo el estudio del porcentaje de escurrimiento, dependiendo del uso y tipo de suelo. Se deben delimitar las condiciones existentes en dicho tramo para realizar la propuesta más viable en las obras de drenaje, para fallas evitar que en un periodo de retorno, se provoquen en las estructuras o inundaciones, disminuyendo así su vida útil. Luego de revisar las estaciones más cercanas a la zona de estudio, se encontraron que son tres; Cintalapa (7023), La unión (7100), Jiquipilas (7219). Aunque dos de ellas se encuentren suspendidas, se analizan los registros que se tengan de ellas. (Imagen 1)
Figura 1. Delimitación de las estaciones.
2. Ubicación de la zona de estudio 2.1 Antecedentes Fundación La primera cultura que se instaló en la región fue la olmeca, como lo atestiguan numerosos vestigios arqueológicos. Durante el Siglo XI o XII D.C. se asentaron en la zona los toltecas; posteriormente fueron los zoques quienes ocuparon el territorio del municipio. Toponimia El nombre de Cintalapa es de origen náhuatl y quiere decir: "Agua en el subsuelo". Principales Hechos Históricos El 13 de noviembre de 1883 se divide el estado en 12 departamentos siendo este parte del de Tuxtla. En el año de 1915 desaparecen las jefaturas políticas y se crean 59 municipios libres, estando este dentro de la primera remunicipalización. En 1926 se le concede la categoría de Villa, por decreto del gobernador Raymundo E. Enríquez. El 3 de febrero de 1931 se le otorga la categoría de Ciudad. El 6 de enero de 1942 se le agrega el apellido de Don Rodulfo Figueroa quedando la cabecera municipal como Cintalapa de Figueroa. En la década de los 50 se construye la carretera panamericana que se hace puerta de entrada a Chiapas. En el año de 1983, para efectos del Sistema de Planeación, se ubica en la región I Centro. En 1985 con motivo del 175 Aniversario de la Independencia y 75 de la Revolución Mexicana, durante el recorrido nacional, se reciben en la cabecera municipal los símbolos patrios. De acuerdo con el Diario Oficial del Estado de Chiapas, número 299 del 11 de mayo de 2011, la regionalización de la entidad quedó conformada p or 15 regiones socioeconómicas, dentro de las cuales el municipio de Cintalapa está contenido en la Región II Valles Zoque.
2.2 Localización. El municipio de Cintalapa se encuentra en el extremo oeste del Estado de Chiapas, sus coordenadas geográficas son: 16°41'52" de latitud norte y 93°43'13" de longitud oeste y se ubica a una altitud de 540 metros sobre el nivel del mar.
2.3 Delimitación. a) General Limita al norte con el estado de Veracruz, al este con Mezcalapa, Ocozocoautla de Espinosa y Jiquipilas, al sur con Arriaga y al oeste con Belisario Domínguez. Con una superficie territorial de 3093.62 km2 ocupa el 4.14% del territorio estatal. Figura. 1. Delimitación del municipio de Cintalapa
b) Zona de estudio.
El tramo en el que se realizara el estudio hidrológico es aproximadamente un kilómetro que abarca de BOULEVARD DR. RODULFO FIGUEROA ESQUINCA, TRAMO AV. CENTRAL – CENTRO DE SALUD.
Imagen 2. Delimitación tramo Dicho estudio incluirá el análisis de tres subcuencas. Que se distribuyen de acuer do a su pendiente. Nombradas desde la parte más alta a la más baja. (Imagen 3).
Imagen 3. Subcuencas que se encuentran en la zona de estudio. El área distribuida por cada una de las cuencas se presenta en la tabla 1. Tabla 1. Área de las Subcuencas.
SUBCUENCAS Subcuenca 1 Subcuenca 2 Subcuenca 3
AREA (M2) 981,006,195 164,874,991 189,606,239
3. Revisión de los estudios de hidrología existente En esta zona, no se encontró un estudio hidrológico, que corresponda a la cuenca más cercana al tramo que se pretende analizar. Solo encontramos información de la Subcuenca rio Cintalapa, volumen disponible a la salida de 32.39 millones de metros cúbicos, El volumen disponible, comprende desde el nacimiento del Río Cintalapa, hasta su confluencia con el Río Soyatenco. La cuenca hidrológica Cintalapa drena una superficie de 1,295.681 kilómetros cuadrados y se encuentra delimitada al Norte por la cuenca hidrológica de La Venta, al Este por la cuenca hidrológica Soyatenco, al Sur por la región hidrológica número 23 Costa de Chiapas y al Oeste por la cuenca hidrológica Encajonado. (Korenfeld Federmann David; DIARIO OFICIAL DE LA FEDERACIÓN, disponibilidad GrijalvaUsumacinta, abril 2013). Como no se encontró un estudio que nos proporcione los dados hidrológicos de la zona, se propone su realización, para poder determinar los escurrimientos, las precipitaciones, y por lo consiguiente el gasto.
4. Estudio hidrológico de la zona de estudio La zona de estudio abarca para su análisis tres subcuencas y tres estaciones climatológicas que nos proporcionan toda la información requerida. Es importante determinar las características fisiográficas de cada una de las subcuencas, además de analizar la precipitación máxima a 24 horas, con el fin de obtener el porcentaje de escurrimiento en dicha zona y posteriormente obtener el gasto.
4.1 Características fisiográficas de las subcuencas Para determinar las características fisiográficas de las subcuencas, dentro de las cuales podemos encontrar el área de la Subcuenca, longitud del cauce principal y pendiente media de la Subcuenca. Estas se obtuvieron a partir de las curvas de
nivel proporcionadas por INEGI, utilizando del modelo matemático ARC VIEW GIS 3.2. (Tabla 2) Tabla 2. Subcuencas que integran la zona de estudio.
CUENCA C1 C2 C3
LONGITUD m2 km2 484.226 0.484226 644,980 645 525,667 526
AREA m2 981,006,195 164,874,991 189,606,239
KM2 981006.195 164874.991 189606.239
PENDIENTE 0.00582807 0.009589058 0.010009398
A partir de los datos de edafología se determina la clasificación hidrológica a la que hace referencia cada una de las subcuencas, y a través del uso de la superficie, se obtiene el número de curva (CN), con ello se busca la obtención del porcentaje de escurrimiento. Para lo cual se utilizaron cartas de edafología, geología y uso de suelo, editada por el Instituto Nacional de Geografía e Informática (INEGI). Los resultados obtenidos se presentan a continuación. (Tabla 3) Tabla 3. Determinación del número de escurrimiento.
SUBCUENCA USO DE ZONA AGRICULTURA ASENTAMIENTOS CN SUELO URBANA HUMANOS EDAFOLOGÍA CAMBISOL CAMBISOL (D) CAMBISOL (D) (D) % uso de 100% 0% 0% 93 1 suelo % edafología 100% 0% 0% nc 93 % uso de 100% 0% 0% 93 2 suelo % edafología 100% 0% 0% nc 93 % uso de 3% 90% 7% 94.6 3 suelo % edafología 100% 100% 100% nc 95 91 98 El tipo de suelo que se presenta en las subcuencas es Cambisol (100%), mostrando que la zona de es muy poca permeabilidad, por lo que tiene un porcentaje de escurrimiento muy elevado, por lo que se espera la obtención de un gasto elevado. El tipo de suelo es capaz de drenar casi en su totalidad el agua que se encuentre sobre él, siendo muy poca la que es capaz de absorber.
El uso del suelo que se presenta en mayores cantidades es el de zona urbana, lo que propicia que el suelo se vuelva aún más impermeable. Debido a las construcciones, que impiden la retención de agua pluvial. En la imagen 4 se presentan los resultados de la cobertura de Edafología en cada una de las cuencas. En la imagen 5 la geología de la zona de estudio y posteriormente en la imagen 6 la distribución del uso de suelo.
EDAFOLOGÍA EN LA ZONA DE ESTUDIO
Imagen 4. Edafología en la zona de estudio
GEOLOGÍA DE LA ZONA DE ESTUDIO
Imagen 5. Geología de la zona de estudio
USO DE SUELO EN LA ZONA DE ESTUDIO
Imagen 6. Uso de suelo de la Zona de estudio
A continuación se presenta una pequeña descripción de cada una de las Subcuencas, tomando en consideración sus características fisiográficas, Uso de suelo, Edafología y Geología.
Cuenca 1: Esta Subcuenca tiene un área de 981006.195 km2, la cual contiene la mayor parte de la zona de estudio, además se encuentra en la parte más alta de la zona, con una pendiente de 0.00582807, la longitud de su cauce principal es de 0.484226 km2, la cobertura edafológica con la que cuenta es Cambisol, a la cual le pertenece el tipo de D, que por sus propiedades es de baja permeabilidad. Su uso está basado únicamente en Zona urbana. Dado que el número de curva obtenido es igual a 93, se deduce que tiene un nivel elevado de escurrimiento.
Cuenca 2: Tiene un área de 164874.991 km 2, con una pendiente de 0.009589058, la longitud de su cauce principal es de 645 km 2, la cobertura edafológica con la que cuenta es Cambisol, a la cual le pertenece el tipo D, que por sus propiedades es de baja permeabilidad. Su uso es Zona urbana en su totalidad. Dado que el número de curva obtenido es igual a 93, se deduce que tiene un nivel elevado de escurrimiento.
Cuenca 3: Tiene un área de 189606.239 km 2, con una pendiente de 0.010009398, la longitud de su cauce principal es de 526 km 2, la cobertura edafológica con la que cuenta es Cambisol, a la cual le pertenece el tipo D, que por sus propiedades es de baja permeabilidad. Su uso es principalmente la Agricultura (90%), en segundo lugar Asentamientos humanos (7%) y en menor cantidad Zona urbana (3%). Dado que el número de curva obtenido es 94.6 se deduce que tiene un nivel elevado de escurrimiento.
4.2 Información climatológica e hidrométrica de la zona de estudio
Para llevar a cabo el presente estudio hidrológico es necesario hacer uso de la información climatológica e hidrométrica de la zona de estudio. En este caso se llevó a cabo la búsqueda de información, a partir de la base de datos Climatológicos Nacional (CLICOM), de la cual se obtuvo que se dispone de tres estaciones climatológicas (Tabla 4), que pertenecen a la Comisión Nacional Del Agua. Tabla 4. Estaciones climatológicas CLAVE CLICOM
ESTACIÓN CLIMATOLOGICA
7023 7219 7100
CINTALAPA JIQUIPILAS LA UNIÓN
UBICACÓN GEOGRÁFICA LATITUD
LONGITUD
PERIODO DE REGISTRO
16.7000 16.6667 16.6650
-93.7167 -93.6500 -93.8008
1922-1975 1956-1987 1962-2013
AÑOS DE REGISTRO
53 31 51
La información obtenida de las estaciones climatológicas corresponde a la precipitación diaria y a partir de estos datos se obtuvo la precipitación máxima en 24 horas (tabla 5) y la precipitación media anual (tabla 6). Tabla 5. Precipitación máxima en 24 horas AÑO 1922 1923 1924
CINTALAPA 79 61.7 229
JIQUIPILAS
LA UNIÓN
JIQUIPILAS
LA UNIÓN
1925 1926
218
1927
187
1928
286
1929
43
1930
44.2
1931
95
1932 1933
77.6
1934
20
1935
98
1936
63
1937
73
1938
79
AÑO
CINTALAPA 1939
77
1940
87
1941
60
1942
115
1943
65
1944
75
1945
66
1946
70
1947
61.6
1948
62
1949
40.5
1950
54
1951
52
1952
60.3
1953
65
1954
86
1955
68
1956
67
50
1957
88.3
310
1958
82
33
1959
44.5
1960
68.2
1961
66.6
1962
36.5
35
1963
56
55
1964
56
66
1965
56
21.5
1966
0
1967
0
0
1968
0
20
1969
0
53.5
1970
0
49.5
1971
0
120.1
1972
0
63
1973
135
155.5
1974
71
74
106
1975
80
0
20
1976
35
40
1977
67
80
JIQUIPILAS
LA UNIÓN
95.8
50
AÑO 1978
CINTALAPA
1979
60
1980
47
1981
110
56.5
1982
30
50
1983
60.1
30.7
1984
110.5
1985
44
1986
80
1987
20
65
1988
77.1
1989
106
1990
80.5
1991
40
1992
120.3
1993
60
1994
50
1995
76
1996
68
1997
45
1998
56
1999
35.5
2000
65
2001
0
2002
89
2003
100
2004
75
2005
58
2006
58
2007
41
2008
52
2009
45
2010
311
2011
85.5
2012
103
2013
2.5
Es importante mencionar que las fechas de registro de cada una de las estaciones difieren en grandes cantidades. Para determinar la precipitación media anual se utilizaron los registros diarios, a partir de los datos originales se obtuvo el promedio mensual y finalmente el promedio anual, en este caso se analizaron todos los datos de los que se tuviera registro. (Tabla 6).
Tabla 7. Precipitación media anual AÑO 1922 1923 1924 1925 1926 1927 1928 1929 1930 1931 1932 1933 1934 1935 1936 1937 1938 1939 1940 1941 1942 1943 1944 1945 1946 1947 1948 1949 1950 1951 AÑO 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959
CINTALAPA 2.8 1.5 8.1
JIQUIPILAS
LA UNIÓN
JIQUIPILAS
LA UNIÓN
9.3 7.4 9 2 1.6 5.4 2.8 2.9 0.3 2.2 2.5 2 2.3 2.7 2 2.6 2.3 1.9 2.1 2.3 2 2.1 1.9 1.4 2 2.5 CINTALAPA 2.5 2.2 2.8 3 2
1.9
2.1
2.2
2.5
3.6
1.9
1960
2.3
1961
2.1
1962
1.9
1.4
1963
3.1
2
1964
2
2.8
1965
1.9
1.1
1966 1967
0
1968
0
0.7
1969
0
2.3
1970
0
1.6
1971
0
1.9
1972
0
1.2
1973
2.2
2.4
1974
2.4
2.8
1.9
1975
2.5
0
0.5
1976
0.9
1.3
1977
2
1.1
1978
3.6
1.9
1979
1.7
1980
2.1
1981
3.2
1.5
1982
1
0.77
1983
2.3
1.8
1984
2.5
1985
1.5
1986
2.7
1987
1
1.8
1988
1.9
1989
2.4
1990 AÑO 1991
1.2 LA UNIÓN 2.3
CINTALAPA
JIQUIPILAS
1992
2.1
1993
2.2
1994
1.1
1995
2.8
1996
1.8
1997
1.1
1998
1.7
1999
0.7
2000
2
2001 2002
2
2003
3.3
2004
1.9
2005
2.3
2006
1.8
2007
1.3
2008
2.3
2009
0.6
2010
4.2
2011
4.2
2012
5
2013
0.1
4.3 Ajustes de los datos de precipitación a un modelo de probabilidades Con el registro de lluvias máximas anuales de 24 h, tabla 5, se realizó un análisis estadístico empleando los modelos probabilísticos Normal, Lognormal, Gumbel, Exponencial, Gamma y Doble Gumbel, con el paquete AX +B.EXE. En donde se obtuvieron como resultados que las tres estaciones se ajustaron a la doble Gumbel, en la imagen 7 se presentan las gráficas de los ajustes.
Imagen 7. Graficas de los ajustes de cada una de las Subcuencas.
En la tabla 7 se presenta las precipitaciones estimadas para diferentes periodos de retorno en cada estación climatológica. Tabla 7. Precipitación estimada PRECIPITACIÓN ESTIMADA (Hp estimada,MM) TR (A OS) CINTALAPA JIQUIPILAS 2 65.2246 61.3961 5 88.0995 110.2902 10 145.3143 216.8841 20 213.561 324.643 25 233.0196 356.8074 50 290.1076 452.9552 100 344.5965 546.0384 200 397.8561 637.6795 500 467.5575 757.9193 1000 520.1023 847.8117 2000 571.8344 938.8309 5000 641.0665 1055.3312 10000 690.4643 1147.6816
LA UNIÓN 57.374 101.1332 136.2359 174.2583 187.2107 229.8659 276.4559 327.3045 401.5845 463.5133 530.731 628.2524 709.0075
Luego de haber estimado la precipitación a determinados periodos de retorno. Procedemos a multiplicar por el factor área que le corresponde a cada Subcuenca (Tabla 8), obtenido con el método polígonos de Thiessen (Imagen 8). Tabla 8. Porcentajes de polígono de Thiessen SUBCUENCAS SUBCUENCA 1 SUBCUENCA 2 SUBCUENCA 3
CINTALAPA 8% 90% 35%
JIQUIPILAS 92% 10% 0%
LA UNIÓN 0% 0% 65%
POLIGONOS DE THIESSEN EN EL ÁREA DE ESTUDIO
TOTAL 1.00 1.00 1.00
Imagen 8. Polígonos de Thiessen de la zona de Estudio.
De esta forma se obtiene las precipitaciones estimadas para Tr a 100 años en cada subcuenca, tal como se muestra en la tabla 9. Tabla 9. Precipitaciones ajustadas con polígono de Thiessen TR (AÑOS) 100
CUENCA 1 252.613
CUENCA 2 67.4
CUENCA 3 39.25
