GARFIAS, J. et al. Análisis de la vulnerabilidad intrínseca...correspondientes al tipo de suelo, profundidad alnivel freático, impacto de la zona vadosa y larecarga al acuífero, como consecuencia de lavariabilidad de criterios se obtienen mapas devulnerabilidad diferentes. También se handesarrollado métodos estadísticos o demonitoreo, que se utilizan para estudiosprobabilísticos que evalúan la posible dispersióndel contaminante.No obstante el desarrollo de variasmetodologías clásicas para estimar lavulnerabilidad de un acuífero, éstos noconsideran la dinámica de flujo del sistemaacuífero. Por ello, actualmente existe muchoesfuerzo en unificar los conceptos devulnerabilidad intrínseca y específica,considerando los diferentes modelos y métodosde estimación, así como los mapas de riesgointegrados con la gestión de los acuíferos. Esevidente que una manera de coadyuvar a esteesfuerzo, es establecer bases conceptuales yoperacionales que combinen métodos clásicos ylos resultados de los modelos de simulación.Esto significa conocer con más detalle ladinámica del sistema y así disminuir laincertidumbre en la definición de los valores delos parámetros de los métodos clásicos. Debidoa lo anterior, este artículo se ha concentrado enla adecuación del método DRASTIC (Aller et al.,1987) mediante la modelación numérica,utilizando el modelo Visual Modflow (Guiger yFranz, 2001). Este estudio implica dos fases: laprimera establece el mapa de vulnerabilidadmediante el método DRASTIC y, la segunda,establece el modelo de flujo, asociado altransporte de partículas, que permite definiráreas de vulnerabilidad bajo ciertos criterios deprotección. Finalmente, ambos resultados sonsuperpuestos para generar un mapa de riesgocombinado, con características más adecuadasa fines de protección del acuífero.2. Descripción del área de estudioLa zona de estudio se localiza en el cursoAlto del río Lerma, en la porción central delEstado de México, ocupando una superficieaproximada de 2116 km 2 (Figura 1). Se localizadentro de la Provincia Fisiográfica EjeNeovolcánico, la cual se caracteriza por unaserie de manifestaciones volcánicas, las másimportantes del país, que dieron origen, entreotros procesos, al Popocatépetl, Iztaccihuatl ynevado de Toluca, en cuyos pies se asienta laciudad de Toluca, capital del Estado de México.Como se puede apreciar en la figura 2, lazona de estudio comprende un extensovalle con elevaciones del orden de 2.600msnm. Dicho valle está rodeado, hacia eloriente, sur y poniente, por elevacionestopográficas como la sierra de Las Cruces.Hacia el noroeste de la ciudad de Toluca sehalla el valle de Ixtlahuaca. A pesar quetopográficamente las cuencas de Toluca eIxtlahuaca/Atlacomulco están separadas,existe continuidad hidráulica superficial yconexión del flujo subterráneo entre las doscuencas (Lesser, 1992).La época de lluvias se presentageneralmente entre los meses de abril a octubre.El interior de la cuenca recibe un promedio anualde precipitación de 690 mm/año (Lesser, 1992).Las partes altas de la cuenca reciben grandescantidades anuales de precipitación; éstasfluctúan alrededor de 1200 mm/año (Gobiernodel Estado de México, 1997) y, durante losmeses de invierno, puede existir nieve sobre elnevado de Toluca (DGCOH, 1997). Los ciclosde la precipitación anual y los volúmenes en lacuenca no parecen tener grandes fluctuacionesen el tiempo, al menos considerando losregistros a partir de 1942, primer año dedisponibilidad de datos (Lesser, 1992).3. Explotación del acuíferoEl crecimiento sostenido de la ciudad deMéxico y la zona conurbada dependenesencialmente del desarrollo continuo de losrecursos hídricos locales y regionales para usodoméstico e industrial. El agua subterránea, lacual representa la principal fuente de aguapotable de la región, constituye el principalrecurso y ha sido centro de atención de muchosestudios (Legorreta, 1997; DGCOH, 1997). Conuna densa concentración de población superior alos 18 millones, en un área de 400 km 2 existeestrés hídrico sobre las fuentes de aguaprimarias (Legorreta, 1997). Así, esta carenciacontinua de recursos de agua subterránea alinterior del Valle de México, ha forzado a laciudad de México a la búsqueda de fuentesalternas en las cuencas vecinas para mitigar lademanda creciente de agua de esta megametrópoli.En 1942, la cuenca del río Lerma dentro elEstado de México, localizada aproximadamentea 100 km al oeste del valle de México, haconstituido la fuente de agua potable alterna máscercana a la ciudad de México (Figura 1) (UAEM,1993). Inicialmente, el agua superficial de losmanantiales procedente del pie de las montañasque circundan a la cuenca fue canalizada y, en1951, el sistema Lerma, un sistema detransporte y extracción de agua subterránea,entra en operación (UAEM, 1993). De la bateríade pozos situada próxima al pie de la Sierra delas Cruces se extrae aproximadamente 6 m 3 /shacia la ciudad de México (cerca del 9% de lademanda total) (Legorreta, 1997). Además, hayuna demanda significativa de la intensa actividadindustrial y agrícola en la cuenca. El corredorRevista Latino-Americana de Hidrogeologia, n.2, p. 115-126, 2002. 117
GARFIAS, J. et al. Análisis de la vulnerabilidad intrínseca...industrial, localizado cerca de la ciudad deToluca, es fruto del desplazamiento industrial delValle de México hacia el río Lerma, posterior alterremoto de la ciudad de México en 1985.La intensa extracción del aguasubterránea en la cuenca del río Lerma haproducido un descenso de los niveles delacuífero, modificación de los patrones regionalesde flujo y un cambio en los gradientes hidráulicosverticales. Una consecuencia de esto puede serel progresivo decrecimiento de la recarga delagua subterránea hacia los cuerpos de aguasuperficiales. Los manantiales existentes al piede las regiones montañosas que circundan lacuenca, considerados importantes para larecarga del agua superficial, han idodesapareciendo a lo largo del tiempo (UAEM,1993). La masiva extracción del aguasubterránea en la cuenca del río Lerma puedeestar contribuyendo a la lenta desaparición delos cuerpos de agua superficial (UAEM, 1993;Díez, 1998). En particular, la batería de pozos,que forma una línea de 263 pozos a lo largo dela región este de la cuenca del río Lerma, estámuy próxima al curso principal de los antiguoscuerpos de agua, evidencia que induce a pensarque éstos han constituido el drenaje de antiguoslagos (Figura 2) (UAEM, 1993, Díez, 1998).El área de los lagos y lagunas empezó adisminuir de tamaño a partir de 1950 y esto fueasociado al incremento de la extracción de aguapotable para el Valle de México (Díez, 1998). En1943, los tres lagos cubrían un área de 10705hectáreas. En el año 1993, esta área se redujo a3200 hectáreas (Figura 2) (UAEM, 1993). Estoscuerpos de agua se sitúan en la cabecera del ríoLerma. La última laguna al sur de la cuenca, lalaguna de Almoloya, es la última que resta de loscuerpos de agua superficial en la región sur de lacuenca Alta del río Lerma, donde la cantidad y lacalidad del agua están decreciendoprogresivamente. Este cuerpo de agua estambién el destino final de descargas directas deaguas residuales de las localidades aledañas eindustrias. La calidad del agua en la laguna deAlmoloya y también el río Lerma ha idodecreciendo significativamente con el tiempo(UAEM, 1993).4. Modelo conceptual del sistema acuíferoAtendiendo a las propiedades deporosidad y fracturamiento de las unidadeslitológicas, el Curso Alto del río Lerma estáintegrado por dos medios: poroso y fracturado(Figura 3) (Ariel Consultores, 1996).El medio poroso está representado por losdepósitos de clásticos no consolidados querellenan la cuenca del valle de Toluca; supermeabilidad está principalmente en función dela granulometría y forma de sus granos, y está118representada por las siguientes unidadesestratigráficas: tobas y arenas (Qtb, Qtb-a),depósitos aluviales (Qal), lacustres (Qla) y laformación Tarango (Tpt). Otras unidadesestratigráficas que constituyen un medio porososon los flujos del nevado de Toluca (Qn, Qtbn) yconos volcánicos recientes (Qbc), aunque másbien se consideran zonas de recarga a losacuíferos.El medio fracturado está representado porlas unidades estratigráficas siguientes: Tarango(Tpt), andesitas (Tpv), formación las Cruces(Tomc) y andesitas Xochitepec (Tomv). Estastres últimas unidades a pesar que se considerande forma general acuífugos, contienen suficienteagua en alguna de sus áreas afectadas porfracturas. La formación Chichinautzin (Qbc)presenta un fraturamiento más amplio y definidopor lo que se considera como área de recarga.Las rocas volcánicas afectadas por tectonismo, yque manifiestan permeabilidad secundaria porfracturamiento, representan zonas importantesde recarga para acuíferos de planicie, o bienpropiamente acuíferos constituidos en mediofracturado.Para efectos de funcionamiento hidráulicodel acuífero, el medio poroso se consideró comouna primera capa (superior), mientras el mediofracturado se consideró como una segunda capa(inferior). Ambas capas, a pesar de estardivididas en ocasiones por materialesimpermeables, se consideran comopertenecientes a un mismo acuífero. La figura 3presenta un esquema del modelo conceptualgenerado con la información de base.5. MetodologíaEn primera instancia y, tras el análisis de lainformación disponible (geología, edafología ehidrogeología), se confeccionó un mapa devulnerabilidad mediante la metodologíaDRASTIC, con el apoyo de los sistemas deinformación geográfica en formato vectorial,mediante la superposición de polígonos,permitiendo incorporarle atributos a cadaelemento de los diferentes parámetros que utilizadicha metodología.Dada la incertidumbre en la estimación de lavulnerabilidad intrínseca, y partiendo del hechode que los resultados obtenidos por lacartografía de vulnerabilidad no son absolutos,se decidió adecuar el mapa DRASTIC obtenidopreviamente mediante la utilización de lamodelación numérica. El primer paso paragenerar las áreas a proteger fue seleccionar losescenarios de mayor interés, tomando en cuentala importancia de sus respectivos usos. En elpresente caso, dichos escenarios correspondena diferentes grupos de pozos, pero en otrostrabajos que se desarrollen similares a éste, losRevista Latino-Americana de Hidrogeologia, n.2, p. 115-126, 2002.
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