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ESTUDIO DE INUNDACIONES

FLUVIALES Y MAPAS DE PELIGRO PARA

EL ATLAS NACIONAL DE RIESGOS POR

INUNDACIONES

CNA-SGT-GASIR-04/2013

ORGANISMO DE CUENCA IV

BALSAS

CUENCA PILOTO

YAUTEPEC

Elaborado para

Comisión Nacional del Agua

Proyecto Interno: 3355

2013

ESTUDIO DE INUNDACIONES FLUVIALES Y

MAPAS DE PELIGRO PARA EL ATLAS

NACIONAL DE RIESGOS POR

INUNDACIONES

CONVENIO CNA-SGT-GASIR-04/2013

ORGANISMO DE CUENCA I

BALSAS

CUENCA PILOTO YAUTEPEC

Óscar Arturo Fuentes Mariles *

Víctor Franco *

Faustino de Luna Cruz **

Juan Ansberto Cruz Gerón ***

Hipólito Lorenzo Morales Hernández ***

Luis Omar García Hernández ****

Ángel Bautista Tadeo ****

Alejandra Morales Zamacona ****

Laura Vélez Morales ***

José Alberto Sánchez Cruz ***

Elaborado para

Comisión Nacional del Agua

Proyecto Interno: 3355

* Investigador, Instituto de Ingeniería, UNAM

** Técnico Académico, Instituto de Ingeniería, UNAM

*** Asesor externo, Instituto de Ingeniería, UNAM

**** Becario, Instituto de Ingeniería, UNAM

Diciembre 2013

ESTUDIO DE INUNDACIONES FLUVIALES Y MAPAS DE PELIGRO

PARA EL ATLAS NACIONAL DE RIESGOS POR INUNDACIONES. CONVENIO CNA-SGT-GASIR-04/2013

I I. OCRB: YAUTEPEC

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 6

IV.1 ADQUISICIÓN Y ANÁLISIS DE IMÁGENES DE SATÉLITE ....................................... 8

IV.1.1 Zona de estudio .................................................................................................................... 8

IV.1.2 Datos .................................................................................................................................. 10

IV.2 ANáLISIS DE INUNDACIONES HISTóRICAS .............................................................. 11

IV.3 ESTIMACIÓN DE LA INFILTRACIÓN Y OTRAS PÉRDIDAS .................................... 15

IV.3.1 Coeficiente de escurrimiento ............................................................................................. 15

IV.4 ANÁLISIS DE PRECIPITACIONES ................................................................................ 17

IV.5 ANÁLISIS DE ESCURRIMIENTOS SUPERFICIALES ................................................. 24

IV.5.1 Gastos medios. Registro. ................................................................................................... 24

IV.6 SIMULTANEIDAD DE EVENTOS HIDROLÓGICOS ................................................... 29

IV.7 INUNDABILIDAD NACIONAL ...................................................................................... 39

IV.7.1 Metodología del índice de inundación ............................................................................... 39

IV.7.2 Aplicación de la metodología al territorio mexicano. ........................................................ 42

IV.7.3 Metodo del número de curva ............................................................................................. 43

IV.8 MODELACIÓN MATEMÁTICA ..................................................................................... 46

IV.8.1 Modelo digital del terreno.................................................................................................. 46

IV.8.2 CALIBRACIÓN DEL MODELO ..................................................................................... 47

IV.8.3 Periodo de retorno 2 años .................................................................................................. 48

IV.9 SEVERIDAD ........................................................................................................................ 53

IV.9.1 Tipos de inundación ........................................................................................................... 54

IV.9.2 Mapas de severidad ............................................................................................................ 59

IV.10.1 Evaluación hidráulica de una medida estructural .......................................................... 65

IV.11 CONCLUSIONES .............................................................................................................. 67

BIBLIOGRAFIA. ......................................................................................................................... 71

RECONOCIMIENTOS ................................................................................................................ 72



II I. OCRB: YAUTEPEC

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. 1Organismo de Cuenca Balsas, 2009. Fuente CONAGUA .................................... 6

Figura 1. 2 Tipo de suelos existentes en la Región Hidrológica número 18 Balsas

(Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales) ........................................................ 7

Figura IV.1. 1 Mapa de áreas inundables del municipio de Yautepec dentro de la cuenca

del río Yautepec. ..................................................................................................................... 9

Figura IV.2. 1 Ubicación de estaciones climatológicas y eventos hidrometeorológicos .... 12

Figura IV.2. 2 Búsqueda de eventos hidrometeorológicos sobre la cuenca de interés........ 12

Figura IV.2. 3 Lluvia registrada por la estación automática Tepoztlan .............................. 14

Figura IV.3. 1 Usos de suelo de la cuenca de Yautepec. Fuente: SIATL ............................ 15

Figura IV.3. 2 Relación entre el coeficiente de escurrimiento y la lluvia anual ................. 16

Figura IV.4. 1 Ubicación de estaciones climatológicas y eventos hidrometeorológicos .... 17

Figura IV.5. 1Figura 5.1 Localización de estaciones hidrométricas ................................... 24

Figura IV.6. 1 Hietrogramas de lluvia efectiva para cada estación pluviométrica, Tr 2 años

.............................................................................................................................................. 35


.............................................................................................................................................. 35


.............................................................................................................................................. 36


.............................................................................................................................................. 36

Figura IV.6. 5 Hietrogramas de lluvia efectiva para cada estación pluviométrica, Tr 100

años ....................................................................................................................................... 37

Figura IV.6. 6 Polígonos de Thiessen de las nueve estaciones de la cuenca de estudio,

Yautepec ............................................................................................................................... 37

Figura IV.6. 7 Hietrogramas de lluvia total para determinar la lluvia efectiva .................... 38

Figura IV.7. 1 Metología para la obtención de escenarios con el método del Índice de

Inundación ............................................................................................................................ 39

Figura IV.7. 2 Fuentes para poder realizar calibraciones confiables: a) modelación

matemática, b) imagen de radar, c) imagen satelital, d) fotografía aérea. ............................ 41

Figura IV.8. 1 Hidrograma resultante para el Tr 100 años en la cuenca de Yautepec ......... 47

Figura IV.8. 2 Mapa de profundidades máximas para el periodo de retorno de 2 años ....... 48

Figura IV.8. 3 Mapa de velocidades máximas para el periodo de retorno de 2 años ........... 48

Figura IV.8. 4 Mapa de profundidades máximas para el periodo de retorno de 5 años ....... 49

Figura IV.8. 5 Mapa de velocidades máximas para el periodo de retorno de 5 años ........... 49

Figura IV.8. 6 Mapa de profundidades máximas para el periodo de retorno de 10 años ..... 50

Figura IV.8. 7 Mapa de velocidades máximas para el periodo de retorno de 10 años ......... 50

Figura IV.8. 8 Mapa de profundidades máximas para el periodo de retorno de 50 años ..... 51

Figura IV.8. 9 Mapa de velocidades máximas para el periodo de retorno de 50 años ......... 51

Figura IV.8. 10 Mapa de profundidades máximas para el periodo de retorno de 100 años . 52



III I. OCRB: YAUTEPEC

Figura IV.8. 11 Mapa de velocidades máximas para el periodo de retorno de 100 años ..... 52

Figura IV.9. 1 Inundaciones debido a fenómenos naturales extremos. ............................... 54

Figura IV.9. 2 Tipos de Inundación ...................................................................................... 54

Figura IV.9. 3 Dieferentes niveles de vulnerabilidad en viviendas ...................................... 55

Figura IV.9. 4 Zonas urbanas de la cuenca de estudio en cartas topográficas ..................... 56

Figura IV.9. 5 Información vectorial de localidades amanzanadas y números exteriores ... 57

Figura IV.9. 6 Función de vulnerabilidad para casa tipo I ................................................... 57

Figura IV.9. 7 Función de vulnerabilidad para casa tipo II .................................................. 58

Figura IV.9. 8 Función de vulnerabilidad para casa tipo III................................................. 58

Figura IV.9. 9 Función de vulnerabilidad para casa tipo IV ................................................ 58

Figura IV.9. 10 Función de vulnerabilidad para casa tipo V ................................................ 59

Figura IV.9. 11 Gráfica que relaciona niveles de peligro en función de la profundidad y la

velocidad en el caso de estudio de Dorrigo. (Flood hazard ~ velocity and depth. Bellingen

Shire Council - Dorrigo Flood Study -) ................................................................................ 60

Figura IV.9. 12 Severidad para un Tr de 2 años ................................................................... 61

Figura IV.9. 13 Severidad para un Tr de 5 años ................................................................... 61

Figura IV.9. 14 Severidad para un Tr de 10 años ................................................................. 62

Figura IV.9. 15 Severidad para un Tr de 50 años ................................................................. 62

Figura IV.9. 16 Severidad para un Tr de 100 años ............................................................... 63

Figura IV.10. 1 Resultados de Riesgo por vivienda ............................................................. 65



IV I. OCRB: YAUTEPEC

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla IV.1. 1 Imágenes disponibles de la Cuenca de Yautepec ....................................... 10

Tabla IV.2. 1 Láminas de precipitación diaria ................................................................ 13

Tabla IV.2. 2 Escurrimientos medios diarios .................................................................. 13

Tabla IV.3. 1 Valor de K para parámetros fisiográficos y de tipo de suelo ..................... 15

Tabla IV.4. 1 Porcentaje de datos disponibles por año de las estaciones climatológicas 18

Tabla IV.4. 2 Estaciones Pluviometricas utilizadas para la generación de Hietogramas . 19

Tabla IV.4. 3 Valores de precipitación de 24 h ajustados a la función de probabilidad

Doble Gumbel, para cada una de las estaciones climatológicas estudiadas en la

cuenca de Yautepec, Mor. ........................................................................................... 19

Tabla IV.4. 4 Tabla de Chen para calcular porcentajes de lluvia correspondientes a las

barras de un hietograma .............................................................................................. 20

Tabla IV.4. 5 Hietrograma en intervalos de una hora de la Estación 17051 usando el

criterio de Chen ........................................................................................................... 20


criterio de Chen ........................................................................................................... 20


criterio de Chen ........................................................................................................... 21


criterio de Chen ........................................................................................................... 21


criterio de Chen ........................................................................................................... 21


criterio de Chen ........................................................................................................... 22


criterio de Chen ........................................................................................................... 22


criterio de Chen ........................................................................................................... 22


criterio de Chen ........................................................................................................... 23

Tabla IV.5. 1 Estación Hidrométrica Yautepec ................................................................ 24

Tabla IV.5. 2 Máximos promedios anuales de la estación 18193 .................................... 25



V I. OCRB: YAUTEPEC

Tabla IV.6. 1 Ejemplo de proceso de generación de datos de lluvia de la estación virtual

30

Tabla IV.6. 2 Ejemplo de cálculo del factor de simultaneidad ......................................... 31

Tabla IV.6. 3 Valores de precipitación máxima anual de las nueve estaciones estudiadas

y valores de precipitación de la estación virtual, en la cuenca de Yautepec. .............. 32

Tabla IV.6. 4 Cálculo del factor de simultaneidad de las estaciones climatológicas en la

cuenca de Yautepec ..................................................................................................... 33

Tabla IV.6. 5 Datos de Lluvia efectiva por hora para cada una de las Estaciones

Pluviometricas y distintos periodos de retorno. .......................................................... 34

Tabla IV.6. 6 Valores de lámina de lluvia por cada hora que conforman a los hietogramas

de precipitación total en la cuenca Yautepec .............................................................. 38

Tabla IV.7. 1 Clasificación del tipo de suelo de acuerdo a su potencial de escurrimiento.

43

Tabla IV.7. 2 Número de curva (CN) para estimar el escurrimiento bajo diferentes

complejos suelo - cobertura y manejo ......................................................................... 44

Tabla IV.8. 1 Tamaño de celda para los estudios ............................................................. 47

Tabla IV.9. 1 Escala de colores considerados para el análisis de la severidad (índice

peligro por inundaciones) ............................................................................................ 60

Tabla IV.10. 1 Porcentajes de número de viendas afectadas respecto a su total (5,802)

para 100 años de periodo de retorno (se tienen 44,713 viviendas registradas) ........... 64

ESTUDIO DE INUNDACIONES FLUVIALES Y MAPAS DE PELIGRO PARA EL ATLAS NACIONAL DE RIESGOS POR INUNDACIONES. CONVENIO CNA-SGT-GASIR-04/2013

6 I. OCRB: YAUTEPEC

INTRODUCCIÓN

La región IV (Organismo de Cuenca Balsas) está conformada por dos grandes provincias fisiográficas, la

sierra madre del sur y el eje neovolcánico, cuya evolución, a través de los tiempos geológicos, dio lugar a una

amplia variedad de características orográficas, climáticas e hidrológicas.

Esto propició la formación y desarrollo de suelos de distintas propiedades en una diferenciada gama de

aptitudes y vocaciones, que a su vez han permitido una rica diversidad de flora y fauna. la región hidrológico-

administrativa balsas comprende parcial o totalmente la superficie de ocho entidades federativas.

La región administrativa IV Balsas está constituida por la Región Hidrológica Nº 18. Tiene una superficie

hidrológica de 117 305 km2, distribuidos en tres subregiones de la siguiente manera: Alto Balsas 50 464 km

2,

Medio Balsas 31 887 km2 y Bajo Balsas 34 954 km

2.

Figura 1. 1 Organismo de Cuenca Balsas, 2009. Fuente CONAGUA

El área de la subcuenca (subcuenca R. Yautepec) se localiza en el municipio de Yautepec de Zaragoza,

ubicado al norte del Estado de Morelos, en las coordenadas 18° 58’ latitud norte y 99° longitud oeste, como

límites geográficos se encuentra, el Distrito Federal y el municipio de Chalco de Diaz Covarrubias al norte,

Puebla al este y sur, Iguala de la Independencia al oeste y sur, al oeste con Toluca de Lerdo.

La región IV Balsas cuenta tan solo con una pequeña porción de costas del Océano Pacífico, sin embargo no

escapa a fenómenos naturales como ciclones y huracanes con sus bien conocidos efectos, pero en extremo

opuesto también es una zona proclive a sequías en zonas del alto y bajo balsas. La precipitación media anual

es de 991.0 mm.

En la región hidrografica No 18 se han identificado 17 subtipos de suelos, predominando el Litosol con

el 25.20% de la superficie total de la cuenca, 23.08% lo ocupan los suelos Regosoles, el 10.93% son

Feozem, 7.89% de Andosol, 6.86% Luvisol y 6.32% de Cambisol, estos suelos representan el 80.27% del

total del territorio de la cuenca. Las zonas urbanas apenas ocupan el 0.14% y los cuerpos de agua el 0.92%. El

resto de la cuenca está ocupado por otro tipo de suelos.


7 I. OCRB: YAUTEPEC

Figura 1. 2 Tipo de suelos existentes en la Región Hidrológica número 18 Balsas (Secretaria

del Medio Ambiente y Recursos Naturales)


8 I. OCRB: YAUTEPEC

IV.1 ADQUISICIÓN Y ANÁLISIS DE IMÁGENES DE

SATÉLITE

IV.1.1 Zona de estudio

El río Yautepec, nace en Itzamatitlán en el manantial Poza Azul (volcán Popocatépetl) y se une con el río

Amacuzac en el estado de Morelos. La subcuenca del río Yautepec es parte de la cuenca hidrológica del río

Balsas No.18 (Alto Balsas). El Alto Balsas abarca una superficie de 50,409 km2, esto es, el 35% de la cuenca

del Río Balsas y el 68% de la población con 333 municipios. La subcuenca del río Yautepec (tributaria del

Balsas) tiene una superficie de 1,534.43 km2 que abarca de la parte sureste del Estado de México y el extremo

sur del Distrito Federal incluyendo cinco municipios del norte de Morelos (Tlalnepantla, Tepoztlán,

Tlayacapan, Totolapan y Atlatlahucan) (Prospectiva y Actualidad Analítica, 2012).

Lugo (1985 y 1986 en INE, 2013) mencionan que la cuenca del río Balsas es una depresión que se encuentra

en una zona de convergencia entre las placas de Cocos y Americana, en una Costa de colisión continental,

enmarcada por dos rasgos estructurales de primer orden: una trinchera oceánica (La Trinchera

mesoamericana: fosas de Petacalco y Acapulco) y dos sistemas de cadenas montañosas continentales (La Faja

volcánica trasmexicana y La Sierra Madre del Sur). Lo anterior dio lugar a la amplia variedad de

características fisiográficas, geológicas, topográficas y climáticas que hoy integran la cuenca del río Balsas, lo

que además hace de esta región un sitio tectónicamente activo y altamente dinámico.

"En la subcuenca del río Yautepec, se ubica en la formación de la Faja volcánica transmexicana, integrándose

predominantemente por calizas, esquistos y areniscas del Cretácico inferior, las cuales estuvieron sujetas a

levantamientos por plegamientos y a grandes fracturas por donde se colaron materiales ígneos, que a fines del

Mesozoico y principios del Cenozoico, cubrieron una ancha faja modificando profundamente el relieve. Esta

inmensa estructura fisiográfica presenta una gran continuidad orográfica, puertos muy elevados y parteaguas

ininterrumpidos, lo que terminó por convertirla en un límite climático y biogeográfico para la flora y la fauna

de México" (INE, 2013). El sistema montañoso forma parte de los Lagos y Volcanes de Anáhuac, en especial

los de piedemonte meridionales de la sierra de Chichinautzin, los cuales dan lugar a una fisiografía de valles y

sierras de origen sedimentario.

Los suelos en la subcuenca del río Yautepec son andosoles, Litosoles, y Regosoles, de carácter volcánico, así

como cenizas y arcillas, con mezclas de materia orgánica, lo que los hace ricos en minerales y vegetación. Los

tipo de suelo Castañozem, Feozem, Regosoles y Rendzina, presentan una alta cantidad de cal, lo que hace

suelos permeables y de composición homogénea (Prospectiva y Actualidad Analítica, 2012).

La hidrología muestra 80% de escurrimientos intermitentes, los cuales son significativamente importantes en

época de lluvias ya que debido al tipo de suelos que son altamente facilitan la filtración de agua generando

una cuenca exorreica, con salida natural al sur (Guerrero).

El clima predominante en la parte alta de la subcuenca es frío a semifrío subhúmedo, con temperatura de 2 a

12°C, en la parte central y sur el clima es templado subhúmedo con una temperatura de 12° a 18°C. En el

centro de la subcuenca una gran extensión tiende a un clima Cálido subhúmedo con temperatura mayor a los

22°C. Las lluvias se presentan de junio a septiembre, con una precipitación media anual de 897 mm, con

mínima de 499 mm y máxima de 1,647 mm, y una evaporación anual de 1,716 mm.

La vegetación de la parte norte de la cuenca se compone de bosques de coníferas y encinos y en la parte

centro-sur pertenece a bosque tropical caducifolio. El uso de suelo incluye bosque de pino-encino, oyamel,


9 I. OCRB: YAUTEPEC

pradera de alta montaña, matorral desértico y pastizales, agricultura de riego y de temporal; así cómo selva

baja caducifolia, en la parte intermedia se localizan varios asentamientos humanos. La agricultura de temporal

con cultivos anuales en la parte Noreste y centro y al centro y sur agricultura de riego. Esta actividad se asocia

a una deforestación dl 60% para crear zonas agrícolas y urbanas. El Distrito de Riego 16 Edo Morelos se

implemento para producir cultivos de consumo básico, sin embargo cambio su labor a la producción de

materias primas agroindustriales (caña de azúcar, ajonjolí, sorgo, etc.), cultivos perennes (limón, mango, y

otros frutales) y hortalizas, lo que ha venido a incrementar los consumos de agua (INE, 2013; Prospectiva y

Actualidad Analítica, 2012).

Geomorfológicamente, el río Balsas se ha ido modificando como resultado de la infraestructura hidráulica

instalada (presas). El INE (2013) reconoce dos procesos antes y después de las presas; una fase constructiva

de carácter progradante, dominada por acarreos fluviales, y una fase regresiva controlada por eventos marinos

y caracterizada por intensos y dramáticos procesos erosivos en el delta. Asimismo, se señala que los efectos

en el sistema fluvial han impactado todos los ecosistemas del sistema hidrológico, en especialmente su delta.

El Gobierno del estado (Adame Castillo, 2013) creó en el periodo 2006-2012, el Comité de Cuenca del Río

Yautepec aplicando modelos de gestión integral de manera que se diera prioridad a la protección de centros de

población y de producción ya que uno de los riesgos ambientales de mayor importancia es el

hidrometeorológico con inundaciones cada año, dañando viviendas, infraestructura y sembradíos (Fig. 1.3).

Algunas inundaciones se caracterizan por llevar un flujo de sedimentos considerable. Las inundaciones se

asocian principalmente a lluvias extremas y/o desborde de ríos.

Figura IV.1. 1 Mapa de áreas inundables del municipio de Yautepec dentro de la cuenca del río

Yautepec.

Fuente: Prospectiva y Actualidad Analítica (2012)


10 I. OCRB: YAUTEPEC

IV.1.2 Datos

La información raster (tabla 1.1) consistió en la búsqueda de imágenes Landsat y se dio prioridad en la

compra de imágenes debido a lo poblado de la zona, lo cual dificulta el seguimiento de los ríos. Las imágenes

que se adquirieron fueron RapidEye (ver Anexo), las cuales cuentan con una resolución espacial de 5m,

cubriendo el visible e infrarrojo cercano.

Tabla IV.1. 1 Imágenes disponibles de la Cuenca de Yautepec

Raster Fecha Columna/Fila

Ortofotos Ver INEGI

RapidEye 2010- febrero 05 y 22 1447714, 1447715, 1447814,

1447815, 1447816, 1447914,

1447914

Landsat 5 TM 2000/080 26/47

Landsat 7 (ETM+) 2003/025 26/47

Landsat 8 (ETM+) 2013/108 26/47

Fecha: AÑO/DOY (Day of Year, día del año)



IV.2 ANÁLISIS DE INUNDACIONES HISTÓRICAS

En Morelos transitan los ríos Amacuzac, Apatlaco, Chalma, Cuautla, Tembembe y Yautepec, todos

constituyen la cuenca del río Amacuzac. El río de mayor peligrosidad es el Río Yautepec , según palabras

dichas por el entonces Director General del Organismo de Cuenca Balsas, Juan Carlos Valencia Vargas, en la

conferencia de prensa que se dio en la “Inauguración de Obras de Protección a Centros de Población”,

realizada el 16 de agosto de 2012 en Yautepec, Morelos.

En los ríos de Morelos se tienen identificadas 18 zonas con alto riesgo de inundación, de estas 18, nueve están

ubicadas en la Cuenca del Río Yautepec. Esto pone en riesgo a más de 20 mil personas en esta zona. Esto se

debe a dos causas fundamentales: la primera, la cuenca del Río Yautepec es como un cono, todo lo que llueve

en la parte alta del estado de Morelos escurre a la zona metropolitana de Yautepec, la segunda, al río

Yautepec descargan dos barrancas, la Tepeji y la Nexpa, y toda esta agua viene a descargar en esta zona de la

ciudad, por un lado; por otro lado, la Barranca Apanquetzalco, que vienen desde Tepoztlán, descarga

justamente ahí, que trae arrastrando toda el agua que carga desde la parte alta. Ticumán es otra zona urbana

que se encuentra en la margen derecha del el Río Yautepec, es una zona donde el río desborda, se mete al

pueblo y lo inunda casi cada año.

Para analizar las inundaciones históricas en la cuenca del Río Yautepec y la del Río Apatlaco se cuenta con

datos de lluvia diaria de 28 estaciones climatológicas, 1 del Distrito Federal, 5 del Estado de México y 22 del

Estado de Morelos, una Estación Automática (EMA´S) Tepoztlan del Servico Meteorológico Nacional

(CONAGUA), datos de escurrimientos medios diarios de 12 estaciones hidrométricas ubicadas todas en el

Estado de Morelos y datos de Huracanes del National Hurricane Center de los Estados Unidos de América.

Todas estas estaciones se muestran en la Figura 2.1.

Primeramente se buscaron huracanes que pudieron haber influido sobre la zona de estudio que se encuentra

ubicada en las coordenadas 99.38°–98.62° Longitud (W) y 19.23°–18.54° Latitud (N), en la Figura 2.2 se

muestran los resultados de la búsqueda. En la figura se identifica el tipo de fenómeno mediante etiquetas de

colores:

D.T. (Depresión Tropical)

T.T. (Tormenta Tropical)

H1 a H5 (Huracán en categorías 1 a 5)

De acuerdo a los resultados se encontró que sólo un huracán (Tormenta Tropical) se ubico dentro de las

coordenadas de la zona de estudio. El huracán tiene el nombre de Cosme y sucedió el 22 de junio de 1989. Se

muestra en la Figura 2.1.



Figura IV.2. 1 Ubicación de estaciones climatológicas y eventos hidrometeorológicos

Figura IV.2. 2 Búsqueda de eventos hidrometeorológicos sobre la cuenca de interés

15060

17012

17051

15252

18302

1817518193

18197

1819918200

18203

18204

1829318298

1830018301

9051

15103

17001

17010

17013

17018

17024

17031

17033

17039

17049

17050

17066

17071

17075

17078

17043

9022

9045

15007

15015

15039

15080

17003

17004

17005

17014

17016

17017

17025

17026

17037

17041

17042

17043

18264

1826918270 18406

18085

18089

18219

18271

18272

18323

18557

26324

90029067

15168

15173

15222

15352

15354

17002

17006

17009

17022

17032

17044

17047

17058

17069

1707017072

17074

1707517076

17077

17079

17097

17100

18223

TEPOZTLAN

COSME22-6-89TT

0

5

10

20

(km)



Los registros de lluvia diaria de las 28 estaciones climatológicas se obtuvieron de la base de datos

denominada CLICOM (Clima Computarizado del Servicio Meteorológico Nacional) los cuales se organizaron

de tal forma que se puede identificar la fecha y la lámina de lluvia acumulada para cada estación. En la Tabla

2.1 se muestran los registros de las estaciones climatológicas 10 días antes y 9 días después de la fecha que se

dio la Tormenta Tropical Cosme.

Tabla IV.2. 1 Láminas de precipitación diaria

En la Tabla 2.1 se observa que las estaciones climatológicas no registraron un aumento significativo en sus

lecturas debido a la Tormenta Tropical.

Tabla IV.2. 2 Escurrimientos medios diarios

Los registros de gastos medios diarios de las 12 estaciones hidrométricas se obtuvieron de la base de datos

denominada BANDAS (Banco Nacional de Datos de Aguas Superficiales) del IMTA, los cuales se

organizaron de tal forma que se puede identificar la fecha y los gastos medios para cada estación. En la Tabla

Año Mes Día 17018 15173 17072 17026 17042 17077 17014 17002 17004 17037 15039 15103 15060 15252 9051 17050 17066 17051 17001 17012 17071 17024 17049 17039 17013 17031 17033 17075

1989 JUN 12 0 52 -99999 6.8 0 0 0 0.4 0.6 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 0 0 0 0 3.1 -99999 2 0 15 0

1989 JUN 13 17.6 62 -99999 0 19.3 11 7.5 25.3 16.5 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 0 0 2.5 8 5 -99999 8.5 1.5 50.5 24

1989 JUN 14 0 0 -99999 19.3 0 0 0 0 0 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 0 0 0 0 9 -99999 0 15 24 0

1989 JUN 15 4.2 6.5 -99999 0 2.6 6 15 8.8 9.5 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 20.5 0 2 10.2 1 -99999 1.5 0 19 5

1989 JUN 16 0.4 0 -99999 2.6 0 2 2 0 0 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 0 3 0 1.5 0 -99999 0 2 0 0

1989 JUN 17 2.1 9.6 -99999 0 7.8 3 1.5 11 8 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 5 12 0 1 1.7 -99999 1 0 11.5 10

1989 JUN 18 1.2 3.3 -99999 7.8 0.6 1 10 9.4 9 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 0 0 27.5 9.3 19 -99999 3 1 0 0

1989 JUN 19 0 0 -99999 0.6 0 1 0 0 0 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 0.2 7 0 0 1.7 -99999 0 0 0 0

1989 JUN 20 0 0 -99999 0 0 0 0 0 0 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 0 8 0 0 1.3 -99999 0 0 0 0

1989 JUN 21 23.4 54.6 -99999 0 24 24 20 37.8 0 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 0 20 14 22 1.9 -99999 83 0 30 22

1989 JUN 22 0.4 21 -99999 24 2.4 0 2 11.3 33.8 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 18.5 12 4 5.6 23 -99999 20.1 9 0 1

1989 JUN 23 15.3 21 -99999 2.4 0 0 0 0 27.5 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 0 7 0 0 2.4 -99999 1.2 0 0 0

1989 JUN 24 42.6 8 -99999 12.6 1.3 2.5 0 20 5.7 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 2 32 18 0 2 -99999 13 0 18 1.5

1989 JUN 25 0 -99999 -99999 1.3 50.5 17 6 0 24.6 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 4 6 0 2 20 -99999 4.5 13.5 16.8 7.8

1989 JUN 26 2.7 -99999 -99999 51.3 0.4 1 0 1.4 0 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 3 18 1 0 0 -99999 8 25 0 0

1989 JUN 27 11.7 -99999 -99999 0.4 1 0 1 1.4 3.1 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 10.5 48 37 1 2 -99999 53 14 0 0

1989 JUN 28 11.5 -99999 -99999 1 3.4 4.8 0 0 1.8 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 25 10 0 0 20 -99999 13.6 1 42 16.6

1989 JUN 29 0 11.2 -99999 3.4 14 12.3 5 6.4 4.4 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 30 12 4 0 25 -99999 13.6 10.2 63 17

1989 JUN 30 0 97 -99999 14 12.6 13 6 40.5 8.5 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 20.2 20 21 9.5 20 -99999 19.2 9.8 25 42

1989 JUL 1 34.8 -99999 -99999 10.5 10.5 9 7 18.7 11 -99999 -99999 -99999 -99999 -99999 5 35 17 14 25 -99999 2.9 32 25 22.5

AÑO MES DÍA 18193 18223 18406 18175 18197 18199 18200 18302 18264 18269 18270 18323

1988 JUN 12 -99999 0.0508 6.0869 -99999 0.665 -99999 0.4745 0.6275 0.0069 1.5563 0.1205

1988 JUN 13 -99999 0.0442 6.0828 -99999 0.6641 -99999 0.4768 0.938 0.003 1.5151 0.1176

1988 JUN 14 -99999 0.0416 6.0563 -99999 0.669 -99999 0.4788 1.0096 0.0036 1.4757 0.1199

1988 JUN 15 -99999 0.039 6.0908 -99999 0.6743 -99999 0.5138 0.8822 0.0172 1.7611 0.1275

1988 JUN 16 -99999 0.0356 6.1609 -99999 0.6786 -99999 0.5432 0.9922 0.045 1.3465 0.1273

1988 JUN 17 -99999 0.2338 6.2435 -99999 0.675 -99999 0.5711 1.8954 0.0898 1.2577 0.1288

1988 JUN 18 -99999 10.13 6.2823 -99999 0.6576 -99999 0.6077 8.6483 0.5187 1.0612 0.1585

1988 JUN 19 -99999 12.921 6.3158 -99999 0.648 -99999 0.627 3.3959 1.067 0.8658 0.2085

1988 JUN 20 -99999 1.7997 6.3493 -99999 0.6404 -99999 0.6213 3.3841 1.6511 1.0198 0.2229

1988 JUN 21 -99999 0.3819 6.3603 -99999 0.6328 -99999 0.615 1.028 0.6173 1.6682 0.1944

1988 JUN 22 -99999 1.038 6.2896 -99999 0.625 -99999 0.6087 0.4589 0.5201 1.483 0.1867

1988 JUN 23 -99999 0.551 6.279 -99999 0.604 -99999 0.6073 3.2504 1.0267 1.8418 0.3328

1988 JUN 24 -99999 7.7548 6.2766 -99999 0.604 -99999 0.6269 8.6909 0.9936 1.8701 0.5291

1988 JUN 25 -99999 7.7243 6.1374 -99999 0.6166 -99999 0.6439 14.607 1.7909 1.849 0.6378

1988 JUN 26 -99999 3.802 6.358 -99999 0.632 -99999 0.6396 14.439 5.5958 1.825 1.2486

1988 JUN 27 -99999 4.585 6.3667 -99999 0.6504 -99999 0.6328 14.697 5.2041 1.7895 0.9217

1988 JUN 28 -99999 5.3386 6.2439 -99999 0.6539 -99999 0.626 4.5571 1.0149 1.543 0.1878

1988 JUN 29 -99999 20.901 6.225 -99999 0.6409 -99999 0.6192 19.953 4.2141 1.6068 1.9746

1988 JUN 30 -99999 61.365 6.3628 -99999 0.6292 -99999 0.6139 49.122 13.326 1.7439 4.0492

1988 JUL 1 -99999 21.772 6.4644 -99999 0.632 -99999 0.6151 89.359 51.371 1.9967 9.4708

1988 JUL 2 -99999 24.14 6.5588 -99999 0.6369 -99999 0.6171 20.596 10.895 1.6905 3.3472



2.2 se muestran los registros de las estaciones hidrométricas 10 días antes y 10 días después de la fecha que se

dio la Tormenta Tropical Cosme.

En la Tabla 2.2 se observa que las estaciones hidrométricas no registraron un aumento significativo en sus

lecturas debido a la Tormenta Tropical.

En la madrugada del 25 de agosto de 2010 en el municipio de Yautepec se inundaron 15 colonias a causa la

crecida histórica del Río Yautepec debido a la lluvia, hubo solo en ese municipio alrededor de 1000

damnificados. Debido a esta lluvia también se vieron afectados los municipios de Tlatizapán y

Tlaquiltenango. Este evento quedo registrado en la estación automática Tepoztlan del Meteorologico

Nacional, como se muestra en la Figura 2.3.

Figura IV.2. 3 Lluvia registrada por la estación automática Tepoztlan

En la Figura 2.3 se ve que llovieron 66.5mm en 3.67 horas eso sólo en la zona en que se encuentra la estación

automática.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

01

:50

:00

02

:00

:00

02

:10

:00

02

:20

:00

02

:30

:00

02

:40

:00

02

:50

:00

03

:00

:00

03

:10

:00

03

:20

:00

03

:30

:00

03

:40

:00

03

:50

:00

04

:00

:00

04

:10

:00

04

:20

:00

04

:30

:00

04

:40

:00

04

:50

:00

05

:00

:00

05

:10

:00

05

:20

:00

05

:30

:00

Lám

ina (

mm

)

Tiempo (hh:mm:ss)

EMA TEPOZTLAN 25/08/2010



IV.3 ESTIMACIÓN DE LA INFILTRACIÓN Y OTRAS

PÉRDIDAS

IV.3.1 Coeficiente de escurrimiento

Para conocer el volumen de escurrimiento superficial que entra a una cuenca, se debe calcular el coeficiente

de escurrimiento. Para ello, el INEGI (1993) propone un método que toma en cuenta la permeabilidad de

rocas y suelos, la densidad de la cubierta vegetal y la variación espacial de la lluvia.

Según el método usado, la intersección de la permeabilidad de los suelos y la densidad de la cubierta vegetal,

da un valor de K (Tabla 3.1). Este valor se lleva a la gráfica para determinar el coeficiente de escurrimiento

que se obtiene de la intersección del valor de K con la precipitación media anual previamente calculada para

la cuenca en estudio. En este caso, la lluvia media anual es de 991 mm.

En la figura 3.1 se presentan los diferentes usos de suelo y vegetación de la zona de estudio, a partir del

Simulador de Flujos de Agua de Cuencas Hidrográficas (SIATL), desarrollado por INEGI.

Figura IV.3. 1 Usos de suelo de la cuenca de Yautepec. Fuente: SIATL

Tabla IV.3. 1 Valor de K para parámetros fisiográficos y de tipo de suelo



Figura IV.3. 2 Relación entre el coeficiente de escurrimiento y la lluvia anual

A partir de la figura 3.2,conociendo el valor de K y de la precipitación media anual se estima el valor del

coeficiente de escurrimiento de la cuencas.

Se pueden obtener varios coeficientes de escurrimiento para una cuenca, dependiendo si tiene áreas de

montañas o valles, lo que produce un coeficiente de escurrimiento mínimo (valle) y uno máximo (sierra). Para

ello aplica la fórmula:

C = [( As Cs ) + ( Av Cv ) ] / Ac

donde:

C, coeficiente de escurrimiento promedio del área analizada (%)

As, área de sierras (km2)

Cs, coeficiente de escurrimiento de sierras (%)

Av, área de valles (km2)

Cv, coeficiente de escurrimiento de valles (%)

En esta cuenca se obtuvo un coeficiente de escurrimiento de 0.17.



IV.4 ANÁLISIS DE PRECIPITACIONES

En este subcapítulo se describen los procedimientos empleados para obtener hietogramas de precipitación

asociados a distintos periodos de retorno, a partir del análisis de las lluvias diarias registradas en las

estaciones climatológicas ubicadas dentro de la cuenca del Río Yautepec.

Como punto de inicio se procede a identificar las estaciones climatológicas (de color rojo) existentes dentro

de la zona de estudio, las cuales se muestran en la Figura 4.1. Identificadas las estaciones se investiga la

existencia de datos de lluvias diarias registradas por éstas en la base de datos CLICOM. En la Tabla 4.1 se

muestran las estaciones con el porcentaje de datos que tienen por año. Para que la calidad del análisis se alta

se consideran las estaciones con un porcentaje de datos por año entre 90 y 100 por ciento. En la Tabla 4.1 los

años dentro de este intervalo están sombreados.

Figura IV.4. 1 Ubicación de estaciones climatológicas y eventos hidrometeorológicos

En análisis sólo se consideran estaciones que se localizan al sur de la cuenca del Río Yautepec, ya que la parte

superior se analiza con escurrimientos como se verá más adelante en el subcapítulo de análisis de

escurrimientos superficiales. La Tabla 4.2 muestra las estaciones utilizadas en este análisis.

15060

17012

17051

15252

18302

1817518193

18197

1819918200

18203

18204

1829318298

1830018301

9051

15103

17001

17010

17013

17018

17024

17031

17033

17039

17049

17050

17066

17071

17075

17078

17043

9022

9045

15007

15015

15039

15080

17003

17004

17005

17014

17016

17017

17025

17026

17037

17041

17042

17043

18264

1826918270 18406

18085

18089

18219

18271

18272

18323

18557

26324

90029067

15168

15173

15222

15352

15354

17002

17006

17009

17022

17032

17044

17047

17058

17069

1707017072

17074

1707517076

17077

17079

17097

17100

18223

TEPOZTLAN

COSME22-6-89TT

0

5

10

20

(km)



Tabla IV.4. 1 Porcentaje de datos disponibles por año de las estaciones climatológicas

17018 17013 17026 17031 17033 17075 17042 17002 17024 17014 17004 17077 9051 15103 15039 15252 17001 17012 17039 17049 17050 17051 17066 15060 17071 17037 17072 15173

% datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos % datos

1939 93.97

1940 99.73 100.00

1941 99.45 100.00

1942 15.62 100.00

1943 0.00 100.00

1944 90.98 0.00 100.00

1945 90.68 0.00 97.81

1946 100.00 83.29 98.63

1947 100.00 97.26 99.73

1948 80.60 99.45 99.73

1949 66.03 99.18 99.73

1950 100.00 99.45 98.36

1951 100.00 98.90 99.18

1952 100.00 100.00 90.16

1953 0.00 99.18 99.45

1954 33.42 0.00 98.63 99.73

1955 30.96 75.34 41.92 0.00 99.45 75.34 75.34 98.08

1956 100.00 66.67 90.44 0.00 100.00 100.00 91.80 98.09

1957 91.23 100.00 83.01 0.00 100.00 91.51 75.34 91.78 98.90

1958 100.00 99.73 66.03 100.00 100.00 99.73 100.00 100.00 100.00

1959 99.18 100.00 90.96 75.07 100.00 100.00 66.03 100.00 98.63

1960 99.18 100.00 96.99 66.94 100.00 100.00 99.73 100.00 98.36

1961 100.00 100.00 100.00 82.47 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 91.51 100.00 100.00

1962 100.00 100.00 100.00 98.08 0.00 100.00 100.00 100.00 74.79 100.00 100.00 100.00 100.00

1963 100.00 100.00 100.00 41.92 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 83.29 100.00 100.00 100.00 100.00

1964 100.00 100.00 100.00 0.00 74.59 0.00 100.00 99.73 100.00 91.53 100.00 100.00 100.00 100.00

1965 100.00 83.84 100.00 100.00 0.00 100.00 91.78 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

1966 100.00 100.00 100.00 91.51 0.00 100.00 100.00 91.78 100.00 100.00 100.00 91.51 100.00

1967 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 97.53 91.51 100.00

1968 100.00 100.00 100.00 0.00 0.00 91.80 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 91.80 100.00

1969 100.00 83.84 100.00 89.04 0.00 0.00 100.00 99.45 100.00 100.00 92.33 100.00 0.00 91.78 100.00 50.41

1970 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 99.73 100.00 100.00 100.00 83.84 91.51 83.84 8.49

1971 100.00 66.30 100.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 99.45 100.00 100.00 97.81 66.30

1972 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 99.73 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 83.06 65.57 91.53

1973 91.51 99.45 100.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 86.03 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 74.52 49.86 91.51

1974 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 98.36 91.78 100.00 100.00 100.00 100.00 75.34 99.45 100.00

1975 100.00 100.00 89.59 100.00 23.01 100.00 100.00 100.00 100.00 92.33 100.00 100.00 100.00 66.58 41.64 49.86 81.10 99.18 99.73

1976 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 96.17 100.00 98.36 100.00 100.00 100.00 99.73 66.94 100.00 100.00 100.00 100.00 8.20 91.53 0.00 96.72

1977 99.73 100.00 100.00 83.84 100.00 25.21 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 91.23 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 33.70 100.00 98.36 98.90

1978 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 99.45 100.00 99.73 100.00 100.00 100.00 25.21 100.00 100.00 99.73 0.00 0.00 0.00 91.51 91.78 98.36 100.00

1979 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 99.73 100.00 100.00 91.51 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 0.00 0.00 100.00 91.51 99.45 99.45

1980 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 92.08 100.00 100.00 83.06 100.00 100.00 82.79 0.00 0.00 0.00 41.80 99.73 72.40

1981 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 91.78 99.73 100.00 100.00 100.00 100.00 98.63 100.00 100.00 100.00 40.00 0.00 83.01 67.12 83.29 100.00 100.00

1982 100.00 98.63 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 99.73 0.00 100.00 99.45 58.90 100.00 100.00 100.00 98.90 91.78 98.36

1983 99.73 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 98.63 100.00 100.00 91.78 100.00 100.00 91.51 100.00 94.79 99.18 99.18 66.30 91.51 100.00 98.63 90.41

1984 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 66.39 100.00 100.00 66.94 100.00 100.00 91.53 100.00 0.00 88.80 100.00 0.00 100.00 98.63 99.18

1985 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 75.07 100.00 100.00 33.42 41.92 100.00 0.00 100.00 100.00 66.03

1986 100.00 98.63 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 91.51 83.01 41.37 100.00 100.00 41.64 100.00 100.00 0.00

1987 100.00 83.84 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 91.51 100.00 50.41 99.73 100.00 58.63 91.78 100.00 75.34

1988 99.73 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 91.80 99.18 100.00 58.20 16.39 100.00 100.00 100.00 74.86 91.26 74.86 49.73 41.53 72.40 50.27

1989 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 100.00 100.00 8.49 91.51 0.00 83.56 0.00 72.60

1990 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 83.29 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 0.00 100.00 0.00 30.14

1991 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 99.45 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 0.00 0.00

1992 100.00 99.73 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 100.00 100.00 66.94 100.00 0.00 100.00 0.00 0.00

1993 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 0.00 72.33

1994 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 0.00 89.32

1995 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 100.00 100.00 41.37 100.00 0.00 100.00 0.00 92.05

1996 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 91.80 23.22 0.00 41.53 8.47 100.00 100.00 99.73 100.00 100.00 0.00 100.00 0.00 85.52

1997 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 99.45 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 91.23 75.34 0.00 96.16

1998 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 91.51 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 83.29 100.00 100.00 100.00 100.00 82.19

1999 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 91.51 0.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 0.00 100.00 100.00 99.73

2000 100.00 91.53 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 74.59 0.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 50.00 100.00 0.00 100.00 99.73 99.73

2001 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 49.59 83.84 100.00 91.78 99.45 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 0.00 49.59 100.00 100.00

2002 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 8.49 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

2003 100.00 100.00 91.51 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 91.51 75.34 100.00 58.08 91.51 100.00 100.00 83.01 16.16 100.00 99.45

2004 100.00 100.00 100.00 91.53 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 16.12 100.00 0.00 100.00 100.00 100.00 91.53 83.33 100.00 57.38 100.00 100.00

2005 100.00 100.00 100.00 100.00 49.59 83.84 100.00 100.00 74.79 100.00 100.00 91.51 100.00 100.00 91.51 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 99.73

2006 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 74.79 50.41 8.22 74.79 100.00 24.66 100.00 100.00 0.00 100.00

2007 99.73 100.00 91.51 58.08 100.00 41.37 74.52 91.78 74.79 8.49 100.00 99.73

2008 8.47 8.47

Año



En la Tabla 4.2 se muestran las estaciones en la que se basa el análisis de precipitación, su clave, su nombre y

su ubicación.

Tabla IV.4. 2 Estaciones Pluviometricas utilizadas para la generación de Hietogramas

A los datos de precipitación máxima anual de 24 horas, para cada estación, se le realizó el correspondiente

ajuste de una función de probabilidad, resultando en todos los casos la función Doble Gumbel la función con

mejor ajuste, con lo cual se pudo realizar la extrapolación de los datos de lluvia de 24 horas para diferentes

periodos de retorno, que van desde el periodo de retorno (Tr) de 2 años a 1000 años. En la tabla 4.3 se

presenta el resumen de los resultados obtenidos.

Tabla IV.4. 3 Valores de precipitación de 24 h ajustados a la función de probabilidad Doble

Gumbel, para cada una de las estaciones climatológicas estudiadas en la cuenca de Yautepec, Mor.

El cálculo de los hietogramas para cada una de las estaciones fue realizado para una duración de 8 horas, con

intervalos de 1 hora para cada barra del mismo, el procedimiento que se aplicó se describe a continuación:

Una vez que se cuenta con la altura de precipitación de 24 horas para diferentes periodos de retorno, se

empleó la tabla de Chen (Tabla 4.4), la cual permite calcular el factor que indica el comportamiento

acumulado de la lluvia durante una tormenta. Para la aplicación de la tabla de Chen es necesario conocer el

porcentaje de lluvia total de 24 horas que se concentra en 1 hora, para lo cual se realizó el cálculo de las

curvas de Intensidad-duración-periodo de retorno, de donde, el porcentaje de lluvia que se concentra en 1 hora

del total de las 24 horas, es del 64%. Con este valor se ingresa a la tabla de Chen, en este caso al valor de la

columna de 0.65, la cual a su vez se debe multiplicar por el valor calculado de k.

Clave Nombre Edo. Long. (W) Latitud

17051 TOTOLAPAN E-10,TOTOLAPAN Mor. -98.917 18.983

17066 EL VIGIA, TLALNEPANTLA Mor. -98.95 19

17050 TLAYACAPAN E-11, Mor. -98.971 19

9051 TLAHUAC (XOCHIMILCO) D.F. -99 19.017

17012 OAXTEPEC, YAUTEPEC Mor. -98.967 18.9

17001 ATLATLAHUACAN, ATLATLAH. Mor. -98.9 18.933

15039 JUCHITEPEC, JUCHITEPEC Méx. -98.867 19.1

15060 NEPANTLA, TEPETLIXTLA Méx. -98.833 18.983

15103 S.PEDRO NEXAPA,AMECAMECA Méx. -98.733 19.083

Tr 17051 17066 17050 9051 17012 17001 15039 15060 15103

2 53.55 42.64 43.89 42.1 62.3 57.63 44.86 58.66 45.2

5 87.12 69.38 71 61.56 86.09 80.46 59.01 87.81 59.41

10 110.83 84.39 88.78 69.69 96.94 97.68 68.39 110.48 77.99

20 130.68 96.28 102.45 75.38 105.33 112.21 77.37 129.62 99.35

50 154.64 110.53 118.65 82.07 115.36 129.73 89.01 152.62 125.15

100 172.1 120.88 130.38 86.91 122.66 142.47 97.73 169.32 143.7

200 189.31 131.1 141.92 91.67 129.84 155.01 106.42 185.79 161.92

500 211.92 144.48 157.1 97.93 139.26 171.47 117.88 207.38 185.7

1000 221.59 149.78 163.55 99.96 141.82 178.59 126.54 216.71 196.04



Tabla IV.4. 4 Tabla de Chen para calcular porcentajes de lluvia correspondientes a las barras de un

hietograma

En las tablas 4.5 a 4.13 se presentan los hietogramas en intervalos de una hora desarrollados a partir de la

metodología descrita.

Tabla IV.4. 5 Hietrograma en intervalos de una hora de la Estación 17051 usando el criterio de

Chen


Chen

Factor para

No d(min.) d (hrs) 0.15 0.2 0.3 0.35 0.4 0.6 0.65 0.7 k=.65

1 5 0.083 0.25 0.27 0.29 0.29 0.29 0.3 0.3 0.3 0.195

2 10 0.167 0.36 0.4 0.43 0.44 0.45 0.47 0.475 0.48 0.30875

3 15 0.25 0.46 0.49 0.54 0.55 0.56 0.59 0.595 0.6 0.38675

4 30 0.5 0.67 0.7 0.74 0.755 0.77 0.8 0.805 0.81 0.52325

5 60 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.65

6 120 2 1.49 1.41 1.32 1.285 1.25 1.18 1.17 1.16 0.7605

7 240 4 2.23 1.99 1.72 1.625 1.53 1.34 1.32 1.3 0.858

8 360 6 2.81 2.44 2 1.715 1.72 1.43 1.4 1.38 0.91

9 480 8 3.32 2.81 2.23 1.86 1.86 1.49 1.46 1.43 0.949

Tabla original de Chen

Tr=2 Tr=5 Tr=10 Tr=20 Tr=50 Tr=100 Tr=200 Tr=500 Tr=1000

0 0 0 0 0 0 0 0 0

0.9639 1.56816 1.99494 2.35224 2.78352 3.0978 3.40758 3.81456 3.98862

4.01625 6.534 8.31225 9.801 11.598 12.9075 14.1983 15.894 16.6193

5.7834 9.40896 11.9696 14.1134 16.7011 18.5868 20.4455 22.8874 23.9317

32.13 52.272 66.498 78.408 92.784 103.26 113.586 127.152 132.954

4.01625 6.534 8.31225 9.801 11.598 12.9075 14.1983 15.894 16.6193

0.9639 1.56816 1.99494 2.35224 2.78352 3.0978 3.40758 3.81456 3.98862

0 0 0 0 0 0 0 0 0

47.8737 77.8853 99.082 116.828 138.248 153.857 169.243 189.456 198.101

HIETOGRAMAS PARA DIFERENTES PERODOS DE RETORNO EST 17051


0 0 0 0 0 0 0 0 0

1.19392 1.94264 2.36292 2.69584 3.09484 3.38464 3.6708 4.04544 4.19384

4.00816 6.52172 7.93266 9.05032 10.38982 11.36272 12.3234 13.58112 14.07932

4.264 6.938 8.439 9.628 11.053 12.088 13.11 14.448 14.978

17.056 27.752 33.756 38.512 44.212 48.352 52.44 57.792 59.912

4.00816 6.52172 7.93266 9.05032 10.38982 11.36272 12.3234 13.58112 14.07932

1.19392 1.94264 2.36292 2.69584 3.09484 3.38464 3.6708 4.04544 4.19384

0 0 0 0 0 0 0 0 0

31.72416 51.61872 62.78616 71.63232 82.23432 89.93472 97.5384 107.49312 111.43632

HIETOGRAMAS PARA DIFERENTES PERODOS DE RETORNO 17066




Chen

Tabla IV.4. 8 Hietrograma en intervalos de una hora de la Estación 9051 usando el criterio de Chen


Chen


0 0 0 0 0 0 0 0 0

0.768075 1.2425 1.55365 1.792875 2.076375 2.28165 2.4836 2.74925 2.862125

3.37953 5.467 6.83606 7.88865 9.13605 10.03926 10.92784 12.0967 12.59335

4.91568 7.952 9.94336 11.4744 13.2888 14.60256 15.89504 17.5952 18.3176

30.723 49.7 62.146 71.715 83.055 91.266 99.344 109.97 114.485

3.37953 5.467 6.83606 7.88865 9.13605 10.03926 10.92784 12.0967 12.59335

0.768075 1.2425 1.55365 1.792875 2.076375 2.28165 2.4836 2.74925 2.862125

0 0 0 0 0 0 0 0 0

43.93389 71.071 88.86878 102.55245 118.76865 130.51038 142.06192 157.2571 163.71355

HIETOGRAMAS PARA DIFERENTES PERODOS DE RETORNO est 17050


0 0 0 0 0 0 0 0 0

0.7578 1.10808 1.25442 1.35684 1.47726 1.56438 1.65006 1.76274 1.79928

3.1575 4.617 5.22675 5.6535 6.15525 6.51825 6.87525 7.34475 7.497

4.5468 6.64848 7.52652 8.14104 8.86356 9.38628 9.90036 10.57644 10.79568

25.26 36.936 41.814 45.228 49.242 52.146 55.002 58.758 59.976

3.1575 4.617 5.22675 5.6535 6.15525 6.51825 6.87525 7.34475 7.497

0.7578 1.10808 1.25442 1.35684 1.47726 1.56438 1.65006 1.76274 1.79928

0 0 0 0 0 0 0 0 0

37.6374 55.03464 62.30286 67.38972 73.37058 77.69754 81.95298 87.54942 89.36424



0 0 0 0 0 0 0 0 0

1.1214 1.54962 1.74492 1.89594 2.07648 2.20788 2.33712 2.50668 2.55276

4.6725 6.45675 7.2705 7.89975 8.652 9.1995 9.738 10.4445 10.6365

6.7284 9.29772 10.46952 11.37564 12.45888 13.24728 14.02272 15.04008 15.31656

37.38 51.654 58.164 63.198 69.216 73.596 77.904 83.556 85.092

4.6725 6.45675 7.2705 7.89975 8.652 9.1995 9.738 10.4445 10.6365

1.1214 1.54962 1.74492 1.89594 2.07648 2.20788 2.33712 2.50668 2.55276

0 0 0 0 0 0 0 0 0

55.6962 76.96446 86.66436 94.16502 103.13184 109.65804 116.07696 124.49844 126.78708





Chen


Chen


Chen


0 0 0 0 0 0 0 0 0

1.03734 1.44828 1.75824 2.01978 2.33514 2.56446 2.79018 3.08646 3.21462

4.32225 6.0345 7.326 8.41575 9.72975 10.68525 11.62575 12.86025 13.39425

6.22404 8.68968 10.54944 12.11868 14.01084 15.38676 16.74108 18.51876 19.28772

34.578 48.276 58.608 67.326 77.838 85.482 93.006 102.882 107.154

4.32225 6.0345 7.326 8.41575 9.72975 10.68525 11.62575 12.86025 13.39425

1.03734 1.44828 1.75824 2.01978 2.33514 2.56446 2.79018 3.08646 3.21462

0 0 0 0 0 0 0 0 0

51.52122 71.93124 87.32592 100.31574 115.97862 127.36818 138.57894 153.29418 159.65946



0 0 0 0 0 0 0 0 0

0.80748 1.06218 1.23102 1.39266 1.60218 1.75914 1.91556 2.12184 2.27772

3.3645 4.42575 5.12925 5.80275 6.67575 7.32975 7.9815 8.841 9.4905

4.84488 6.37308 7.38612 8.35596 9.61308 10.55484 11.49336 12.73104 13.66632

26.916 35.406 41.034 46.422 53.406 58.638 63.852 70.728 75.924

3.3645 4.42575 5.12925 5.80275 6.67575 7.32975 7.9815 8.841 9.4905

0.80748 1.06218 1.23102 1.39266 1.60218 1.75914 1.91556 2.12184 2.27772

0 0 0 0 0 0 0 0 0

40.10484 52.75494 61.14066 69.16878 79.57494 87.37062 95.13948 105.3847 113.12676



0 0 0 0 0 0 0 0 0

1.05588 1.58058 1.98864 2.33316 2.74716 3.04776 3.34422 3.7328 3.90078

4.3995 6.58575 8.286 9.7215 11.4465 12.699 13.93425 15.554 16.25325

6.33528 9.48348 11.93184 13.99896 16.48296 18.28656 20.06532 22.397 23.40468

35.196 52.686 66.288 77.772 91.572 101.592 111.474 124.43 130.026

4.3995 6.58575 8.286 9.7215 11.4465 12.699 13.93425 15.554 16.25325

1.05588 1.58058 1.98864 2.33316 2.74716 3.04776 3.34422 3.7328 3.90078

0 0 0 0 0 0 0 0 0

52.44204 78.50214 98.76912 115.88028 136.44228 151.3721 166.09626 185.4 193.73874





Chen


0 0 0 0 0 0 0 0 0

0.8136 1.06938 1.40382 1.7883 2.2527 2.5866 2.9146 3.3426 3.5287

3.39 4.45575 5.84925 7.45125 9.38625 10.7775 12.144 13.928 14.703

4.8816 6.41628 8.42292 10.7298 13.5162 15.5196 17.487 20.056 21.172

27.12 35.646 46.794 59.61 75.09 86.22 97.152 111.42 117.62

3.39 4.45575 5.84925 7.45125 9.38625 10.7775 12.144 13.928 14.703

0.8136 1.06938 1.40382 1.7883 2.2527 2.5866 2.9146 3.3426 3.5287

0 0 0 0 0 0 0 0 0

40.4088 53.11254 69.72306 88.8189 111.8841 128.4678 144.76 166.02 175.26




IV.5 ANÁLISIS DE ESCURRIMIENTOS

SUPERFICIALES

Para estimar mejor el funcionamiento hidráulico de la cuenca del Río Yautepec se analiza el comportamiento

de los escurrimientos registrados por la estación hidrométrica ubicadas dentro de la región de interés, con lo

cual es posible obtener los correspondientes hidrogramas asociados a distintos periodos de retorno.

5.1 Estación hidrométrica Yautepec

En la Figura 5.1 se presenta la localización de las estaciones hidrométricas ubicadas en interior de la cuenca.

La estación Hidrométrica 18193 Yautepec se encuentra justo en la salida de la cuenca, está ubicada sobre el

Río Yautepec, en el cruce del río con el ferrocarril Puente de Ixtla-Cuautla, a unos 2 km al noreste del centro

de la Población de Yautepec, en el municipio de Yautepec en el Estado de Morelos, su área drenada es 521.4

Km2, sus coordenadas: -99.05° Longitud (W) y 18.9° Latitud (N).

Figura IV.5. 1Figura 5.1 Localización de estaciones hidrométricas

IV.5.1 GASTOS MEDIOS. REGISTRO.

Tabla IV.5. 1 Estación Hidrométrica Yautepec

Clave Nombre Años

completos

% de años

completos

Año

inicio

Año

final

Coordenadas

18193

YAUTEPEC 58 85.15 1949 2006 -99.05° , 18.9°

Inicialmente se obtienen los máximos de gastos promedios diarios



Tabla IV.5. 2 Máximos promedios anuales de la estación 18193

18193

Q med. Max. Anual

Año (m3/s)

1949 6.913

1950 11.522

1951 12.756

1952 24.262

1953 8.151

1954 28.541

1955 22.929

1956 55.512

1957 18.902

1958 43.009

1959 25.295

1960 20.105

1961 57.51

1962 12.825

1963 13.331



1964 12.326

1965 12.343

1966 23.719

1967 33.567

1968 27.014

1969 21.475

1970 18.321

1971 17.882

1972 13.269

1973 37.209

1974 30.914

1975 30.597

1976 37

1977 13.821

1978 19.836

1979 24.461

1980 0

1981 23.853



1982 6.628

1983 29.965

1984 22.143

1985 34.936

1986 41.80549

1987 16.49879

1988 0

1989 0

1990 0

1991 0

1992 0

1993 0

1994 0

1995 93.92387

1996 17.8921

1997 11.52905

1998 40.3473

1999 36.06619



2000 26.58254

2001 25.38824

2002 30.63413

2003 72.99124

2004 18.64207

2005 31.89697

2006 27.30163

A estos datos se les aplica la función de probabilidad Doble Gumbel para obtener datos de diferentes periodos

de retorno.

Tabla IV.5. 3 Gastos promedio para diferentes periodos de retorno

Tr (m3/s)

2 21.59

5 36.17

10 50.45

20 62.89

50 77.68

100 88.35



IV.6 SIMULTANEIDAD DE EVENTOS HIDROLÓGICOS

Los factores de simultaneidad, son utilizados para obtener la precipitación espacial asociada a determinados

periodos de retorno, para cuencas de drenaje mayores a 1,000 km2. Se calcularán los factores de

simultaneidad, para que se disponga del conjunto de las precipitaciones o escurrimientos que están asociados

al periodo de retorno de toda la cuenca de interés. Se calculará el factor de simultaneidad para cada periodo de

retorno que corresponde a cada estación hidrométrica, para que se disponga del conjunto de los

escurrimientos que están asociados al periodo de retorno de toda la cuenca.

Asimismo, cuando no existan datos de lluvia de 24 horas para alguna fecha específica, en las estaciones de

análisis, se llevará a cabo el proceso de complementación de datos, con las estaciones vecinas a dicha

estación, para lo cual se llevará a cabo el procedimiento de interpolación de lluvias de Kriging; éste es un

proceso más complejo al promedio aritmético. En algunas ocasiones, en especial, en estaciones perimetrales

de la zona de estudio, es necesario utilizar estaciones climatológicas exteriores a la cuenca, pero en una zona

de influencia aceptable, interpolando también con el método de Kriging.

Cuando la probabilidad de ocurrencia simultánea de lluvias extraordinarias sobre la totalidad del área de una

cuenca grande, es baja, es de esperarse que los mayores escurrimientos se presenten, en un momento dado,

sobre cierta área de la misma. Para tomar en cuenta esta condición se utiliza el concepto de estación virtual.

La estación virtual, utiliza los datos de lluvia diaria (h24), de las estaciones meteorológicas de la zona de

estudio. Los valores resultantes consisten en la suma de los datos de lluvia diaria de cada estación para cada

día. Asimismo, de los 365 datos de la estación virtual, se obtiene el valor de la máxima lluvia anual. Cabe

señalar que la máxima lluvia anual virtual no necesariamente se compone de la suma de los valores de

máxima lluvia anual.

Con los datos de lluvia diaria (h24) de las nueve estaciones de la zona de estudio, se genera una estación

virtual, cuyos valores consisten en la suma de los datos de lluvia diaria de cada estación para cada día, como

se ejemplifica en la quinta columna de tabla 6.1.

Asimismo, de los 365 datos de la estación virtual se obtiene el valor de la máxima lluvia anual. Por

ejemplificar, en la sexta columna de la misma tabla 6.1 se indican en el año i, que el datos del día 3

corresponde a la máxima lluvia anual de dicha estación virtual, mientras que en el año i+1, el valor máximo

corresponde al día 363.

Cabe señalar que la máxima lluvia anual virtual no necesariamente se compone de la suma de los valores de

máxima lluvia anual de las nueve estaciones de estudio, por ejemplo, en la misma tabla 6.1, la lluvia máxima

del año i de la estación virtual se compone de las h24 del día 3 de algunas estaciones, indicados en color gris

cuando son máximos, y en algunas estaciones no son necesariamente los valores máximos de dicho año.

En el caso de que las estaciones de análisis fuesen muy cercanas entre sí, sería más probable que los valores

de h24 máximos de cada año coincidieran en el mismo día, pero entre más lejanas se encuentran las

estaciones es menos probable tal coincidencia.



Tabla IV.6. 1 Ejemplo de proceso de generación de datos de lluvia de la estación virtual

Día,

año i

Estación j ... Estación j+n Estación Virtual Lluvia máxima anual

de la Estación Virtual

1 h24 día 1,año i h24 día 1,año i Ʃh24 día 1, año i


3 h24 día 3,año i h24 día 3,año i Ʃh24 día 3, año i Ʃh24 día 3, año i

...




1 h24 día 3,año i+1 h24 día 3,año i+1 Ʃh24 día 1, año i+1



...

363 h24 día 363,año i+1 h24 día 363,año i+1 Ʃh24 día 363, año

i+1

Ʃh24 día 363, año i+1


i+1


i+1

...



Previamente se determinaron los valores de lluvia máxima para diferentes periodos de retorno en cada

estación de análisis, cuyos valores se ejemplifican en las segunda y cuarta columnas de la tabla 2.

A los datos de las lluvias máximas anuales de la estación virtual se les realiza un ajuste de funciones de

probabilidad para determinar los valores de lluvia máxima virtual para diferentes periodos de retorno, mismos

que se presentan en la quinta columna de la tabla 2.

Para obtener el factor de simultaneidad (FAS) de las lluvias de la zona de estudio, los valores de precipitación

h24 de la estación virtual (ev) se dividen entre la suma de la precipitación h24 de las estaciones analizadas a

las cuiales prevaimente se les realizó un análisis de simultaneidad, como se presenta en la última columna de

la tabla 2.

Tabla IV.6. 2 Ejemplo de cálculo del factor de simultaneidad

Tr Estación j ... Estación j+n Est Virtual Factor de Simultaneidad

2 h242j h242j+n h242ev FAS2 = h242ev/(Ʃ h242j a j+n)

5 h245j h245j+n h245ev FAS5 = h245ev/(Ʃ h245j a j+n)

10 h2410j h2410j+n h2410ev FAS10 = h2410ev/(Ʃ h2410j a

j+n)

... ...

En el caso de la cuenca de Yautepec, se tuvo un registro de los años 1961 a 2006, con información para las

nueve estaciones. En cada una de ellas, el valor de precipitación máximo anual de 24 horas corresponde a

diferentes días, como puede observarse en la tabla 6.3, en donde se presenta en la penúltima columna, la

sumatoria de los valores de precipitación máxima de 24 horas de cada estación, resultando mayor, en general

del orden del doble, que el valor de la estación virtual, que se presenta en la pultima columna de la misma

tabla y que se calcula como se indica en la tabla 6.1.



Tabla IV.6. 3 Valores de precipitación máxima anual de las nueve estaciones estudiadas y valores

de precipitación de la estación virtual, en la cuenca de Yautepec.

AÑO 17051 17066 17050 9051 17012 17001 15039 15060 15103 15252 SUM VIR

1961 27.207 30.89 33.135 40.2 47.446 56 37.635 65.5 61 37.547 436.56 223.97

1962 23.351 27.579 30.449 37 50.123 38 49.248 60.5 48 34.206 398.46 193.7

1963 54.311 59.298 63.061 66 39.373 66.5 33.454 30 47 34.045 493.04 442.12

1964 21.714 26.912 28.576 32 28.364 54 20.807 30.5 34.4 29.385 306.66 199.91

1965 24.066 39.053 45.409 60 37.057 65 48.245 60.5 53.5 41.418 474.25 199.96

1966 24.384 16.923 19.677 26 29 61 50.787 45.5 86.5 51.962 411.73 219.47

1967 34.023 22.77 22.266 52 64.132 113 37.629 65.5 63.5 48.819 523.64 334.02

1968 35.513 34.03 36.409 45 68.486 99 35.897 35.5 52.3 42.736 484.87 350.14

1969 0 0 0 35 0 0 43.1 40.5 40.8 0 159.4 96.4

1970 25.091 35.334 39.855 50 60.2 42 38.5 40.5 40.9 28.484 400.86 200.21

1971 29.099 19.969 22.033 28 52 59 29.7 45.5 43 30.336 358.64 243.07

1972 25.811 36.52 40.022 50 50 42 43.7 42.5 43.5 26.879 400.93 246.89

1973 26.101 28.979 32.253 40 55 60 29.8 55.5 44.8 30.442 402.87 248.6

1974 27.76 29.825 33.687 44 52.5 68 54.2 48.5 40.7 32.116 431.29 203.95

1975 41.629 23.626 26.158 34 85 45 37.8 88.5 42.2 32.098 456.01 273.13

1976 72 30.376 36 40 75 68 65.8 141.01 29.5 241.95 799.64 537.85

1977 60 31.051 26 45 58 30.5 26.8 60.5 41.5 163.53 542.88 290.34

1978 32.918 25.437 28.843 35 62 42 41.9 90.5 42 70.084 470.68 299.79

1979 34.425 41.405 45.482 54 47 60 58.5 78 42.8 95 556.61 368.01

1980 30.834 37.077 38.157 44 52 50.5 71.1 52.639 56 72.822 505.13 402.17

1981 60 66.2 21.209 27 70 48 44.8 35.5 141.5 69 583.21 254.18

1982 45 34.8 41.5 21 25.051 30 24.6 35.5 61.3 71 389.75 177.02

1983 61 44.637 65.5 60 59 57 65 46.222 61.5 46.5 566.36 322.66

1984 40 69.8 41.698 34 51 82.5 42 95.796 48.5 40 545.29 391.01

1985 70.5 62.2 42.15 22 72.5 51.407 31.6 66.5 44.6 44.3 507.76 312.7

1986 48 61.2 34.049 33 49 42.887 38 33.577 30 47.5 417.21 268.66

1987 75.5 67.9 41.546 28 58 75 26.6 85.19 38.5 48 544.24 372.34

1988 88.5 115.5 65.804 47 68 65 55.855 46.619 51.5 134.37 738.15 469.84

1989 40.9 29.61 61.175 0 45 48 36.434 42.81 43.467 33.664 381.06 225.58

1990 59.7 4.5473 49.304 0 66 43 4.0048 71.575 25.714 29.466 353.31 229.12

1991 68 51.6 51.85 71.52 51 60 0 45.96 32.433 32.182 464.55 287.66

1992 76.5 71.127 62.884 59.079 59 40 45.438 47.364 39.832 41.436 542.66 374.3

1993 70 71.73 70.547 75.192 61 44 63.311 69.028 47.107 41.58 613.49 516.49

1994 55 48.712 40.224 42.386 38 20 52.588 79.498 28.171 23.543 428.12 309.51

1995 58.8 56.06 53.582 55.112 90 30 49.304 59.616 35.961 32.534 520.97 352.92

1996 40 36.865 35.242 45.762 75 42 17.5 63.071 34.159 9.8542 399.45 240.58

1997 51 45.7 44.689 38 99 56.7 44 61.939 22.354 27.471 490.85 310.22

1998 69.3 62.3 73.524 30 63 60 41 76.146 29.855 36.739 541.86 375.35

1999 72.5 0 74.649 30.5 67 54.5 54 94.187 49.122 0 496.46 353.74

2000 93.9 0 92.806 36 60 69 33.5 77.407 39.725 44.625 546.96 392.26

2001 105 23.789 80.834 36 74 80 42.5 32.198 35.5 38 547.82 291.08

2002 159 65.4 121.29 26 52 52.1 66.5 150.76 0 56.6 749.65 500.84

2003 45.5 78.5 45.958 39 55.484 46.5 66 26.669 28 51.5 483.11 262.27

2004 75.5 30.2 3.9658 0 87 50 33.421 25.714 52.3 54 412.1 224.03

2005 119.5 38.5 36.083 25.5 105 122 39.5 68.827 33.2 78 666.11 565.61

2006 83.3 41 33.056 43 72.991 65 38.662 48.393 48 55 528.4 423.15



El factor de simultaneidad de cada estación se obtiene al dividir el valor de la estación virtual entre la

sumatoria de las lluvias máximas ajustadas para cada una de las nueve estaciones. En la tabla 6.4 se presentan

los resultados correspondientes a los Factores de Simultaneidad.

Tabla IV.6. 4 Cálculo del factor de simultaneidad de las estaciones climatológicas en la cuenca de

Yautepec

Los hietogramas presentados en las tablas 4.5 a 4.13, son multiplicados por los factores de simultaneidad

presentados en la tabla 6.4, asimismo se multiplican por el coeficiente de escurrimiento obtenido, que en esta

cuenca es del orden de 0.17. El resultado de ello se define como precipitación efectiva y es mostrado en la

tabla 6.5, dichos valores, a su vez son graficados en las figuras 6.1 a 6.5.

Tr 17051 17066 17050 9051 17012 17001 15039 15060 15103 15252 VIR FS

2 53.55 42.64 43.89 42.1 62.3 57.63 44.86 58.66 45.2 44.96 319.44 0.64431

5 87.12 69.38 71 61.56 86.09 80.46 59.01 87.81 59.41 69.14 468.08 0.64035

10 110.83 84.39 88.78 69.69 96.94 97.68 68.39 110.48 77.99 119.33 530.71 0.57405

20 130.68 96.28 102.45 75.38 105.33 112.21 77.37 129.62 99.35 166.58 576.4 0.52627

50 154.64 110.53 118.65 82.07 115.36 129.73 89.01 152.62 125.15 220.75 630.51 0.48556

100 172.1 120.88 130.38 86.91 122.66 142.47 97.73 169.32 143.7 259.57 669.73 0.46325

200 189.31 131.1 141.92 91.67 129.84 155.01 106.42 185.79 161.92 297.66 708.39 0.44535

500 211.92 144.48 157.1 97.93 139.26 171.47 117.88 207.38 185.7 347.5 759 0.42626

1000 221.59 149.78 163.55 99.96 141.82 178.59 126.54 216.71 196.04 369.08 773.49 0.41504



Tabla IV.6. 5 Datos de Lluvia efectiva por hora para cada una de las Estaciones Pluviometricas y

distintos periodos de retorno.

Estación 17051 17066 17050 9051 17012 17001 15039 15060 15103

(h)

1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

2 0.06 0.07 0.03 0.25 0.22 0.06 0.06 0.09 0.08

3 0.27 0.23 0.15 1.03 0.90 0.24 0.27 0.38 0.31

4 0.38 0.24 0.22 1.48 1.30 0.34 0.39 0.55 0.45

5 2.13 0.96 1.37 8.23 7.24 1.89 2.14 3.03 2.52

6 0.27 0.23 0.15 1.03 0.90 0.24 0.27 0.38 0.31

7 0.06 0.07 0.03 0.25 0.22 0.06 0.06 0.09 0.08

8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

2 0.10 0.11 0.06 0.36 0.30 0.08 0.08 0.14 0.10

3 0.43 0.37 0.24 1.50 1.25 0.33 0.35 0.57 0.41

4 0.62 0.39 0.36 2.17 1.80 0.48 0.51 0.82 0.60

5 3.46 1.57 2.22 12.03 10.00 2.65 2.82 4.54 3.31

6 0.43 0.37 0.24 1.50 1.25 0.33 0.35 0.57 0.41

7 0.10 0.11 0.06 0.36 0.30 0.08 0.08 0.14 0.10

8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

2 0.13 0.13 0.07 0.41 0.34 0.10 0.10 0.17 0.13

3 0.55 0.45 0.31 1.70 1.41 0.40 0.41 0.71 0.54

4 0.79 0.48 0.44 2.45 2.03 0.58 0.59 1.03 0.78

5 4.41 1.91 2.78 13.62 11.26 3.21 3.26 5.71 4.35

6 0.55 0.45 0.31 1.70 1.41 0.40 0.41 0.71 0.54

7 0.13 0.13 0.07 0.41 0.34 0.10 0.10 0.17 0.13

8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

2 0.18 0.17 0.09 0.48 0.40 0.13 0.13 0.24 0.21

3 0.77 0.59 0.41 2.00 1.67 0.53 0.53 0.99 0.87

4 1.11 0.62 0.59 2.89 2.41 0.77 0.76 1.42 1.26

5 6.15 2.50 3.71 16.04 13.40 4.26 4.25 7.88 6.97

6 0.77 0.59 0.41 2.00 1.67 0.53 0.53 0.99 0.87

7 0.18 0.17 0.09 0.48 0.40 0.13 0.13 0.24 0.21

8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

2 0.21 0.19 0.10 0.51 0.43 0.14 0.14 0.26 0.24

3 0.86 0.64 0.45 2.12 1.78 0.59 0.58 1.09 1.00

4 1.23 0.68 0.65 3.06 2.56 0.84 0.84 1.57 1.44

5 6.84 2.73 4.08 16.98 14.25 4.68 4.66 8.75 8.01

6 0.86 0.64 0.45 2.12 1.78 0.59 0.58 1.09 1.00

7 0.21 0.19 0.10 0.51 0.43 0.14 0.14 0.26 0.24

8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Tr=100

Tr=50

Tr=10

Tr=5

Tr=2





0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6 7 8

mm

Horas

Lluvia para cada una de las Estaciones Pluviometricas Tr2

17051

17066

17050

9051

17012

17001

15039

15060

0

2

4

6

8

10

12

14

1 2 3 4 5 6 7 8

mm

Horas


17051

17066

17050

9051

17012

17001

15039

15060





0

2

4

6

8

10

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8

mm

Horas


17051

17066

17050

9051

17012

17001

15039

15060

0

5

10

15

20

1 2 3 4 5 6 7 8

mm

Horas


17051

17066

17050

9051

17012

17001

15039

15060




Finalmente, por el tamaño de la cuenca, que es menor a 1 000 km2, se genera un hietograma general a partir

de la obtención de los polígonos de Thiessen, cuya figura se presenta a continuación, con lo cual se realiza un

promedio ponderado a partir del peso del área de influencia de cada estación climatológica.

Figura IV.6. 6 Polígonos de Thiessen de las nueve estaciones de la cuenca de estudio, Yautepec

En la tabla 6.6 se presentan los valores del hietograma final de la cuenca de estudio para cada periodo de

retorno y en la figura 6.7 se presenta gráficamente dicho hietograma.

0

5

10

15

20

1 2 3 4 5 6 7 8

mm

Horas


17051

17066

17050

9051

17012

17001

15039

15060



Tabla IV.6. 6 Valores de lámina de lluvia por cada hora que conforman a los hietogramas de

precipitación total en la cuenca Yautepec

Figura IV.6. 7 Hietrogramas de lluvia total para determinar la lluvia efectiva

HORAS Tr=2 Tr=5 Tr=10 Tr=50 Tr=100

1 0.15589806 0.22597394 0.26813397 0.34616369 0.37712437

2 0.64166062 0.92866723 1.10162024 1.42198407 1.54909923

3 0.90989302 1.31433784 1.55844717 2.01115352 2.19078644

4 5.01724359 7.24026147 8.58452464 11.0781896 12.0676316

5 0.64166062 0.92866723 1.10162024 1.42198407 1.54909923

6 0.15589806 0.22597394 0.26813397 0.34616369 0.37712437



IV.7 INUNDABILIDAD NACIONAL

IV.7.1 Metodología del índice de inundación

El objetivo de la construcción de un mapa mediante la técnica de Índice de Inundación (Uribe y col. 2010),

desarrollada en 2008, y a la cual se le han realizado diversas mejoras, las cuales han sido consideradas para el

presente trabajo (Montes, 2011), es conocer las áreas susceptibles de ser inundadas ante un determinado

periodo de retorno, o la replicación de algún evento en especial. Con esta metodología, es posible cuantificar

la extensión de la afectación ante la ocurrencia del evento mencionado, para posteriormente realizar un

estudio más detallado de alguna zona en especial y proponer las soluciones más adecuadas para mitigar el

efecto de inundación. En la Figura 7.1, se muestra el procedimiento necesario para la obtención de un

escenario mediante el Índice de Inundación.

Figura IV.7. 1 Metología para la obtención de escenarios con el método del Índice de Inundación

La construcción del mapa de Índice de Inundación se realiza con base en el concepto de acumulación de flujo,

que es definido como el área de drenaje parcial “aguas arriba” hacía un punto en particular. Dicho concepto es

combinado con los mapas de precipitación (con diferentes probabilidades de recurrencia) y el método de

“Número de curva” para estimación de escurrimiento. De manera que es posible determinar la cantidad total

de agua que escurre hasta un punto dado así como su probabilidad de ocurrencia.

Este índice se apoya en lo que se conoce como Índice Topográfico (Beven y Kirkby, 1979), el cual, se emplea

por primera vez en 1979, cuando se definió un índice para identificar humedales conocidos como zonas

perennes y efímeramente saturadas o inundadas a partir de datos de topografía. El índice de Inundación que se

propone tiene como base la siguiente información:



Topografía: Determina el movimiento (dirección) y distribución del escurrimiento.

Precipitación: Determina la cantidad y distribución de la precipitación para un evento determinado.

Edafología, vegetación, y uso de suelo: Determina la respuesta del suelo a eventos de precipitación

en función del Número de curva (CN).

División fisiográfica de las 37 regiones hidrológicas en las que está dividido el país.

A diferencia del índice topográfico, el Índice propuesto permite distinguir cuencas con características

climatológicas, con tipo y uso de suelo diferentes, que es indispensable dada la diversidad del país.

El Índice de Inundación (II) se determinó de acuerdo con la expresión siguiente:

s

QAcIn

s

ntoEscurrimiedenAcumulacióInII

tan

tan

[ 1 ]

donde:

II Índice de Inundación

Ac Q acumulación de escurrimiento

tan s tangente del ángulo de la pendiente

Una vez que se aplica el algoritmo anterior a la región hidrológica o cuenca en estudio, el resultado obtenido

debe ser calibrado, lo cual puede lograrse mediante varias opciones como: imagen satelital, imagen de radar,

modelo matemático o fotografías aéreas, teniendo en cuenta que se debe tener la información sobre la

distribución de lluvia asociada a dicho evento, así como su periodo de retorno. El dato que se obtiene con está

calibración es el valor umbral a partir del cual se considera que alguna región es susceptible de ser inundada

(Montes, 2011).



Figura IV.7. 2 Fuentes para poder realizar calibraciones confiables: a) modelación matemática, b)

imagen de radar, c) imagen satelital, d) fotografía aérea.

Una vez determinado el umbral es posible generar diversos escenarios, asociados a diferentes eventos o

periodos de retorno, para determinar la magnitud de la problemática en la que se encuentra la zona de interés

y pueden ser cualquiera de las cuatro que se mencionan a continuación:



IV.7.2 Aplicación de la metodología al territorio mexicano.

De acuerdo a la metodología que se describió previamente para la aplicación al territorio mexicano, se tomó

como unidad la Región Hidrológica, considerando que la República Mexicana se encuentra divida en 37

regiones.

ISOYETAS

De acuerdo al archivo en excel conteniendo los valores de las isoyetas para diferentes periodos de retorno (Tr

= 2, 5, 10, 50 y 100) se realizó la interpolación en ArcGIS con la metodología de la distancia inversa (IDW)

para cada Tr.

La interpolación mediante distancia inversa ponderada determina los valores de celda a través de una

combinación ponderada linealmente de un conjunto de puntos de muestra. La ponderación es una función de

la distancia inversa. La superficie que se interpola debe ser la de una variable dependiente de la ubicación.

Este método presupone que la variable que se representa cartográficamente disminuye su influencia a mayor

distancia desde su ubicación de muestra. Por ejemplo, al interpolar una superficie de poder adquisitivo de los

consumidores para analizar las ventas minoristas de un sitio, el poder adquisitivo de una ubicación más

distante tendrá menos influencia porque es más probable que las personas compren cerca de sus casas. El

método IDW está basado principalmente en la inversa de la distancia elevada a una potencia matemática. El

parámetro “potencia” le permite controlar la significancia de puntos conocidos en los valores interpolados

basándose en la distancia desde el punto de salida. Es un número real positivo y su valor predeterminado es 2.

Al definir un valor de potencia más alto, se puede poner más énfasis en los puntos más cercanos. Entonces,

los datos cercanos tendrán más influencia y la superficie tendrá más detalles (será menos suave). A medida

que aumenta la potencia, los valores interpolados comienzan a acercarse al valor del punto de muestra más

cercano. Al especificar un valor más bajo de potencia, los puntos circundantes adquirirán más influencia que

los que están más lejos, lo que resulta en una superficie más suave.

El archivo SHP creado de cada Tr se convirtió a formato raster y se recortó para cada región hidrológica. Las

isoyetas asociadas a los diferentes periodos de retorno para cada una de las 37 regiones hidrológica se

muestran en el Anexo.



IV.7.3 Metodo del número de curva

Para determinar el escurrimiento existen dos fenómenos importantes, la precipitación que depende de las

condiciones climatológicas, y la retención que depende de las características físicas de la cuenca, donde los

suelos imponen el mayor efecto. El escurrimiento y la retención determinan el volumen de agua que sale de

una cuenca. Los suelos influyen en gran parte en el fenómeno de retención, determinando el escurrimiento;

resumiendo, un suelo entre más impermeable sea, el escurrimiento es más grande, aunque no se puede

encontrar un suelo impermeable al 100% (Aparicio, F., 2007). El “Soil Conservation Service” de los Estados

Unidos de América (SCS), desarrolló un método llamado número de curva de escorrentía mejor conocido

como CN, este método se generó con datos de precipitación y escorrentía de 24 horas, generando una escala

para el número de curva siendo esta de 1 a 100, en donde al aproximarse al 100 mayor será el volumen

escurrido. El tipo de suelo que se utiliza para la generación del hidrograma debe tener una clasificación

hidrológica, para hacer fácil el cálculo de las operaciones dentro de un sistema de información geográfica y

aprovechando la clasificación del SCS, se tiene que, a partir de las propiedades de los suelos desnudos y de la

exposición de una humedad prolongada se estima la tasa mínima de infiltración, haciendo a un lado la

influencia de la cubierta del suelo o uso de suelo. El SCS (1957), clasificó en cuatro grupos a los suelos de

acuerdo al potencial de escurrimiento, mismos que se presentan en la ¡Error! No se encuentra el origen de

la referencia..

Tabla IV.7. 1 Clasificación del tipo de suelo de acuerdo a su potencial de escurrimiento.

A

Bajo potencial de escorrentía. Suelos que tienen alta tasa de infiltración aun cuando estén muy

húmedos. Consisten de arenas o gravas profundas. Estos suelos tienen una alta tasa de transmisión de

agua.

B

Moderadamente bajo potencial de escorrentía. Suelos con tasa de infiltración moderada cuando están

muy húmedos. Suelos moderadamente profundos a profundos, moderadamente bien drenados, suelos

con texturas moderadamente finas a moderadamente gruesas y permeabilidad moderadamente lenta a

moderadamente rápida. Son suelos con tasas de transmisión de agua moderadas.

C

Moderadamente alto potencial de escorrentía. Suelos con infiltración lenta cuando están muy

húmedos. Consisten de suelos con un estrato que impide el movimiento del agua hacia abajo; suelos de

textura moderadamente finas a finas; suelos con infiltración lenta debido a sales o álcali, o suelos con

niveles freáticos moderados. Estos suelos pueden ser pobremente drenados o bien a moderadamente

bien drenados, con estratos de permeabilidad lenta a muy lenta a poca profundidad (50 – 100cm).

D

Alto potencial de escorrentía. Suelos con infiltración muy lenta cuando están muy húmedos. Consisten

de suelos arcillosos con alto potencial expansión; suelos con nivel freático alto permanentemente;

suelos con estrato arcilloso superficial; suelos con infiltración muy lenta debido a sales o álcali y suelos

poco profundos sobre material casi impermeable. Estos suelos tienen tasas de transmisión de agua muy

lenta.

Para obtener el archivo de tipo de suelo, se utilizó el mapa de edafología en representación vectorial escala

1:250,000 del Instituto Nacional de Estadística Geográfica e Informática (INEGI). En su serie más reciente.

Como archivo para la clasificación de uso de suelo, se toma, el inventario forestal escala 1: 250,000, y se

asigna una clave de uso de suelo por área.

La vegetación tiene un efecto regulador en el escurrimiento reteniendo el agua y favoreciendo la infiltración y

evapotranspiración; el escurrimiento es menor en estos terrenos que en las regiones deforestadas, sin cultivo o

zonas urbanas. (Gavande, S., 1991) El método del número de curva de SCS distingue entre suelos urbanos,

pastizales, bosques, agrícolas y áridos, identificando y clasificando dentro de estos el uso de suelo,

considerando las condiciones hidrológicas; pobre corresponde a menos del 50% de área cubierta, una

condición regular corresponde del 50 al 75% del área cubierta, una condición hidrológica buena corresponde



a más del 75% del área cubierta, en base a esta cobertura y al tipo de cobertura en la superficie se utiliza la

¡Error! No se encuentra el origen de la referencia., para asignar el valor representativo de CN en cada una

de las regiones hidrológicas.

Tabla IV.7. 2 Número de curva (CN) para estimar el escurrimiento bajo diferentes complejos

suelo - cobertura y manejo



Una vez determinado la CN y las isoyetas, se calcula el escurrimiento para cada uno de los diferentes periodos

de retorno, mediante la metodología del SCS.

Posteriormente se determinó el escurrimiento acumulado para cada Tr, es este proceso cabe destacar que en

las zonas donde se acumulan los escurrimientos más altos coinciden con el cauce natural de los ríos de la

zona.

En conjunto con la determinación de la pendiente y el flujo acumulado, se aplica el algoritmo del Índice de

Inundación y se obtiene el mapa de Índice de Inundación.



IV.8 MODELACIÓN MATEMÁTICA

Para la modelación numérica de la cuenca del río Yautepec se utilizó el modelo matemático de flujo

bidimensional para la simulación de flujos en ríos: Iber. El modelo Iber se compone de diferentes módulos, en

esta ocasión se utiliza el módulo hidrodinámico, que permite el cálculo de flujo en lámina libre resolviendo

las ecuaciones de Saint Venant en dos dimensiones (2D), considerando presión hidrostática y distribución

uniforme de la velocidad en la profundidad.

Estas ecuaciones son resueltas en forma integral por el método de los volúmenes finitos, método muy

extendido y comúnmente utilizado en la dinámica de fluidos por su eficiencia en la resolución de las leyes de

conservación. El modelo emplea un esquema numérico descentrado, explícito tipo Roe con resolución de

primer orden y alta resolución sobre mallas estructuradas y no estructuradas formadas por tres y cuatro lados,

con tratamiento de frentes de seco-mojado sin pérdidas de masa1.

Para llevar a cabo los cálculos hidráulicos con el citado modelo, tanto en la fase de calibración como en la

fase de aplicación, se consideró que la superficie de la cuenca se encontraba totalmente seca, es decir, con sin

profundidad ni velocidad de agua. Dado que se trata de una modelación a partir de lluvia (transformación

lluvia-escurrimiento) no es necesario definir condiciones de contorno de entrada, en cambio, como condición

de contorno en la salida de la cuenca, se utilizó una condición tipo vertedor ( ⁄ , con ),

considerando que el flujo a la salida es subcrítico.

Para representar la resistencia al flujo, en la cuenca se asignó un coeficiente de fricción de Manning de 0.04

s/m1/3

.

La lluvia empleada corresponde a una lluvia efectiva proveniente de un hietrograma con una duración de 6

horas bajo la consideración de simultaneidad de eventos (ver apartado ¡Error! No se encuentra el origen de

la referencia.). Debido a que dentro de la cuenca existen nueve estaciones de lluvia, la lluvia se distribuye

temporalmente de forma horaria y espacialmente homogénea, ya que a cada estación se le ha dado el mismo

peso por tratarse de una cantidad considerable dentro de la cuenca.

IV.8.1 MODELO DIGITAL DEL TERRENO

Para el estudio se utilizó un modelo digital del terreno (MDT) con resolución de 15 m, del Instituto Nacional

Estadística, Geografía e Informática (INEGI) con el cual se desarrolló una malla de celdas de 100 m.

Un análisis mediante Sistemas de Información Geográfica (SIG) de estos MDT muestra que la cuenca

presenta elevaciones desde los 1 180 m.s.n.m. hasta los 3 880 m.s.n.m. con un área estimada es de de 824

km2. El cauce principal tiene una longitud de 67 km.

El MDT se discretizó en una malla de cálculo con elementos de forma triangular. Para representar de una

mejor manera los flujos de agua sobre la cuenca provenienites de la transformación lluvia-escurrimiento y

para tener un modelo numérico más eficiente desde el punto de tiempo de cálculo, se empleó un tamaño de

1 Bladé, E., Cea, L., Corestein, G., Escolano E., Puertas, J., Vázquez-Cendón, E, Dolz, J., y Coll. A. (xxx). Iber: herramienta

de simulación numérica del flujo en ríos. Revista Internacional de Métodos Numéricos para el Cálculo y Diseño en Ingeniería. x(x), x-x.



malla constante, con un tamaño de lado de 100 m, para lo cual se obtuvieron 920 112 elementos triangulares y

462 623 nodos.

Tabla IV.8. 1 Tamaño de celda para los estudios

Zona de estudio Rango de tamaño de celda (m)

Mínimo Máximo

IV Balsas: Río Yautepec 100

IV.8.2 CALIBRACIÓN DEL MODELO

En la fase de calibración, se utilizó el modelo matemático para tratar de reproducir el evento estimado por

registros hidrométricos para el Tr de 100 años. De la estación hidrométrica se contaba con registros

hidrométricos que se ajustaron a una función probabilística, obteniéndose que el gasto máximo instantáneo

para dicho Tr es de 88.35 m3/s, mientras que con el modelo matemático, para el mismo Tr de 100 años, se

obtuvo un gasto pico de 98 m3/s, como se muestra en el hidrograma resultante de la figura 8.1. Dado que la

Estación hidrométrica representa el 90% del área de la cuenca, se considera el resultado como apropiado.

Figura IV.8. 1 Hidrograma resultante para el Tr 100 años en la cuenca de Yautepec

En cuanto a los resultados de la fase de aplicación en los apartados siguientes se presentan los mapas de

profundidades máximas, velocidades máximas.



IV.8.3 PERIODO DE RETORNO 2 AÑOS

Figura IV.8. 2 Mapa de profundidades máximas para el periodo de retorno de 2 años

Figura IV.8. 3 Mapa de velocidades máximas para el periodo de retorno de 2 años



















IV.9 SEVERIDAD

Parte de la responsabilidad de los gobiernos, es la gestión de las tierras inundables. El gobierno del estado,

debe proporcionar asesoramiento técnico y especialistas en asistencia, para los estudios financieros y de

capital; debe además, ayudar a las comisiones, en el desempeño de sus responsabilidades de gestión en las

llanuras de inundación. En diciembre de 2007 el gobierno de Nueva Gales del Sur (Australia), solicitó realizar

un estudio del Río Bielsdown, el cual atraviesa una localidad llamada Dorrigo con el fin de determinar una

adecuada gestión de riesgos en la llanura de inundación. Este estudio se realizó para definir los niveles de

inundación, las velocidades de inundación y el riesgo.

Se entregarán para cada uno de los sitios de estudio, mapas con los valores máximos (envolventes) de

profundidad de inundación y velocidades del flujo para cada periodo de retorno simulado. Se entregarán

mapas con los valores máximos (envolventes) del producto instantáneo de la velocidad del flujo por la

profundidad de inundación (resistencia al vuelco).

La Naturaleza, se manifiesta viva, de diversas maneras: lluvia, mareas, vientos, sismos, geísers, erupciones

volcánicas, etc.

Algunas expresiones de la naturaleza son diarias y estamos acostumbrados a ellas, pero existen otras que son

intensas, a las que se les nombra “fenómenos naturales extremos". Entre ellos están: los tsunamis, las lluvias

fuertes, los ciclones tropicales, los tornados, las heladas severas, las sequías prolongadas y los sismos de

grado alto (Figura 9.1.).

Algunos fenómenos hidrometeorológicos, son las tormentas de agua, la nieve, las heladas, las sequías, las

ondas cálidas y gélidas. Para homogeneizar los conceptos, se enumeran los siguientes:

1. Fenómeno Hidrometeorológico: Es el suceso extraordinario en la atmósfera que involucra al agua.

2. Daños por inundaciones: Cuando el agua ocupa temporalmente a una zona de la superficie del

terreno con un espesor superior a 25 cm se dice que existe una inundación.

Los daños aumentan cuanto mayor sea la profundidad y la velocidad con la que se desplaza el agua

A mayor velocidad, el agua tiene mayor capacidad de transportar objetos más pesados, erosionar el cauce y la

fuerza de impacto (Figura 9.2.).



Terreno con poca pendiente

Figura IV.9. 1 Inundaciones debido a fenómenos naturales extremos.

Figura

9.2. Tipos de Pendiente.

IV.9.1 Tipos de inundación

Inundaciones pluviales (por precipitaciones en zonas con escasa o nula pendiente).

Inundaciones fluviales (por desbordamiento de ríos).

Ambos tipos, se deben al escurrimiento formado por:

a) precipitaciones

b) obstrucción de cauces

c) invasión de cauces

http://www.eluniversal.com.mx/notas/706699.html

http://www.elperiodicodemexico.com/desastres.php?_pagi_pg=293

Figura IV.9. 2 Tipos de Inundación



d) acción de las mareas

Amenaza: Comúnmente corresponde al nombre del efecto del fenómeno natural ó antropogénico que causa

daños. Por ejemplo una amenaza consiste en las lluvias intensas de una depresión tropical

Peligro: Probabilidad de que uno de los efectos de la amenaza (fenómeno natural ó antropogénico) sea de

cierta magnitud en un sitio específico. Por ejemplo, la probabilidad de que las lluvias acumuladas en 5 días de

una depresión tropical en una cuenca, sean mayores a 300 mm, es de 0.20 en un año. Se plantea en términos

de la probabilidad de que ocurra una inundación de cierta magnitud.

Vulnerabilidad: Susceptibilidad de cierto elemento de riesgo (en este caso contenidos de las viviendas) sea

dañado cuando se presenta una amenaza de determinada intensidad. Se entiende como índice de

vulnerabilidad, a la proporción del costo total del daño a las viviendas cuando ocurre cierta inundación

(Figura 9.3.).

IvCD 9.1

Donde:

C Costo del total del daño a las viviendas

Iv Índice de vulnerabilida (entre 0 y 1)

C1 < C2 < C3

Figura IV.9. 3 Dieferentes niveles de vulnerabilidad en viviendas

Riesgo: Corresponde a la esperanza matemática o valor esperado de las pérdidas (de cierto tipo de bienes

materiales), producidas por la ocurrencia de un fenómeno de origen natural o antropogénico, sobre un

determinado conjunto físico ó ente social.(9.1)

El diccionario de la Real Academia Española, dice que riesgo significa, contingencia o proximidad de un

daño (9.2).

( ) 9.2

El riesgo se calcula como si el costo de los daños de cierto tipo de bien material se expresaran, como una

proporción del valor de daño total del bien material C (9.3)

C2 C3



9.3

Si tiene un solo sumando: R=C p V que es la expresión más conocida para evaluar el riesgo.

Para la ubicación de las zonas urbanas de interés se utilizan las cartas topográficas de INEGI, escala

1:250,000 (Figura 9.4.) y la ubicación de cada casa, se obtiene mediante la información digital de INEGI

obtenida como información vectorial de localidades amanzanadas y números exteriores para Yautepec (Figura

9.5.).

Figura IV.9. 4 Zonas urbanas de la cuenca de estudio en cartas topográficas

Se cuenta con información de INEGI respecto a la ubicación de las viviendas (mediante las coordenadas x, y),

mismas que fueron ubicadas en cada una de las celdas correspondientes a la malla de modelación matemática

por lo que para cada uno de los periodos de retornose conoce la profundidad de inundación asociada a cada

vivienda.



Figura IV.9. 5 Información vectorial de localidades amanzanadas y números exteriores

Para estimar las funciones de vulnerabilidad para cada tipo de vivienda, CENAPRED propone una serie de

configuraciones de muebles y enseres domésticos de acuerdo a la Guía Básica para la Elaboración de Atlas

Estatales y Municipales de Peligros y Riesgos, a continuación se presentan las curvas de vulnerabilidad para 5

tipos de casas como se muestra en las figuras 9.6 a la 9.10.

Figura IV.9. 6 Función de vulnerabilidad para casa tipo I



Figura IV.9. 7 Función de vulnerabilidad para casa tipo II

Figura IV.9. 8 Función de vulnerabilidad para casa tipo III

Figura IV.9. 9 Función de vulnerabilidad para casa tipo IV



Figura IV.9. 10 Función de vulnerabilidad para casa tipo V

IV.9.2 Mapas de severidad

La gestión de las tierras inundables sigue siendo responsabilidad de los gobiernos locales. El Gobierno del

Estado debe proporcionar asesoramiento técnico y especialista en asistencia para los estudios financieros y de

capital, ayudar a los comisiones en el desempeño de sus responsabilidades de gestión en las llanuras de

inundación.

En diciembre de 2007 el gobierno de nueva Gales del sur (Australia) solicitó realizar un estudio del Río

Bielsdown, el cual atraviesa una localidad llamada Dorrigo con el fin de determinar una adecuada gestión de

riesgos en la llanura de inundación.

Este estudio se realizó para definir los niveles y las velocidades de inundación, entre algunas consideraciones

propuestas a nivel general se tiene la figura 9.11 que muestra una relación propuesta de velocidad del

flujo/profundidad hidráulica de inundación, que se alpica en para obtener mapas con los valores máximos

(envolventes) del producto de la profundidad de inundación con la velocidades del flujo en cada celda y para

cada periodo de retorno simulado.

El mapa de severidad permite programar las medidas de protección, en su caso las áreas que no deban ser

utilizadas y reglamentar aquellos usos que presenten menos riesgo.



Figura IV.9. 11 Gráfica que relaciona niveles de peligro en función de la profundidad y la

velocidad en el caso de estudio de Dorrigo. (Flood hazard ~ velocity and depth. Bellingen

Shire Council - Dorrigo Flood Study -)

Cuando el análisis de vulnerabilidad se lleva acabo en una comunidad expuesta al peligro por inundaciones,

permite identificar las viviendas más vulnerables y consecuentemente, tomar las medidas de corrección para

disminuir la vulnerabilidad. En el caso de protección civil, la vulnerabilidd se enfoca hacia los daños de la

población y sus bienes. Debido a lo anterior, para ejemplificar la vulnerabilidad, basta con imaginar los daños

generados al interior de las viviendas (menaje) por la entrada de agua; y en segundo lugar, los daños

producidos en la vivienda misma.

Considerando la Figura 9.11, se estableció un índice de peligro por colores para definir la resistencia al flujo

de un muro de una vivienda que se presenta a continuación:

Tabla IV.9. 1 Escala de colores considerados para el análisis de la severidad (índice peligro por

inundaciones)

Índice Color

Muy alto Rojo

Alto Naranja

Medio Amarillo

Bajo Azul

Muy bajo Verde



Figura IV.9. 12 Severidad para un Tr de 2 años











IV.10 MEDIDAS PARA MITIGAR LAS INUNDACIONES

La Asociación Mundial para el Agua define la gestión integrada de los recursos hídricos como “un proceso

que impulsa la coordinación de la gestión y el desarrollo de los recursos hídricos, de la tierra y afines, para

conseguir el máximo bienestar de forma equilibrada y sin poner en peligro la sostenibilidad de ecosistemas

vitales”. Significa que la afectación al sistema afectará a todas y cada una de las partes, esto es que, si la

decisión es tomada adecuadamente el beneficio se verá reflejado en todo el análisis.

Las prácticas de gestión de crecidas se han centrado fundamentalmente en la atenuación de los efectos de las

inundaciones y la reducción de la vulnerabilidad a los daños causados por las crecidas. La gestión de crecidas

ha recurrido a intervenciones estructurales y no estructurales, así como a intervenciones físicas e

institucionales.

A continuación se hace la estimación del riesgo obteniéndose el daño anual esperado.

Se analizaron 44,713 viviendas urbanas en la cuenca de estudio con Información digital INEGI (Información

Vectorial de Localidades Amanzanadas y Números Exteriores), tomándose casas tipo III de acuerdo a la

clasificación de CENAPRED para el índice de vulnerabilidad.

Tabla IV.10. 1 Porcentajes de número de viendas afectadas respecto a su total (5,802) para 100 años

de periodo de retorno (se tienen 44,713 viviendas registradas)

Rango de Riesgo ($/año) % Viviendas

0 a 600 58.6 3 399

600 a 6,000 23.0 1 334

6,000 a 12,000 6.4 371

12,000 a 24,000 5.7 330

24,000 a 36,000 3.5 203

36,000 a 58,000 2.8 162

En la Figura 10.10 se presenta de manera gráfica los resultados de la estimación del Riesgo (Daño Anual

Esperado).



Figura IV.10. 1 Resultados de Riesgo por vivienda

De las 44 713 viviendas analizadas, 5 802 tienen afectaciones en un evento asociado a un periodo de retorno

de 100 años, que representa el 13% de las viviendas anazliadas. A su vez, este daño se valoró en $247 785

767.00; lo que se traduce en un daño por vivienda de $42 707.00.

Por otro lado, el riesgo anual en la cuenca es de $30 316 227.00, mismo que al dividirlo entre el número total

de viviendas analizadas (5 802), resulta un valor de riesgo por vivienda de $5 225.00/año/vivienda.

IV.10.1 Evaluación hidráulica de una medida estructural

La gestión de riesgos promueve la identificación de las amenazas, la evaluación y la minimización del

peligro, utilizando políticas y prácticas adecuadas. La gestión de riesgos de crecidas también abarca la labor

de reducir peligros mediante medidas como el uso de la tierra y una planificación de espacios que tengan en

cuenta el peligro de crecidas, los sitemas de alerta temprana, los planes de evacuación, la preparación de

ayuda en caso de desastres y la protección de elementos situados en zonas inundables, así como, en último

recurso, los seguros y otros mecanismos de riesgos compartidos.



Para el caso de Yautepec, dadas las características fisiográficas de la cuenca en donde no es posible establecer

obras de regulación como presas o bordos, o de establecer sobre las zonas urbanas bordos marginales para

conducir mayores caudales, se plantea aplicar el programa: Programa Reubicación de la Población en Zonas

de Riesgos, publicado en el Diario Oficial de la Federación (DOF), en 2013, que está a cargo de la Secretaría

de Desarrollo Agrario, Territorial y Urbano, cuyo objetivo general es “contribuir al ordenamiento territorial como

eje articulador de la planeación, que oriente el uso óptimo del territorio en función de la vocación y potencialidad, que

impulse el desarrollo sustentable de las actividades económicas para generar riqueza y elevar la calidad de vida de la

población”.

La forma de valorar los beneficios de reubicar las viviendas con daños anuales (riesgo) mayores a $24,000.00/año se

evalúa, en este trabajo, solo en el beneficio, esto es, restando los daños que representan este número de viviendas, sin

embargo para realizar el análisis beneficio-costo, se deberá conocer el costo de inversión de la reubicación, lo cual no

forma parte del presente estudio.



IV.11 CONCLUSIONES

IMÁGENES DE SATELITE

Las ventajas del uso de las técnicas de teledetección se derivan de la utilización de los datos

sinópticos que cubren tanto los aspectos espaciales y temporales. Estas ventajas podrían ser

maximizadas por el uso de información en tierra y otros datos geográficos, todos ellos

integrados en un Sistema de Información Geográfica (SIG) (Rogan y Miller, 2007).

ESTIMACIÓN DE LA INFILTRACIÓN Y OTRAS PÉRDIDAS.

La estimación de los flujos de agua sobre la superficie proveniente de la lluvia se basó en la

caracterización de los usos de suelo, coberturas vegetales y la geología por medio del

método de estimación del coeficiente de escurrimiento propuesto por INEGI y cuyo valor

resultante fue Ce=0.17, el cual fue valorado como apropiado a partir de la calibración entre

el hidrogramas resultante del modelo matemático para el Tr 100 años y la estimación de un

hidrograma utilizando los ajustes de función de probabilidad de los datos hidrométricos de

la estación hidrométrica Yautepec.

ANÁLISIS DE INUNDACIONES HISTÓRICAS

Respecto a las estaciones climatológicas inmersas en la zona, se observó que en las

poblaciones de Yautepec, Tucumán y Jojutla se presentan frecuentemente inundaciones

debido al desbordamiento del río Yautepec por tormentas intensas. En ello influyen las

características fisiográficas de la cuenca, cuyo tiempo de concentración del cauce principal

es de apenas 7 horas, y en la parte baja, a la altura de la localidad Yautepec conlfluyen dos

cauces tributarios de respuesta rápida.

La revisión de los registros de precipitación y escurrimiento disponibles permitió identificar

la fecha del 25 de agosto del año 2010, durante la cual en el municipio de Yautepec se

inundaron 15 colonias a causa la creciente histórica del río Yautepec.

ANÁLISIS DE PRECIPITACIONES

La precipitación se estudió en función de los registros de 9 estaciones climatológicas, con

registros simultáneos comprendidos en el periodo del año 1961 al año 2006.

Se observó que en los años de mayor acumulación, el número de días consecutivos de

lluvia no es superior a 1 día. Por tal motivo, para el análisis del fenómeno de lluvia-

escurrimiento no se requiere un tren de precipitaciones con duración superior a 1 día de

lluvia.



Los valores de precipitación concordaban de mejor manera con la distribución Doble

Gumbel, y a partir de ella se obtuvieron las láminas de lluvia para 24 horas para los

periodos de retorno de 2, 5, 10, 50 y 100 años.

ANÁLISIS DE ESCURRIMIENTOS SUPERFICIALES

Dentro del área de estudio existen tres estaciones hidrométricas, una de las cuales,

Yautepec (18193), se encuentra justo en la salida de la cuenca, y cuenta con un registro de

58 años. Los gastos máximos instantáneos se utilizaron para verificar los resultados del

modelo matemático y del coeficiente de escurrimiento obtenido.

SIMULTANEIDAD DE EVENTOS HIDROLÓGICOS

Dado que la probabilidad de ocurrencia simultánea de lluvias extraordinarias sobre el área

total de una cuenca grande (de más de 800 km2) es baja, las precipitaciones de los

hietogramas se modificaron con la aplicación de factores de simultaneidad, obtenidos con

un registro virtual de precipitaciones que consistió en la suma de las lluvias de los registros

simultáneos de las estaciones climatológicas consideradas, para el periodo comprendido del

año 1961 a 2006.

INUNDABILIDAD NACIONAL

La metodología empleada para determinar mapas de inundabilidad a escala nacional se

basan en su mayor parte en conceptos de geomántica relativos a elevaciones de terreno de

pequeñas áreas (celdas) en que se divide a la cuenca hidrológica superficial y sus

pendientes topográficas.

Dicha metodología no considera a los principios de físicos de conservación de la cantidad

de la masa y de la cantidad de movimiento de los flujos de agua; se apoya el número de

celdas que en determinado momento aportarían agua para formar las corrientes que

pasarían por cada celda de acuerdo con fisiografía del terreno. Si bien los resultados de la

metodología tienen limitaciones, dan una idea aproximada de las zonas que en algún

momento tuvieron agua y que tienen relación con las zonas inundadas. Por ello, dichos

resultados deben ser utilizados con reserva, ellos son un indicador de las posibles zonas

inundables.

MODELOS MATEMÁTICOS

Las áreas de inundación calculadas con un modelo matemático de tipo hidráulico en dos

dimensiones a partir de lluvia, son sensibles a la calidad de los datos de entrada. Así, un

modelo digital del terreno con buena resolución sin lugar a dudas es necesario, ya que de

ello depende el camino que sigue el escurrimiento.



Una buena estimación de la lluvia efectiva tanto en el tiempo como en el espacio permite

obtener un volumen de escurrimiento, área y profundidades de inundación según las

condiciones hidráulicas de la zona de estudio.

El tamaño de los elementos de la malla empleada en los cálculos, por lo general es mayor a

la resolución de los modelos digitales de terreno disponibles, para que los tiempos de

procesamiento fueran adecuados ya que están relacionados con el tamaño de celda.

Además, los resultados obtenidos representan satisfactoriamente el escurrimiento dentro de

la cuenca. Una selección apropiada del valor del coeficiente de fricción de la fórmula de

Manning influye, en gran medida, en las magnitudes de las velocidades y también las

profundidades del flujo.

Aun así, todavía existen algunas procesos físicos que deben de ser mejorados, como son la

presencia de láminas de agua con profundidades muy pequeñas, en donde si no te tiene el

cuidado necesario pueden aparecer velocidades altas, la cuales son numéricamente

correctas pero físicamente no reales.

SEVERIDAD

Se obtuvieron los mapas de profundidades máximas, velocidades máximas y parámetro de

severidad (arrastre, multiplicación de profundidad por velocidad) para los periodos de

retorno de 2, 5, 10, 50 y 100 años por inundaciones fluviales y pluviales.

Los valores máximos que aparecen en los mapas se refieren a la cantidad más grande que se

llegó a presentar en un cierto momento en cada una de las celdas de la malla de cálculo.

También se construyeron mapas de daño esperado anualmente.

MEDIDAS ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES

Las medidas estructurales y no estructurales pretenden mitigar los daños de las

inundaciones reduciendo los efectos negativos de tipo socioeconómico.

Las medidas estructurales modifican las zonas inundables, lo que altera las profundidades

máximas, velocidades máximas y parámetro de severidad, por lo que no siempre disminuye

los daños de las inundaciones.

Se consideró como medida no estructural o institucional a la reubicación de viviendas a

zonas no inundables, y se estimó el daño anual esperado sin considerar el costo de la

construcción de las viviendas.

Las condiciones hidrometeorológicas extremas pueden afectar a distintos sectores de la

sociedad, entre los que cabe mencionar la agricultura, la salud pública, la distribución del

agua,, la energía, los transportes, el turismo y las fuentes de trabajo. En este estudio se



consideraron solamente los daños a las viviendas en sus contenidos y acabados,

ocasionados por la profundidad de la inundación en ellas.

MEDIDAS PARA MITIGARLAS INUNDACIONES

La protección contra las inundaciones incluye, tanto las medidas estructurales, como las

institucionales (no estructurales), que para reducir o evitar los daños que causan las

inundaciones.

Las medidas estructurales incluyen la construcción física de obras como presas,

modificaciones a los canales de los ríos, diques, bordos, derivación de las agua a zonas

factibles de inundar sin afectar a los habitantes, cauces de alivio y canales de drenaje, entre

otras.

No necesariamente las obras que se construyen reducen las afectaciones por inundación.

Algunas veces el agua que ocupaba temporalmente una zona de terreno se puede desplazar

a otras regiones donde podría originar un mayor perjuicio, por ello, es conveniente realizar

estudios integrales de toda una cuenca para evaluar la bondad de las obras propuestas,

generalmente con la simulación de modelos del flujo superficial que abarque a la cuenca

donde se ubican las zonas inundables.

Las medidas institucionales no requieren la construcción de obras, como pueden ser los

reglamentos para el uso del suelo, las normas sanitarias y especificaciones de construcción

de viviendas.



BIBLIOGRAFIA.

Fuente: Estudio de mercado para un proyecto.- Lic. Octavio Alvarado Cervantes, presentado para los

estudiantes de arquitectura de la UCA, Nicaragua, Marzo 12 de 2009.

Curso Gestión Integrada de Crecidas, Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas-Universidad Nacional del

Litoral. Centro Regional Litoral-Instituto Nacional del Agua.-Prof. Ing. Carlos U. Paoli, Santa Fe Argentina,

26 al 30 de abril de 2010.

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BARÓ, Suarez José Emilio. “Costo más probable de daños por inundación en zonas habitacionales de

México”, septiembre 2011.




RECONOCIMIENTOS Los autores reconocen la gran dedicación y empeño en las actividades encomendadas de

Griselda Berenice Hernández Cruz y de Eliud De La Rosa Camacho en la generación de

criterios e insumos para el desarrollo de los mapas de peligro de inundación, tanto de

profundidades máximas, velocidades máximas y severidad.

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