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Instituto Politécnico Nacional

Reporte del proyecto individual de Estudio:

Aplicación del Modelo de Simulación Water Evaluation and Planning System (WEAP), para la gestión integral de la cuenca del Río Fuerte.

Director del Proyecto: Dr. Juan Manuel Navarro Pineda

Instituto Politécnico Nacional

Participantes: M. en C. Samuel Sandoval Solís. The University of Texas at Austin

M. en C. Rosario Mendoza González Instituto Politécnico Nacional

Ing. Civil Susana Prado Resendiz Instituto Politécnico Nacional

(Alumna tesista)

Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco

Maestría en Ingeniería Civil

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No. De Registro SIP: 20071471

RESUMEN  Debido a su extensión territorial (34 597 Km2), a sus características geográficas así como a la disponibilidad de información, en los últimos diez años la cuenca del Río Fuerte ha sido sujeta a un exhaustivo análisis e investigación por diferentes instituciones y autoridades. Así en el año de 2004, se realizó para la Comisión Federal de Electricidad el estudio “Sistema de Información Geográfica para la cuenca del Río Fuerte” (J. Navarro y F. Sagols 2005). En 2006 se construyó el “Modelo de Confiabilidad de Aguas Superficiales para la Cuenca del Río Fuerte” (R. Mendoza 2006) utilizando el programa WRAP (Water Rights Analysis Package) y en enero de 2007, se realizó el estudio “Modelación de la intrusión salina en acuíferos costeros. Caso del Río Fuerte, Sinaloa”. (Dwinel Belizaire, Hermilo Ramírez y J.Navarro) Debido a lo complejo y poco amigable en la aplicación del modelo WRAP, en el presente proyecto se formuló la construcción de un nuevo modelo de gestión para la Cuenca del Río Fuerte mediante el uso del Programa WEAP (Water Evaluation And Planning System. Mediante la construcción del modelo WEAP para la Cuenca del Río Fuerte fue posible optimizar de forma sustancial la simulación de la cuenca del Río Fuerte, mejorando la definición y características de la cuenca, así como la interfase con el usuario. El objetivo de construir el modelo WEAP para la Cuenca del Río Fuerte fue cubierto satisfactoriamente. La versatilidad y facilidad de manejo del modelo WEAP para la cuenca del Río Fuerte permitió no solo identificar los errores cometidos en el modelo de simulación del WRAP, además, permitió corregirlos y mejorar el modelo mediante la declaración de datos de entrada que no habían sido considerados en la modelación con WRAP. Como resultado de la construcción del modelo WEAP para la Cuenca del Río Fuerte, fue posible plantear 5 escenarios que surgen de observaciones del comportamiento del modelo y de recomendaciones técnicas hechas por expertos en la materia. Los escenarios propuestos buscan mejorar en una segunda etapa el comportamiento del modelo, obtener parámetros iniciales de comparación de flujos ambientales y prever el impacto de nuevas y existentes concesiones en la cuenca, en acuerdo con la Comisión Nacional del Agua. En el aspecto de colaboración internacional, debido al presente proyecto, se ha generado una estrecha relación entre los investigadores de la ESIA Unidad Zacatenco del IPN y los investigadores del Centro de Investigación en Recursos Hídricos, perteneciente a la Universidad de Texas, en Austin (Center for Research in Water Resources at The University of Texa at Austin), lo que permitirá seguir desarrollando más investigaciones para el desarrollo de los escenarios propuestos. En la primer parte de este documento se describe las características generales de la cuenca del Río Fuerte. En la segunda parte se describen las características del programa WEAP y sus componentes principales. En la tercer parte de este documento se describe la construcción del Modelo WEAP para la cuenca del Río Fuerte, los valores, parámetros y consideraciones adoptadas en la construcción del modelo. En la cuarta parte se hace una evaluación del modelo, presentando los resultados obtenidos y comparándolos con los

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registros históricos. En la última parte del documento se presentan las conclusiones y recomendaciones.

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INDICE Resumen.............................................................................................................................. 2 Indice................................................................................................................................... 4 1 Introducción ................................................................................................................ 5

1.1 Software WEAP.................................................................................................. 6 2 Modelo del Río Fuerte ................................................................................................ 7

2.1 Geografia del Modelo ......................................................................................... 7 2.2 Fuentes de Información....................................................................................... 9 2.3 Menú de Datos: Demand Sites............................................................................ 9

2.3.1 Declaración de concesiones, coeficientes mensuales de uso y prioridades . ..................................................................................................................... 9

2.4 Menú de Datos: Key Assumptions ................................................................... 10 2.4.1 Definición de Prioridades ......................................................................... 10

2.5 Menú de Datos: Supply and Resources ............................................................ 10 2.5.1 Flujos de Entrada ...................................................................................... 10 2.5.2 Presas ........................................................................................................ 10 2.5.3 Registros de Evaporación ......................................................................... 11 2.5.4 Puntos de Control...................................................................................... 11

3 Evaluación del Modelo ............................................................................................. 11 4 Resultados del Modelo WEAP del Río Fuerte ......................................................... 12 5 Determinación de Escenarios.................................................................................... 12 6 Conclusiones ............................................................................................................. 13 7 Recomendaciones ..................................................................................................... 14 Referencias........................................................................................................................ 15 Apendice A: Archivo Maestro del Modelo de Confiabilidad de Agua Superficial de la cuenca del Río Fuerte FTE.DAT ...................................................................................... 18 Apendice B: Archivo de Flujos Restituidos NatFlow.csv ¡Error! Marcador no definido. Apendice C: Archivo de evaporaciones DamEvap.csv .... ¡Error! Marcador no definido. Apendice D: Archivo de Escurrimientos Históricos FlowHis_CMS.csv .................¡Error! Marcador no definido.

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1 INTRODUCCION  De acuerdo a la regionalización de la Comisión Nacional del Agua (Conagua), la Cuenca del Río Fuerte esta ubicada en la parte noroeste de la Región Hidrológica 10 Sinaloa, la cual pertenece a la Región Hidrológico-Administrativa 3 Pacifico Norte (Figura 1). La cuenca del Río Fuerte se encuentra localizada entre los paralelos 25°48’ y 28°12’ Norte y los meridianos 106°18’ y 109°27’ Oeste y tiene un área de drenaje de 34,597 Km2 (Sandoval, 2006).

Figura 1.- Localización de la Cuenca del Río Fuerte

Como se muestra en la figura 2 (Se presenta en el archivo impreso) , la cuenca del Río Fuerte tiene 3 presas, dos para generación de energía eléctrica y una presa de almacenamiento. Las presas Miguel Hidalgo (mejor conocida como El Fuerte) y la presa Luís Donaldo Colosio (mejor conocida como Huites) son utilizadas para la generación de energía eléctrica. El Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias (NAME) de la presas Miguel Hidalgo y Luís Donaldo Colosio es de 4069 hm3 y 4568 hm3, respectivamente; la generación media anual de energía eléctrica es de 917 GigaWatts/año y 370

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GigaWatts/año (Fundación ICA, 1997), respectivamente. La presa Josefa Ortiz de Domínguez es utilizada como presa de almacenamiento, con una capacidad máxima de 590 hm3. Además, se cuenta con una infraestructura instalada en la cuenca de 41 estaciones climatológícas y 23 estaciones hidrométricas.

1.1 SOFTWARE WEAP El software utilizado para la construcción del modelo de gestión de la cuenca del Río Fuerte es el Water Evaluation and Planning System (WEAP), desarrollado por el Instituto del Medio Ambiente de Estocolmo (Stockholm Environment Institute, SEI). La licencia del software es gratuita para uso académico, gubernamental, y otras organizaciones no lucrativas en países en vías de desarrollo, como es el caso de México. Algunas de las ventajas del uso de este software son el manejo integrado del recurso hídrico, la fácil participación de usuarios y gente interesada en la problemática del agua, la asignación del agua por prioridad, además que tiene la versatilidad de implementar diferentes escenarios sobre la misma plataforma de forma amigable. El software WEAP utiliza una interfase gráfica que importa archivos gráficos de otros programas como ayuda en la creación del modelo, tales como archivos Shapefiles de Sistemas de Información Geográfica (SIG’s). La pantalla esquemática del modelo WEAP para la cuenca del Río Fuerte es presentada en la Figura 3 (Se presenta en el archivo impreso). El modelo WEAP del Río Fuerte utiliza principalmente tres pantallas. La primera pantalla es la denominada Vista Esquematica o “Schematic View” que es mostrada en la Figura 3. Esta pantalla permite al usuario agregar nodos, sitios de demanda, líneas de transmisión de agua, etc. La segunda pantalla es la pantalla de vista de datos “Data View” como se muestra en la Figura 4. Existen 5 subdirectorios principales en la pantalla de vista de datos, los cuales son Key Assumptions, Demand Sites, Hydrology, Supply and Resources, y Other Assumptions. Actualmente el proyecto esta corriendo con 3 de los 5 subdirectorios, Key Assumptions, Demand Sites y Supply and Resources. Cada uno de estos subdirectorios esta dividido a su vez. Para el subdirectorio de Key Assumptions esta dividido solo en un subdirectorio el cual se llama “Priorities” nombrado asi para establecer las prioridades de cada concesión. A su vez, este directorio esta dividido en tres subdirectorios los cuales son relacionados al uso del agua destinado en cada demanda. La Figura 5 muestra este árbol de directorios del menú Key Assumptions. Como se muestra en la Figura 6, cada demanda tiene su propio subdirectorio. Finalmente, el menú de Supply and Resources esta dividido en dos subdirectorios, Linking Demands and Supply y River, como se muestra en la Figura 7. La tercer pantalla llamada “View Results” es la utilizada para ver los resultados de la simulación. Esta pantalla es utilizada una vez que el modelo ha sido corrido y despliega los resultados de forma gráfica o tabular. Además, el modelo tiene la capacidad de exportar los resultados en el formato de valores separados por comas (comma separated values, .csv) o en el formato de hoja de cálculo de Excel. (Las figuras 3, 4, 5,6 y 7 se presentan en el archivo impreso).

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2 MODELO DEL RIO FUERTE  Para la simulación de la Cuenca del Río Fuerte se utilizó el programa Water Evaluation And Planning System. El programa WEAP ha sido utilizado en diferentes partes del mundo, tales como Kenya, Turquía, China, Líbano, Estados Unidos y México (SEI-WEAP, 2007), para simular las políticas de uso y asignación actuales; así como, para evaluar políticas alternativas de uso de agua que permitan una mejor administración, uso y distribución del agua. Además, este software permite valorar los beneficios sociales y económicos que representan estas políticas alternativas. El modelo WEAP del Río Fuerte esta basado en gran medida en el modelo de simulación previamente construido en el programa WRAP en el Instituto Politécnico Nacional (Mendoza 2006). El programa WRAP (Water Rights Análisis Package) es el programa que utiliza la Comisión de Calidad Ambiental del estado de Texas para la evaluación de la disponibilidad de agua en este estado de Estados Unidos. A pesar de esto, el programa WRAP tiene una interfase poco amigable con el usuario, además de ser bastante complicado en la captura, declaración y obtención tanto de datos de entrada como de salida. Debido a esto, se tomó la decisión de modelar el Río Fuerte en el programa WEAP. El archivo maestro FTE.DAT del modelo WRAP del Modelo de confiabilidad de Agua Superficial para la cuenca del Río Fuerte es mostrado en el Apéndice A.

2.1 GEOGRAFIA DEL MODELO En el modelo WEAP de la Cuenca del Río Fuerte fueron incluidos los principales afluentes, presas, infraestructura y usuarios de esta cuenca. Los principales afluentes del Río Fuerte considerados en este estudio son: Urique, Batopilas, Choix, Chínipas, Septentrión, Tepochique, Oteros, Alamos y Baroten (Figura 8). Estos afluentes fueron declarados en el modelo WEAP del Río Fuerte como se muestra en la Figura 9 (Se presenta en el informe impreso).

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Figura 8.- Principales afluente del Río Fuerte.

El periodo hidrológico de análisis definido para este estudio es de 20 años, de Enero de 1967 a Diciembre de 1986. Primero, se consideró un periodo de análisis de 20 años, ya que la Norma Oficial Mexicana NOM-011-CNA-2000, para el cálculo de la disponibilidad de Agua Superficial, establece este periodo de tiempo como el mínimo para el cálculo de la disponibilidad. Segundo, se utilizó el periodo de Enero de 1967 a Diciembre de 1986, debido a que es el periodo de tiempo donde se cuenta con la suficiente información histórica de escurrimientos en cauces, presas y concesiones necesaria para la adecuada construcción del modelo de simulación. Solo se consideraron ocho estaciones hidrométricas como puntos, ya que estas estaciones cuentan con la suficiente información histórica para el periodo hidrológico de análisis seleccionado (Enero de 1967 a Diciembre de 1986). Estas estaciones hidrológicas son mostradas en la Figura 10. (Se presenta en el archivo impreso). Con respecto a los almacenamientos en la cuenca, las presas Miguel Hidalgo y Costilla mejor conocida como “Fuerte”, Luís Donaldo Colosio mejor conocida como “Huites” y la presa Josefa Ortiz de Domínguez fueron incorporadas en el modelo de simulación (Figura 11) (Se presenta en el archivo impreso).

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En las presas Miguel Hidalgo y Josefa Ortiz de Domínguez se declararon los dos canales de interconexión que unen estos dos embalses, como se muestra en la Figura 12 (Se presenta en el archivo impreso). Se declararon los distritos de riego DR-075 Río Fuerte y DR-076 Valle del Carrizo, como se muestra en la Figura 13 (Se presenta en el archivo impreso). .

2.2 FUENTES DE INFORMACION Los registros de escurrimientos restituidos fueron obtenidos del Modelo de Confiabilidad de Agua Superficial de la cuenca del Río Fuerte (Mendoza 2006). A su vez. estos escurrimientos restituidos fueron obtenidos de escurrimientos mensuales obtenidos del Banco Nacional de Datos de Aguas Superficiales, BANDAS, y de información histórica de volúmenes de extracción de los distritos de riego proporcionada por la Comisión Nacional del Agua (Conagua). Los datos de las presas fueron obtenidos de diferentes fuentes de información. Los registros de evaporación en presas fueron obtenidos de la base de datos ERIC (Extractor Rápido de Información Climatológica). La información referente a niveles y capacidades de almacenamiento fue obtenida de documentos publicados por la Comisión Nacional del Agua (Conagua) y la Comisión Federal de Electricidad (CFE). La información referente a los volúmenes de concesión para los distritos de riego declarados fue proporcionada por la Conagua.

2.3 MENU DE DATOS: DEMAND SITES

2.3.1 DECLARACION DE CONCESIONES, COEFICIENTES MENSUALES DE USO Y PRIORIDADES

Los volúmenes anuales de concesiones de agua para los distritos de riego DR-075 Río Fuerte y DR-076 Valle del Carrizo son 3020.81 Mm3/año (Millones de metros cúbicos por año) y de 582.18 Mm3/año, como se muestra en la Figura 14 que se presenta en el informe impreso. A su vez, para cada distrito de riego fueron declarados los coeficientes mensuales de uso. Las Figuras 15 y 16 muestran los coeficientes de uso para los distritos de riego DR-075 El Fuerte y DR-076 Valle del Carrizo, respectivamente. Para cada demanda fue asignada una prioridad, como se muestra en la Figura 17. Las prioridades están vinculadas al directorio Priorities localizado en el menú Key Assumptions. (Las figuras 15, 16 y 17 se presentan en el informe impreso).

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2.4 MENU DE DATOS: KEY ASSUMPTIONS

2.4.1 DEFINICIÓN DE PRIORIDADES La declaración de las prioridades fue relacionada mediante un directorio de datos llamado “Priorities” anidado en el menú “Key Assumptions” (Figura 18). La definición de las prioridades esta relacionada con el orden de prelación establecido en la Ley de Aguas Nacionales. Como se muestra en la figura 18 (Se presenta en el informe impreso), se declararon prioridades para usos Agrícola, Público-Urbano y de Energía Eléctrica.

2.5 MENU DE DATOS: SUPPLY AND RESOURCES

2.5.1 FLUJOS DE ENTRADA Los registros de escurrimientos restituidos del “Modelo de Confiabilidad de Agua Superficial para la cuenca del Río Fuerte” (Mendoza 2006) fueron utilizados en el modelo WEAP del Río Fuerte como datos de entrada de flujo en los cauces. Estos registros fueron organizados en el archivo NatFlow_CMS.csv para que pudieran ser leídos por el programa WEAP. La Figura 19 muestra el archivo NatFlow_CMS.csv, el cual fue utilizado como repositorio de los flujos restituidos utilizados. Los flujos restituidos tienen unidades de metros cúbicos por segundo. La figura muestra la declaración de los flujos restituidos llamándolos del archivo NatFlow_CMS.csv mediante el comando “ReadFromFile”. El Apéndice B muestra el archivo completo NatFlow_CMS.csv. 20 (Las figuras 19 y 20 se presentan en el informe impreso) Para los canales de interconexión de las presas Miguel Hidalgo y Josefa Ortiz de Domínguez “Canal Sur” y “Canal Norte”, se declararon las limitantes físicas de conducción, definiendo la máxima capacidad de conducción para cada canal, como se muestra en la Figura 21. 20 (La figura 21 se presenta en el informe impreso).

2.5.2 PRESAS La Tabla 1 muestra las capacidades de cada presa y el almacenamiento inicial utilizado en el modelo WEAP del Río Fuerte. Tabla 1. Capacidad del Total, Util, Muerta y Almacenamiento inicial par alas presas

del Rio Fuerte. Capacidad Capacidad Capacidad Almacenamiento

Total Util Muerta Inicial Presa (Mm3) (Mm3) (Mm3) (Mm3)

Josefa Ortiz de Dominguez 590.1 565.1 25.0 295Luis Donaldo Colosio 4568.0 4061.0 507.0 2284Miguel Hidalgo 4070.0 3763.6 306.4 2034

La Figura 22 muestra la pantalla para declarar la capacidad total de la presa, la Figura 23 muestra la pantalla para declarar el almacenamiento inicial, la Figura 24 muestra la

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pantalla para declarar la capacidad del NAMO y la Figura 25 muestra la pantalla para declarar la capacidad muerta de las presas. 20 (Las figura 22, 23, 24 Y 25 se presentan en el informe impreso). Las Figuras 26, 27 y 28 (Se presentan en el archivo impreso) muestran los datos y las curvas de Elevación-Capacidad de las presas Luís Donaldo Colosio “Huites”, Miguel Hidalgo “Fuerte” y Josefa Ortiz de Domínguez.

2.5.3 REGISTROS DE EVAPORACION De la misma forma que los registros de escurrimientos restituidos, los registros de evaporación fueron organizados en un archivo llamado “DamEvap.csv”. La Figura 29 muestra el archivo DamEvap.csv, el cual fue utilizado como repositorio de las alturas de evaporación utilizadas en el modelo. La Figura 30 muestra la declaración de las alturas de evaporación llamándolas del archivo DamEvap.csv mediante el comando “ReadFromFile”. En el Apéndice C se muestra el archivo completo DamEvap.csv. 20 (Las figuras 29 y 30 se presentan en el informe impreso).

2.5.4 PUNTOS DE CONTROL Para calibración del modelo, se declararon los registros históricos de los escurrimientos en cauces registrados en las estaciones hidrométricas. De igual forma que en los registros de evaporaciones y flujos restituidos, se cargaron en el modelo los registros históricos de las estaciones seleccionadas en el Modelo de Confiabilidad de Agua Superficial del Fuerte (Mendoza 2006) en un archivo llamado “FlowHis_CMS.csv”. La Figura 31 muestra el archivo FlowHis_CMS.csv, el cual fue utilizado como repositorio de los escurrimientos históricos utilizados en el modelo. La Figura 32 muestra la declaración del archivo FlowHis_CMA.csv mediante el comando “ReadFromFile”. En el Apéndice D se muestra el archivo completo FlowHis_CMS.csv. (Las figuras 31 y 32 se presentan en el informe impreso).

3 EVALUACION DEL MODELO  Para la evaluación del Modelo WEAP del Río Fuerte, se compararon los escurrimientos calculados por el modelo contra los escurrimientos históricos. Para las estaciones hidrométricas de Urique II, Palo Dulce y Choix, el escurrimiento calculado con respecto al escurrimiento histórico es idéntico, no existe diferencia alguna. Esto indica que el modelo de simulación WEAP de la cuenca del Río Fuerte esta representando de forma bastante satisfactoria el comportamiento histórico de la cuenca. Para la estación hidrométrica Huites, el comparativo del escurrimiento histórico con respecto al escurrimiento calculado es bastante aceptable, con diferencias menores al 10%. Las Figuras 33, 34, 35 y 36 (Se presentan en el archivo impreso) muestran los resultados del escurrimiento calculado con respecto al escurrimiento histórico de las

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estaciones hidrométricas CNA_UriqueII, CNA_Palo Dulce, CNA_Huites y CNA_Choix, respectivamente, con respecto al escurrimiento calculado por el modelo. Para las estaciones hidrométricas Alamos y Mahone, los escurrimientos calculados difieren sustancialmente de los escurrimientos históricos, como se muestra en las Figuras 37 y 38 ((Se presentan en el informe impreso).). En esta parte de la cuenca, es necesaria una calibración a detalle de los escurrimientos naturalizados y de las concesiones declaradas.

4 RESULTADOS DEL MODELO WEAP DEL RIO FUERTE  La Figura 39 muestra el volumen de concesión abastecido para los distritos de riego DR-075 Río Fuerte y DR-076 Valle del Carrizo. La Figura 40 muestra que no se presentaron recortes en los volúmenes de extracción para estos distritos de riego. (Las figuras 39 y 40 se presentan en el archivo impreso). Para ambos distritos de riego, la confiabilidad calculada fue del 100%, lo cual corrobora que no se presentó déficit en el abastecimiento de las demandas. La Figura 41 muestra estos resultados. (La figura 41 se presenta en el archivo impreso). Las Figuras 42 y 43 (Se presentan en el informe impreso) muestran los flujos de entrada y de salida para el abastecimiento de los distritos de riego DR-075 Río Fuerte y DR-076 Valle del Carrizo, respectivamente. Referente al almacenamiento en presas, la Figura 44 (Se presenta en el archivo impreso). muestra el almacenamiento calculado para el periodo hidrológico de análisis Ene-1967 a Dic-86. Estos resultados muestran que para gran parte de la simulación, el almacenamiento en todas las presas esta a su máxima capacidad. Una investigación más a fondo se debe ser realizada para obtener los registros históricos de las presas para la respectiva calibración.

5 DETERMINACION DE ESCENARIOS  De acuerdo a la evaluación del modelo y a los resultados obtenidos, se proponen los siguientes escenarios:

• Modelación de la cuenca del Río Fuerte incorporando los datos de demanda para generación de energía eléctrica en las presas Miguel Hidalgo “Fuerte” y Luís Donaldo Colosio “Huites”. En este escenario permitirá valorar el impacto de la generación de energía eléctrica en la cuenca en comparación con la ausencia de generación de energía eléctrica.

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• Modelación de la cuenca del Río Fuerte incorporando las concesiones de aguas subterráneas en la cuenca. En este escenario se evaluará la importancia de las fuentes de agua subterránea en la cuenca, el impacto que representa para los acuíferos en la zona y su influencia en el escurrimiento de las aguas superficiales.

• Modelación de la cuenca del Río Fuerte para obtener el umbral mínimo de los

escurrimientos presentados en los diferentes ríos para determinar un parámetro de comparación inicial que pueda ser evaluado con escurrimientos ecológicos.

• Incorporación de nuevos volúmenes de concesión en la parte alta de la cuenca,

principalmente en la región turística de las barrancas del cobre, donde el turismo y ecoturismo podrían incrementar la demanda de agua de forma sustantiva.

• Incorporación de pérdidas en conducción en cauces, canales y obra de toma para

evaluar su impacto en el abastecimiento de las demandas ya establecidas. Estos escenarios son propuestas que pueden ser modificadas. Es necesaria una vinculación tanto con los organismos administradores y operadores del agua, como con los usuarios de este recurso, para un enriquecimiento de estas políticas alternativas “Escenarios” propuestas. En particular, para la Comisión Federal de Electricidad que opera las dos centrales hidoeléctricas El Fuerte y Huites, el poder contar con un modelo de gestión del agua que contemple los diferentes usos dentro de la cuenca, le apoyaría en sus programas de operación de las presas para la generación de energía eléctrica en función de la disponibilidad y demanda del agua que los diferentes usuarios requieren en sus diferentes actividades, dando atención a la prelación establecida en la Ley de Aguas Nacionales

6 CONCLUSIONES  La construcción del modelo de WEAP para la Cuenca del Río Fuerte fue satisfactoria. Por una parte se mejoró de forma sustantiva la manipulación, control y despliegue de los datos de entrada y resultados mediante el uso del programa WEAP, en comparación con el uso del programa WRAP. Además, se puede apreciar de forma gráfica los componentes e infraestructura de la cuenca, lo cual permite un ambiente de trabajo mas amigable, tanto para el usuario, como para el tomador de decisiones. Por otra parte, el modelo WEAP para la cuenca del Río Fuerte, evidenció algunas deficiencias hechas en el modelo de simulación WRAP para la misma cuenca. Varios datos de escurrimientos históricos no fueron cargados y calculados de forma adecuada, siendo esto una deficiencia importante en el modelo WRAP. La versatilidad y facilidad de manejo del modelo WEAP para la cuenca del Río Fuerte permitió no solo identificar las deficiencias al aplicar el modelo de simulación del WRAP, sino que además, permitió corregirlos y mejorar el modelo mediante la declaración de datos de entrada que no habían sido considerados en la modelación con el WRAP.

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Como resultado de la construcción del modelo WEAP para la cuenca del Río Fuerte, fue posible determinar 5 escenarios que surgen de observaciones del comportamiento del modelo y de recomendaciones técnicas hechas por expertos en la materia. En esencia, los escenarios propuestos buscan mejorar el comportamiento del modelo, obtener parámetros iniciales de comparación de flujos ambientales y prever el impacto de nuevas y existentes concesiones en la cuenca. El objetivo de construir el modelo WEAP para la Cuenca del Río Fuerte fue cubierto satisfactoriamente. En esta primera etapa de exploración del programa WEAP, fue satisfactorio su uso, manipulación y algoritmo de cálculo para la adecuación al ambiente hídrico nacional. Debido a lo amigable del programa, fue posible encontrar errores que en otros modelos serían difíciles de encontrar. Además, los resultados de escurrimientos en la parte alta de la cuenca son muy satisfactorios, ya que no hubo en tres estaciones hidrométricas, ninguna diferencia con respecto a las calculadas por el modelo. En el aspecto de colaboración internacional, debido al presente proyecto se ha generado una estrecha relación entre los investigadores de la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura, Unidad, Zacatenco del Instituto Politécnico Nacional y los investigadores del Centro de Investigación en Recursos Hídricos perteneciente a la Universidad de Texas en Austin del (Center for Research in Water Resources at The University of Texas at Austin.). Gran parte del soporte técnico ha sido brindado por investigadores de esta universidad para la construcción del Modelo WEAP de la cuenca del Río Fuerte. Por una parte se esta aprendiendo el uso de tecnología de punta en la modelación de cuencas de personal experto en esta materia, lo que permite una actualización en la investigación en el Instituto Politécnico Nacional. Por otra parte, se están generando vínculos de colaboración internacional que permiten a investigadores y alumnos de postgrado su relación con universidades extranjeras y la obtención de una perspectiva global de la investigación de punta que se esta realizando en el área de Planeación y Manejo de Recursos Hídricos.

7 RECOMENDACIONES  Es necesario hacer una investigación a detalle del cálculo de los escurrimientos naturalizados declarados en la parte baja de la cuenca. Se han obtenidos resultados de volúmenes de escurrimientos que no corresponden con los registros históricos. Primero, se tienen que verificar el cálculo correcto de los registros históricos en metros cúbicos por segundo. Segundo, se tiene que declarar estos datos verificados al modelo. Si este procedimiento no mejora los resultados del modelo, será necesario incorporar flujos incrementales en ciertos tramos del Río Fuerte para ajustar los escurrimientos calculados con los escurrimientos históricos. Es necesario obtener el padrón de usuarios de la cuenca del Río Fuerte. Si bien es cierto que el mayor porcentaje de agua esta destinado al uso agrícola, sería conveniente incorporar demandas de uso Público-Urbano para evaluar un posible incremento en la demanda de agua causado por el incremento poblacional.

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Además, es necesario incorporar las concesiones para generación de energía eléctrica ya que estas modificarán el almacenamiento en presas. Una vez que haya sido declarada la operación de las presas para la generación de energía eléctrica, es recomendable comparar los almacenamientos calculados con el almacenamiento histórico presentado. Esto brindara mayor confianza y certidumbre al modelo. Finalmente, es recomendable incorporar las perdidas por conducción en cauces, canales y obras de toma. Además, es necesario obtener sitios de los volúmenes de retorno de los distritos de riego, ya que representan volúmenes de agua considerables que no se han tomado en cuenta.

REFERENCIAS  Aparicio Mijares, Francisco Javier. (2001) “Fundamentos de Hidrología de Superficie”

Ed. Limusa Noriega Editores. Campos Aranda (1987). “Proceso del Ciclo Hidrológico” Volumen 1. Editorial

Universitaria Potosina. Pediría Castelán Crespo, Enrique. (1999) “Los consejos de cuenca en el desarrollo de las presas

en México” Centro Interdisciplinario de Investigaciones y estudios sobre el medio ambiente y desarrollo, IPN.

Castelán Crespo, Enrique. (1999) “State of México’s Water” Comisión Nacional del Agua (1990). “Estadísticas Agrícolas de los Distritos de Riego”. Comisión Nacional del Agua (1992), “Presa Huites”.

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Comisión Nacional del Agua (1993) “Presas de México” Volumen II. Comisión Nacional del Agua (2004) “Ley de Aguas Nacionales y su Reglamento”. Comisión Nacional del Agua (2005). “Estadísticas del Agua en México”. Danner, Constance L., McKinney, Daene C., and Teasley, Rebecca L. (2006)

“Documentation and Testing of the WEAP Model for the Rio Grande/Bravo Basin” Center For Research In Water Resources. The University of Texas at Austin.

Fundación ICA, AC, México, 1997. Central Hidroeléctrica Huites, Presa Huites,

Comisión Nacional del Agua. Hidroconsultoria, SA de CV (2003). “Diagnostico de la Región III-Pacifica Norte”. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, IMTA. (2000) “El panorama del Agua en

México” Asociación Mexicana de Hidráulica. Loucks, Daniel P. and Van Beek, Eelco. (2006) “Water Resources Systems Planning and

Management” UNESCO Mendoza González, Rosario (2006) “Modelo de Confiabilidad de Agua Superficial para

generación de Energía Eléctrica en la Cuenca del Río Fuerte”. Instituto Politécnico Nacional. ESIA Zacatenco. Sección de Estudios de Posgrado e Investigación.

Navarro Pineda, Juan Manuel, Sagols Troncoso, Feliu. (2005) “Sistema de Información

Geográfica para la Cuenca del Río Fuerte”. CFE-CINVESTAV-IPN. Norma Oficial Mexicana NOM-011-CNA-2000, Conservación del recurso agua que

establece las especificaciones y el método para determinar la disponibilidad media anual de las aguas nacionales. Diario Oficial de la Federación. 17 de Abril de 2002.

Sandoval Solís, Samuel. (2006) “Watershed Parameters of the El Fuerte Basin” Center

for Research in Water Resources, The University of Texas at Austin. https://webspace.utexas.edu/ss26898/ElFuerte/FinalReport.htm?uniq=3nfmi0.

Sandoval Solís, Samuel. (2005) “Modelo de Disponibilidad de Agua Superficial para la

cuenca del Río San Juan” SEPI, ESIA Zacatenco, IPN. Secretaria de Agricultura y Recursos Hídricos (1988). “Agua y Sociedad. Historia de las

obras hidráulicas en México”. Stockholm Environment Institute, SEI. http://www.sei-us.org/index.html. Stockholm Environment Institute SEI. (2007) “Water Evaluation And Planning System

WEAP, User Guide”

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Water Evaluation And Planning System website (2007)

<http://www.weap21.org/index.asp> Wurbs, Ralph A. (2003) “Water Rights Analysis Package (WRAP) Modeling System

Reference Manual.” Civil Engineering Department. Texas A&M University. Texas Water Resources Institute

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APENDICE  A:  ARCHIVO  MAESTRO  DEL  MODELO  DE  CONFIABILIDAD  DE  AGUA SUPERFICIAL DE LA CUENCA DEL RÍO FUERTE FTE.DAT  T1 ARCHIVO FTE1.DAT T2 CUENCA DEL RIO FUERTE T3 03/05/2006 ** ** Comentarios Generales ** ** 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 FO 1 1 JD 18 1967 6 -1 -1 0 4 0 0 0 2 0 0 1 XL 2.7222 RO -1 ** ** UC RECORDS - COEFICIENTES MENSUALES DE USO DE AGUA-EL FUERTE ** ** DISTRITO DE RIEGO No 75 VALLE DEL FUERTE UC RG075 0.06592 0.07139 0.03969 0.03622 0.03733 0.06789 UC 0.07311 0.14979 0.14208 0.10035 0.12190 0.09433 ** ** GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA UCGEELRF 0.00366 0.00319 0.00202 0.00055 0.00049 0.00117 UC 0.00869 0.01176 0.00939 0.00430 0.00215 0.00270 ** ** DISTRITO DE RIEGO No 76 VALLE CARRIZO UC RG076 0.08286 0.11246 0.15083 0.07250 0.07136 0.07870

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UC 0.07196 0.07971 0.06806 0.05096 0.06658 0.09402 ** ** 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 **PUNTOS DE CONTROL ** ** RF0100 URIQUE ** RF0077 PALO DULCE ** RF0037 HUITES ** RF0066 CHOIX ** RF0097 MAHOME ** RF0057 BAMICORI ** RF0053 ALAMOS ** RF0038 SAN BLASS ** ** CPRF0100 RF0037 1 NONE CPRF0037 RF0097 1 CPRF0077 RF0037 1 NONE CPRF0066 RF0097 1 NONE CPRF0097 RF0053 1 CPRF0057 RF0053 1 NONE CPRF0053 RF0038 1 CPRF0038 OUT 1 NONE ** ** DECLARACION DE LAS EXTRACCIONES ** ** PRESA LUIS DONALDO COLOSIO (HUITES) GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA WRRF0037 917000 GEELRF 6001 6 HUITES_HIDROELECELECTRIC WSHUITES 4568 506.96 97 0.95 304.56 190

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** ** PRESA MIGUEL HIDALGO (FUERTE) GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA WRRF0097 370000 GEELRF 6002 6 FUERTE_HIDROELECELECTRIC WSFUERTE 4069.99 306.35 48.5 0.6708 91.59 109.50 ** ** DISTRITO DE RIEGO 075 VALLE DEL FUERTE WRRF0097 3020.81 RG075 4001 1 HUITES_DR075 RIEGO WSFUERTE 4069.99 306.35 WRRF0037 4002 2 HUITES_DR075_BU WSHUITES 4568 506.96 SO BACKUP ** ** DISTRITO DE RIEGO 076 VALLE DEL CARRIZO WRRF0053 582.18 RG076 4003 1 JOSEFA_DR076 RIEGO WSJOSEFA 590.075 25 WRRF0097 4004 2 DR076_FUERTE_BU RIEGO WSFUERTE 4069.99 306.35 SO BACKUP WRRF0037 4005 2 DR076_HUITES_BU RIEGO WSHUITES 4568 506.96 SO BACKUP ** ** ** ** Datos de CAPACIDAD-AREA para las presas HUITES-FUERTE-JOSEFA ** ** HUITES SVHUITES 0.000 21.79 127.290 397.590 616.090 899.5 1266.89 1716.39 2258.89 2908.09 3675.50 4568

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SA 0.000 2.44 9.22 18.746 25.109 32.654 40.833 49.125 59.411 70.702 82.826 95.727 ** ** FUERTE SVFUERTE 0.095 20.206 72.055 159.980 438.823 528.749 936.9311716.5572816.3943164.2483917.101 4069.99 SA 0.000 6.651 14.391 20.768 36.729 41.797 64.363 93.795 125.189 132.480 148.670 152.130 ** ** JOSEFA SVJOSEFA 0.000 0.808 6.688 24.322 68.276 159.115 307.948 430.755 478.560 528.990 581.920 590.075 SA 0.000 0.518 2.039 5.633 12.290 23.971 36.044 46.430 49.180 51.680 51.680 54.560 ** ** Datos de CAPACIDAD-ELEVACION para las presas HUITES-FUERTE ** PVHUITES 0.1 21.79 127.29 397.59 616.09 899.50 1266.89 1716.39 2258.89 2908.09 3675.50 4568 PE 150 170 190 210 220 230 240 250 260 270 280 290 ** PVFUERTE 0.1 20.21 72.06 159.98 438.82 528.75 936.93 1716.56 2816.39 3164.25 3917.11 4069.99 PE 82 90 95 100 110 112 120 130 140 143 148 149 ** ED

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