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Retos de la investigación en materia de

geohidrología

Octubre 2015

Dr Felipe I. Arreguín Cortés

Director General

Instituto Mexicano de Tecnología del Agua

Felipe Arreguín-Instituto Mexicano de Tecnología del Agua

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2

Ciudad

Población

(mill de hab) Ciudad

Población

(mill de hab) Ciudad

Población

(mill de hab)

Ciudad de México 25.8 Buenos Aires 13.2 Cairo 11.1

Calcuta 16.5 Yakarta 13.2 Bangkok 10.7

Terán 13.6 Dhaka 11.2 Londres 10.5

Shanghái 13.3 Manila 11.1 Beijing 10.5

Población estimada en 2000 (UNEP, 1991, UNFPA, 1991)

Población de megaciudades dependientes* de agua subterránea

*Definición de dependencia de aguas subterráneas: el abastecimiento de agua dela ciudad (público y doméstico privado, industrial y comercial) no puede funcionarsin el agua que provee el sistema de acuíferos local urbano o en la periferia de laurbe. Típicamente la fuente subterránea proveería al menos el 25 % delabastecimiento para una ciudad.


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4

http://www.un-igrac.org/

a) Abatimientos de los niveles del agua subterránea y

reducción del almacenamiento en acuíferos

b) Contaminación de acuíferos y degradación de la

calidad del agua en las fuentes de agua potable

c) Cambio climático y aumento del nivel del mar

d) Cambios drásticos y situaciones de emergencia por

desastres

e) Conflictos en acuíferos transfronterizos

f) Presión política para cumplir con los objetivos del

milenio

Los grandes problemas mundiales relativos al agua subterránea


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Objetivos de Desarrollo del Milenio (ONU 2000 – 2015)

1. Erradicar la pobreza extrema y el hambre

2. Lograr la enseñanza primaria universal

3. Promover la igualdad entre los géneros y la autonomía de la

mujer

4. Reducir la mortalidad infantil

5. Mejorar la salud materna

6. Combatir el VIH/SIDA, el paludismo y otras enfermedades

7. Garantizar la sostenibilidad del medio ambiente

• Incorporar los principios del desarrollo sostenible en las

políticas y los programas nacionales y reducir la pérdida

de recursos del medio ambiente (Meta).

8. Fomentar una asociación mundial para el desarrollo

Felipe Arreguín-Instituto Mexicano de

Tecnología del Agua 6

México en cifras

7 Felipe Arreguín-Instituto Mexicano de

Tecnología del Agua

• 1 959.3 miles de km2

• 121.8 millones de hab. (CONAPO, 2015)

• Densidad 58 hab/km2

• 23 % en localidades menores a 2 500 habitantes

• 188 593 localidades con menos de 2 500 habitantes (INEGI, 2014)

• 3 982 m3/hab/año disponibilidad natural media (2013)

Disponibilidad de Agua Subterránea Disponibilidad de Agua Subterránea

Se ha determinado y dado a conocer la actualización de la disponibilidad de

agua de los 653 acuíferos del país, mediante acuerdo publicado en el DOF el

20 de diciembre del 2013.

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Sin disponibilidad de agua 195

Con disponibilidad de agua 458

Total 653

281

97

8193

2331

2211 13

10

50

100

150

200

250

300

0-25 25-50 50-75 75-100 100-125 125-150 150-175 175-200 200-300 300-400

GRADO DE EXPLOTACIÓN DE LOS ACUÍFEROS, 2013

Grado de explotación = Extracción Recarga

X 100 (%)

106ACUÍFEROS

SOBREEXPLOTADOS

547 ACUÍFEROS

SUBEXPLOTADOS N

ÚM

ERO

DE

AC

UÍF

ERO

S

28

88


El agua subterránea en México

Los acuíferos:

Son las únicas fuentes permanentes de agua en las regiones áridas y semiáridas, que ocupan alrededor del 50% del territorio nacional.

Sustentan el riego de unos dos millones de hectáreas (poco más de la tercera parte de la superficie total irrigada en el país) .

Suministran cerca del 75% del volumen de agua utilizado en las ciudades, donde se concentran alrededor de 65 millones de habitantes.

Satisfacen las demandas de agua de la gran mayoría de los desarrollos industriales, y

Abastecen a casi toda la población rural (25 millones de habitantes) .


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Efectos e impacto ecologico del manejo no

sustentable de las aguas subterráneas.

Abatimiento de niveles del agua subterránea.

Minado de la reserva.

Impacto ecológico negativo: desaparición de manantiales, vegetación

nativa, humedales, lagos, gasto base de ríos y ecosistemas locales.

Disminución del gasto y rendimiento de los pozos.

Pérdida de la rentabilidad de la actividad agrícola.

Deterioro de la calidad del agua subterránea.

Incremento del costo de extracción (consumo de energía eléctrica).

Asentamiento y agrietamiento del terreno.


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Objetivos del PNH 2014-2018

1. Fortalecer la gestión integrada y sustentable del agua.

2. Incrementar la seguridad hídrica ante sequías e

inundaciones.

3. Fortalecer el abastecimiento de agua y el acceso a los

servicios de agua potable, alcantarillado y saneamiento.

4. Incrementar las capacidades técnicas, científicas y

tecnológicas del sector.

5. Asegurar el agua para el riego agrícola, energía, industria,

turismo y otras actividades económicas y financieras de

manera sustentable.

6. Consolidar la participación de México en el contexto

internacional en materia de agua. Felipe Arreguín-Instituto Mexicano de


1) Preservar las fuentes actuales de agua para las

generaciones futuras

2) Apoyarse en el agua subterránea para impulsar el

desarrollo socioeconómico y reducir la pobreza

3) La conservación de los ecosistemas dependientes del

agua subterránea

4) La protección de la salud humana y el bienestar de las

personas

5) Mitigación y/o adaptación al cambio climático y elevación

del nivel del mar

6) Hacia la gobernanza del agua subterránea

Agenda de Investigación en Agua Subterránea (propuesta)


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PRESERVAR LAS FUENTES ACTUALES DE AGUA PARA

LAS GENERACIONES FUTURAS

(ÁREAS DE INVESTIGACIÓN)

1) Caracterización de acuíferos someros y profundos

2) Caracterización vertical

3) Contaminación difusa

4) Impacto de grandes obras en los acuíferos

5) Reducir la sobreexplotación

6) Uso del agua en la agricultura: incremento de la producción agrícola vs reducción de volúmenes extraídos

7) Protección de pozos

8) Monitoreo de niveles y calidad del agua subterránea


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APOYO EN EL AGUA SUBTERRÁNEA PARA IMPULSAR

EL DESARROLLO SOCIOECONÓMICO Y REDUCIR LA

POBREZA


1) Monitoreo de acuíferos con imágenes de satélite

2) Exploración con pozos profundos

3) Exploración geofísica profunda

4) Recarga artificial de acuíferos

5) Gestión de acuíferos someros

6) Desalación de agua salobre


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CONSERVACIÓN DE LOS ECOSISTEMAS

DEPENDIENTES DEL AGUA SUBTERRÁNEA


1) Gas lutita - Fracking

2) Impacto de grandes obras en los acuíferos

3) Descargas naturales de agua subterránea

4) Reservas de agua subterránea para conservación ecológica

5) Protección de la calidad del agua subterránea

6) Control de la contaminación de acuíferos

7) Sistemas regionales de flujo de agua subterránea

8) Interacción agua superficial-agua subterránea


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PROTECCIÓN DE LA SALUD HUMANA Y EL BIENESTAR

DE LAS PERSONAS



2) Protección de las fuentes de abastecimientos

3) Gestión de acuíferos someros

4) Uso conjunto agua superficial – agua subterránea

5) Tecnología de obras de captación de agua subterránea

6) Estudios hidrogeoquímicos e isótopicos

7) Inundaciones por agua subterránea

8) Manejo de tormentas

9) Impacto de la actividad minera


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MITIGACIÓN Y/O ADATACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO Y

ELEVACIÓN DEL NIVEL DEL MAR


1) Captación de agua salobre en zonas de costeras

2) Recarga artificial de acuíferos

3) Gestión integrada del agua

4) Modelación hidrogeológica

5) Interface agua dulce – agua salada

6) Presas subterráneas



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GOVERNANZA DEL AGUA SUBTERRÁNEA (ÁREAS DE INVESTIGACIÓN)

1) Cuantificación de la extracción con imágenes de satélite

2) Acuíferos transfronterizos

3) Monitoreo de niveles, cantidad y calidad del agua subterránea

4) Gestión integrada del agua

5) Modelos de gestión del agua subterránea

6) Precio del agua

7) Impacto ambiental de la sobreexplotación

8) Reservas para atender situaciones de emergencia


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Estimación global del agua subterránea recargada durante el periodo 1961-1990 y variación porcentual para cuatro escenarios de cambio climático del IPCC para los años 2041 y 2070 (Fuente: Programa de Evaluación Mundial de Agua de las Naciones Unidas, 2012).

Impacto del cambio climático sobre la disponibilidad del agua


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20

Gestión integrada del agua

Gestión integrada del agua (Instrumentos)

Instrumentos

Instrumentos

Económicos

(incl Mercados)

Instrumentos de

Planeación

Instrumentos

Legales

: Instrumentos

Institucionales y

Administrativos

GIRH por Cuenca GIRH por Cuenca

HidrográficaHidrográfica Instrumentos

Financieros

Instrumentos

Sociales , ,

. . Felipe Arreguín-Instituto Mexicano de


Figura 1. a) Localización de la Ciudad de México. Nube de puntos PSs detectada por medio del procesamiento SqueeSAR de velocidades de subsidencia en LOS (Line of Sight). Los triángulos de color negro muestran la ubicación de las estaciones GPS en el área de estudio; b) Zonificación de las AGEBs por velocidad de subsidencia y localización de los 180 pozos de extracción de agua utilizados en este estudio, así como los 17 representativos de las

zonas de subsidencia.

Asentamiento del terreno (inteferometría)


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Figura 5. Distribución espacial de los espesores del acuitardo superior de acuerdo con datos provenientes de 372 pozos (SACM, 2006), conformado por depósitos lacustres de baja permeabilidad.

Figura 6. Gráfica comparativa de la velocidad de subsidencia y su respectivo espesor del acuitardo superior. La línea de color rojo representa el ajuste lineal de los pares graficados.

Asentamiento del terreno (inteferometría)


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Monitoreo de acuíferos con imágenes de satélite

Investigadores de la NASA y de la Universidad de California e Irvine demostraron que los 37 acuíferos más grandes de la tierra se están desecando y parece que su reducción es constante, sin conocerse el agua que queda en ellos. Para ello utilizaron más de once años de datos de los satélites GRACE (experimentos de recuperación gravitatoria y clima) para medir la reducción del agua. El estudio fue publicado en Water Resources Research.

Uncertainty in Global Groundwater Storage Estimates in a Total Groundwater Stress Framework, Richey, 2014, doi: 10.1002/2015WR017351.


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Monitoreo vertical del agua subterránea

Modelo conceptual hidrogeoquímico Felipe Arreguín-Instituto Mexicano de Tecnología del Agua

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Caracterización de acuíferos someros y profundos


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Gas de lutita Desarrollo en Texas, EUA

Centro Mario Molina 27


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Riesgo de contaminación de acuíferos

Reservas de gas y aceite de lutita en México

Centro Mario Molina

Fuente: U.S. Energy Information Administration, 2013. Technically Re coverable Shale Oil and Shale Gas Resources: An Assessment of 137 Shale Formations in 41 Countries Outside the United States.


29

Gas de lutita y disponibilidad de agua en México

Fuente: CONAGUA Felipe Arreguín-Instituto Mexicano de


Gas de lutita y agua subterránea

GAS – CONAGUA, 2015 Felipe Arreguín-Instituto Mexicano de


GRACIAS ……….


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