Patrones regionales del flujo base en México: un enfoque a nivel subcuenca.

Abstract

La proporción de aguas subterráneas que llega al cauce principal, es un componente importante en el ciclo hidrológico, sin embargo, rara vez es analizado con detalle. El problema radica en que no existen instrumentos que lo cuantifiquen explícitamente. Por esta razón, se emplean métodos indirectos para realizar su estimación. En esta investigación se usaron métodos analíticos basados en patrones y procesos para separar el flujo base del flujo directo en distintas subcuencas de México. Dentro del primer capítulo de tesis se analizaron las curvas de recesión del hidrograma mediante un modelo no lineal para tres subcuencas de Chiapas, México. La ventaja del uso de este modelo es que permitió separar el flujo base con referencia en un solo parámetro, el cual fue estimado con las descargas máximas mensuales y el uso de la regresión cuantílica que simuló la envolvente inferior de esta relación. Con la estimación del flujo base se calculó la recarga potencial, concluyéndose que está influenciada por las variables morfométricas. En el segundo capítulo se analizó la influencia de las características fisiográficas sobre el parámetro de recesión (PR) del modelo no lineal, en 21 subcuencas distribuidas en México. El cociente entre la precipitación y la evapotranspiración potencial fue la única variable que obtuvo relación significativa con el PR. La dispersión del modelo se le atribuyó al producto de la precipitación por la trasmisividad promedio de cada subcuenca. Con base en lo anterior se aplicó un modelo doble exponencial para separar el flujo base del flujo directo que puede ser ajustado de forma simple en subcuencas que no tengan registros hidrométricos. El tercer capítulo aborda la problemática de encontrar analíticamente el punto de transición entre el flujo directo y el flujo base. Se propuso la adaptación de un modelo expo-lineal para analizar las curvas de recesión en subcuencas con distinto uso de suelo del Valle de México. Se realizó una modelación paramétrica la cual analiza el punto de transición (máxima descarga del acuífero), la tasa relativa de descarga y un punto fijado como atrayente en un esquema compacto, esto permitió evaluar el estrés hídrico de la descarga en diferente ambiente. Los resultados mostraron que las subcuencas forestales mantienen una proporción de descarga subterránea superior a las agrícolas y urbanas. Estas últimas posen un flujo directo superior en comparación a los otros usos de suelo. _______________ REGIONAL PATTERNS OF BASEFLOW IN MEXICO: AN APPROACH TO SUB-BASIN LEVEL. ABSTRACT: The proportion of groundwater reaching the main channel, is an important component of the hydrological cycle, however, is rarely analyzed in detail. The problem lies in the lack of instruments for explicit quantification. For this reason, indirect methods are used on estimates. In this research analytical methods based on patterns and processes were used to separate the baseflow of direct flow, in different sub-basins of Mexico. Within the first thesis chapter we analyzed the hydrograph recession curves using a non-linear model for three watersheds in Chiapas, Mexico. The advantage of this model is that allowed to separate the baseflow with reference in a single parameter, estimated with the monthly maximum discharges and the use of quantile regression that modeled the envelope bottom of this relationship. Potential recharge was calculated using the base flow estimation, and concluded that it is influenced by morphometric variables. The second chapter addresses the influence of the physiographical variables on the recession parameter (PR) of the nonlinear model, in 21 sub-basins distributed in Mexico. The ratio between the precipitation and potential evapotranspiration was the only variable significantly related to the PR. The model dispersion was attributed to the product of precipitation by the average transmissivity of each sub-basin. On that basis we applied a double exponential model to separate the baseflow from simply adjusted direct flow of sub-basins with no hydrometric records. The third chapter treats the problem to analytically find the transition point from direct and baseflow. The adaptation of an expo-linear model to analyze recession curves in watersheds with different land use of the Valley of Mexico is proposed. We conducted a parametric modeling to analyze the transition point (maximum discharge of the aquifer), relative rate of discharge and a point fixed as attractor in a compact schema. This allowed to evaluate the water stress of discharge in different environments. Results showed that the forest sub-basins maintain a groundwater proportion of discharge download greater than agricultural and urban areas. The latter have a higher direct flow in comparison to the other land uses.