DIAGNÓSTICO

PRIMERA PARTE

Universidad de Guadalajara

Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias

Instituto de Limnología

Programa de Ordenamiento Ecológico y Territorial del Estado de Jalisco

“Marco Físico”

LAS AGUAS SUPERFICIALES

 Capítulos 1,2,3,4

Manuel Guzmán Arroyo

Chapala, Jal.

Diciembre de 1997

ÍNDICE

A manera de prólogo

Platón sabía que el Atica había sufrido una severa deforestación en el espacio de dos generaciones y dio pruebas concretas de este hecho en su obra “Critias”, de donde tomamos este párrafo:

“Lo que ahora queda, comparado con lo que entonces existía, es como el esqueleto de un hombre enfermo; removida toda la tierra grasa y suave, solamente la armazón desnuda. Pero en aquella época el país contaba incólume, y por montañas tenía altas colinas cultivables, y en lugar de los "eriales", como ahora se les llama, planicies cubiertas de rico suelo; y tenía muchos bosques en sus montañas, de los cuales todavía se ven muestras hoy. Pues hay algunas montañas que no tienen otra cosa que alimento para las abejas, pero no hace mucho que tenían árboles, y los troncos que cayeron para techar los más grandes edificios todavía subsisten. Además, había árboles altísimos de especies cultivadas; y abundantes pastizales para los rebaños. Más aun, estaba enriquecido por las lluvias anuales de Zeus, las cuales no se perdían como ahora, por correr sobre la tierra desnuda hasta el mar; ya que el suelo era profundo, y recibía el agua, almacenándola en la tierra arcillosa que la retenía. Las cuencas de las alturas proporcionaban a todos los distritos de abundantes manantiales y arroyos, de los cuales aún quedan los templos en los lugares donde antes existían las fuentes, como signos que testimonian la veracidad de nuestra descripción de la tierra.”

Fuente: Hughes, J.D., 1981.

Agradecimientos.

La participación de numerosas personas fue necesaria para la obtención de información, de su ordenación, del análisis y de la estructuración que nos permitió desarrollar este trabajo. A través de estas líneas deseamos hacer patente nuestro mas sincero agradecimiento a todas ellas y a las instituciones donde laboran, ya que contribuyeron de una manera generosa y desinteresada al proyecto, lo cual nos permitió el buen termino de este estudio.

Al M.C. Arturo Curiel Ballesteros Coordinador Técnico del Programa de Ordenamiento Ecológico y Territorial del estado de Jalisco, a su grupo de coordinación y colaboradores. Del Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias de la Universidad de Guadalajara (CUCBA-UdeG).

Al Ing. Ramón A. García Mayen, Gerente Regional de la Cuenca Lerma - Santiago. Al M.C. Jesús Amezcua Director del Centro de Estudios Limnológicos. Al Ing. Carlos Hernández Subgerente Técnico de Aguas Superficiales e Ingeniería de Ríos. Al Ing. Manuel R. García Valdez Jefe del Proyecto de Saneamiento y Calidad del Agua. A la Biol. Adriana Montoya Heredia, especialista en hidráulica del Proyecto de Saneamiento y Calidad del Agua. Al Ing. Miguel C. Alfaro Avalos, especialista en hidráulica de la Subgerencia Técnica de Aguas Superficiales e Ingeniería de Ríos. De la Comisión Nacional del Agua (CNA).

Colaboración.

En diversos estudios en proceso o anteriormente desarrollados y ahora son empleados en el Proyecto de Aguas Superficiales del POET-Jalisco, así como en la participación en sus diferentes capítulos, se contó con la destacada y desinteresada colaboración y asesoría de las personas e instituciones mencionadas a continuación por su apellido en  orden alfabético:

Ing. Agron. Javier Álvarez Díaz. Consultor financiero en empresas agropecuarias.

M.C. Jesús Amezcua, Director del Centro de Estudios Limnológicos de la Gerencia Regional Lerma - Chapala- Santiago de la Comisión Nacional del Agua (CEL-CNA).

Arq. Fernando Dávalos Orozco, Profesor del Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Occidente (ITESO). 

M.C. José de Anda Sánchez, Investigador del Centro de Investigación y Asistencia Tecnológica del Estado de Jalisco (CIATEJ). 

Ing. Manuel R. García Valdez, Jefe del Proyecto de Saneamiento y Calidad del Agua de la Gerencia Regional Lerma - Chapala- Santiago de la Comisión Nacional del Agua (CNA).

Dr. J. Guadalupe Michel Parra, Profesor Investigador del Centro Universitario del Sur, de la Universidad de Guadalajara (CUS-UdeG).  

M.C. J.Josué Morales Acosta. Profesor Investigador del Centro Universitario de los Altos, de la Universidad de Guadalajara (CUA-UdeG)

Ing. J. Manuel Ortíz Martínez, Jefe de la Oficina de la SEMARNAP en Chapala.  

Lic. Hugo Pegueros Oceguera, Delegado Regional de la Secretaría de Turismo del Estado de Jalisco. Región Chapala (SeTur). 

M.C. Humberto Ramírez Vega. Director de la Unidad Tepatitlán del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (UT-INIFAP).

Una mención especial a:

Técnicos Martín García López y Saúl Camarena Ontiveros del Instituto de Limnología de la Universidad de Guadalajara. En los trabajos de campo.

Estudiantes Hugo, Ernesto, Luz y Paulina. En la colecta, captura y ordenación de la información.

Resumen.

Partiendo del

Palabras clave:  Aguas superficiales; Diagnóstico; Limnología; Disponibilidad; Contaminación del Agua; Estado de Jalisco.

Cita bibliográfica.

Guzmán, A.M., 1997. Las Aguas Superficies. Diagnóstico. Programa de Ordenamiento Ecológico y Territorial del Estado de Jalisco. Marco Físico. Instituto de Limnología. Universidad de Guadalajara. Guadalajara. 125 pp.

1. Introducción.

La crisis del agua es de carácter mundial, a pesar de las grandes innovaciones tecnológicas de la era moderna, en la actualidad hay más personas que carecen de agua que hace 10 años. Las necesidades en materia de saneamiento son cada vez más indispensables, incluso en los países desarrollados, donde con sus mayores recursos hacen una administración mas eficiente y tienen una sociedad más exigente.

Especialistas internacionales consideran que en los años que restan al siglo XX y en los inicios del XXI, la carencia de agua, más bien que la carencia de la tierra cultivable, será el limitante mas importante en la producción de alimentos a nivel mundial. Al igual que el suelo, la cantidad de agua disponible para el uso agrícola no puede ser aumentada, pero puede ser mejor empleado (Halacy, 1977; Aldama, 1994; Guzmán, 1996).

La situación del agua en México corresponde a un panorama de contrastes: mientras diversas regiones del centro y norte del país, presentan condiciones de escasez, de sobreexplotación y de contaminación, a tal punto que su disponibilidad se convierte paulatinamente en un factor limitante del desarrollo; en el sur del país, los excedentes de agua, ligados a otros factores físicos y socioeconómicos, también lo hacen.

El balance nacional medio de agua, aunque registra un aparente superávit, no refleja los problemas más graves que afectan a un gran número de los acuíferos y cuencas del país, como lo expresan los balances regionales que muestran un déficit considerable en casi la mitad del territorio (Aldama, 1994). Por cada hectárea de agua de cuerpos naturales, México ha embalsado 10 ha. en presas. Existen algunas discrepancias sobre la superficie de agua dulce en México, al respecto: Medina, et al, (1976) consideran 704,375 ha.; La SRH (1981) estima en más de un millón y Vidal, et al, (1985) utilizando sensores remotos en 985,017 ha.

México posee 320 cuencas hidrográficas, en las cuales se encuentran 70 lagos naturales, con superficies mayores a 10 hectáreas, que en conjunto cubren una superficie de 370,891 hectáreas (Arredondo y Aguilar, 1987; García y de la Lanza, 1996). En las cuencas de los ríos Pánuco, Lerma, San Juan y Balsas se recibe el 50% de las descargas de aguas residuales del país. Los acuíferos mas contaminados se localizan en la Comarca Lagunera, el Valle de México, la región del Bajío y el Valle del Mezquital, como resultado de los lixiviados de los agroquímicos. Los procesos de deforestación también contribuyen ampliamente a la degradación de la calidad del agua en las cuencas (Arreguín, et al, 1996).

En México se encuentra el 60% de los peces de agua dulce de Norteamérica y el 6% del total mundial. De las 7 familias con mayor número de especies edémicas 5 se encuentran en la zona: Petromizontidae (lampreas), Goodeidae (godeidos), Cyprinidae (carpas), Atherinidae (charales y pescados blancos) y Poecilidae (pecílidos). Siendo las dos primeras familias exclusivas del área. El endemismo es alto en la cuenca Lerma-Santiago (66%) y un poco menor en la cuenca del Ameca (32%) y del Duero (15%), (Barbour, 1973; Miller, 1986; Ledesma, 1988a y b; Guzmán, 1995; Guzmán y Lyons, 1997; Espinosa, 1993).

2. Antecedentes.

Los antecedentes bibliográficos y documentales consultados corresponden a muy diversos temas relacionadas con el agua en Jalisco, de manera general se comentan las principales fuentes de información así como la bibliografía mas relevante que sirvió de base para la elaboración del presente trabajo. 

Un primer grupo corresponde a inventarios generales de los cuerpos de agua, tanto a nivel nacional como estatal, en estos trabajos se encuentran los de Medina, et al, (1977 y Vidal, et al, (1985), con un carácter nacional, aun cuando el último tienen información específica de algunos cuerpos de agua del estado; Un inventario de las aguas superficiales de Jalisco realizado en 1985, fue proporcionado por la Subdelegación de Pesca (SEMARNAP) de Jalisco. En 1996 el INEGI presenta un inventario del Estado de Jalisco, donde anota volúmenes y superficies de los cuerpos de agua

Los trabajos generales relacionados con aspectos limnológicos y de contaminación, se inician formalmente con el trabajo realizado por de Buen en 1945 y por los estudios realizados por la UNAM para la SRH publicados en 1973 y 1974, sobre contaminación en el Lago de Chapala (SRH, 1974a, b, c y d); en 1985 Limón y colaboradores realizan una evaluación sobre la información contenida en los trabajos de la SRH, antes mencionados.

Se emplearon también los Bancos de Información y las Bases de Datos del Instituto de Limnología de la Universidad de Guadalajara y del Sistema Nacional de Monitoreo de la Calidad del Agua (SINCA) proporcionados por el Centro de Estudios Limnológicos (CEL); El Programas de Saneamiento y Calidad del Agua y de la subgerencia técnica de Aguas Superficiales e Ingeniería de Ríos, todos ellos de la Gerencia Regional Lerma Santiago Pacífico, de la Comisión Nacional del Agua (CNA-SEMARNAP).

La bibliografía general sobre datos de población y de sus actividades económicas, fueron obtenidos de los diversos censos y trabajos regionales y estatales del INEGI (1988, 1990, 1992 y 1994) y de diversas dependencias del Gobierno Federal y del Gobierno del Estado de Jalisco.

Tres estudios fueron de gran importancia para el desarrollo del presente trabajo: el Diagnóstico de la Contaminación del Agua en Jalisco (Guzmán y Merino, 1992) de la Universidad de Guadalajara; el Plan Estatal de Protección al Ambiente (GEJ, 1993) del Gobierno del Estado de Jalisco y el Estudio Integral de  la Calidad del Agua en el Estado de Jalisco (Montoya, Contreras y García, 1997) de la Comisión Nacional del Agua.

En el Cuadro 1.1 se listan los principales estudios que sobre Sistemas Acuáticos de Jalisco se han elaborado, incluyendo lagos, presas, ríos, lagunas costeras y el mar. Los resultados obtenidos son amplios y diversos, desde los estudios de tipo social, económico, hasta los de tipo calidad del agua y biológicos, donde se determinan características del medio social y natural. Estos trabajos son el soporte inmediato a este estudio y a lo largo del mismo se mencionarán con sus correspondientes citas.

Cuadro 1.1 Estudios sobre Sistemas Acuáticos en Jalisco.

Bibliografía.

Capítulos 1 y 2.

Aldama, R.A.A., 1994. Panorama del agua en México. Reunión Franco Mexicana de Gestión del Agua. Com. Nal. Agua., Guadalajara. 6 pp.

Arredondo, F.J.L. y C.D. Aguilar. 1987. Bosquejo histórico de las investigaciones limnológicas realizadas en lagos mexicanos, con especial enfásis en su ictiofauna. En Gómez, A.S. y V.F. Arenas. (Ed.) Contribuciones en Hidrobiología. Mem. Reunión A. Villalobos. Inst. Biol., Univ. Nal. Autón. México. 91-134 pp.

Arreguín, C.F., A.K. Biswas y R.A. Talavera. 1996. Fortalecimiento de Capacidades Institucionales del Subsector Agua en México. Inst. Mex. Tecnol. Agua. Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo. Jiutepec. 54 pp.

Barbour, C.D., 1973b. A biogeographycal history of Chirostoma (Pisces Atherinidae): aspecial flock from de mexican plateau. Copeia 3. 533-556.

de Buen, F., 1945. Resultados de una campaña Limnológica en Chapala y observaciones sobre otras Aguas Continentales. Rev. Soc. Mex. Hist. Nat. VI (34): 129-144 pp.

Espinosa, P.H., 1993. Riqueza y diversidad de Peces. Ciencias. Num. Especial 7. México. 77-84.

García, C.J.L. y de la Lanza, E.G. 1995. (Comp.) Lagos y Presas de México. Centro de Ecología y Desarrollo. México. 320 pp.

GEJ. 1993. Plan Estatal de Protección al Ambiente. Com. Est. Ecol., Gob. Edo. Jal., Guadalajara. 371 pp.

Guzmán A.M., y E.N. Merino. 1992. Diagnóstico de la Contaminación del Agua en Jalisco. Cuadernos de Difusión Científica 26. Univ. Guadalajara. 67 pp.

Guzmán, A.M., (Comp.). 1995. La pesca en el Lago de Chapala: hacía su ordenamiento y explotación racional. Comisión Nacional del Agua. Universidad de Guadalajara. Guadalajara. 302.

Guzmán, A.M., 1996. La Gestión del Agua. Reunión de Especialistas de Calidad del Agua. Univ. Guadalajara. Guadalajara. 15 pp.

Guzmán A.M. y J. Lyons. 1997. Los Peces de las aguas continentales de Jalisco. En Jardel, E. y E. Santana. (Edits.) Conservación Biológica y Áreas Protegidas de Jalisco. Inst. Manantlán de Ecología. Univ. National Fish and Wildlife Found. Autlán. 15 pp.

Halacy, D.S., 1977. Agua, viento y sol: Las alternativas de energía. Madrid. 150 pp.

INEGI. 1979-1989. Carta Hidrológica de Aguas Superficiales, 1:250,000. Inst. Nal. Est. Geo. Info., México.

INEGI. 1988. Jalisco en Síntesis. Inst. Nal. Geog. Estad. Inform. México. 57 pp.

INEGI. 1990. Jalisco. Cuaderno de Información para la Planeación. Inst. Nal. Estad. Geog. Inform. México. 466 pp.

INEGI. 1992. Perfil sociodemográfico. XI Censo General de Población y Vivienda, 1990. Inst. Nal. Estad. Geog. Inform. México. 92 pp.  

INEGI. 1994. Jalisco Panorama Agropecuario. VII Censo Agropecuario 1991. Inst. Nal. Estad. Geog. Inform. México. 115 pp.

Ledesma, A.C.L., 1988a. Los goodeidos, una familia absolutanmente mexicana. Rev. Tec. Pesq., México. 242: 7-9 pp.

Ledesma, A.C.L., 1988b. Las lampreas de Jacona. Rev. Tec. Pesq. México. 240. 16-18 pp.

Limón, G.M., J.R. Jaramillo, J.R. Soto, L.L. Bascih, R.G. Ledesma y S.V. Álvarez. 1985a. Evaluación de la Información de la Calidad de Agua del Lago de Chapala en el Estado de Jalisco. (I Etapa). Sría. Desar. Urb. Ecol., Subsría. Ecol., Dir. Gral., Prev., Guadalajara. 150 pp.

Limón, G.M., J.R. Jaramillo, J.R. Soto, L.L. Bascih, R.G. Ledesma y S.V. Álvarez. 1985b. Evaluación de la Información de la Calidad de Agua del Lago de Chapala en el Estado de Jalisco. (II Etapa). Sría. Desar. Urb. Ecol., SubSría. Ecol., Dir. Gral., Prev., Guadalajara. 125 pp.

Medina, G.J.A.  F.R.H. Vera y R.S. Sánchez. 1976. La Acuacultura en la planeación hidraúlica. Com. Plan Nal. Hidraúl, Sría. Rec. Hidraúl, México. 91 pp.

Miller, R.R., 1986. Composition and derivation of the freswater fish fauna of Mexico. An. Esc. Nac. Cienc. Biol. México. 30: 121-153.

Montoya, H.A., C.S Contreras y V.M.R. García. 1997. Estudio Integral de  la Calidad del Agua en el Estado de Jalisco. Com. Nal. Agua., Geren. Reg. LermaSantiago. Guadalajara. 106 pp.

SRH. 1973. Estudio Limnológico del Lago de Chapala. (I Etapa). Sría. Rec. Hidrául., SubSría. Plan., Univ. Nal. Autón. México. Inst. Ing., México. 216 pp.

SRH. 1974a. Estudio Limnológico del Lago de Chapala. (II Etapa. Vol I). Sría. Rec. Hidrául., SubSría. Plan., Univ. Nal. Autón. México. Inst. Ing., México. 190 pp.

SRH. 1974b. Estudio Limnológico del Lago de Chapala. (III Etapa. Vol I). Sría. Rec. Hidrául., SubSría. Plan., Univ. Nal. Autón. México. Inst. Ing., México.172 pp.

SRH. 1974c. Estudio Limnológico del Lago de Chapala. (III Etapa. Vol II). Sría. Rec. Hidrául., SubSría. Plan., Univ. Nal. Autón. México. Inst. Ing., México. 180 pp.

SRH. 1974d. Estudio Limnológico del Lago de Chapala. (Resumen del Estudio). Sría. Rec. Hidrául., SubSría. Plan., Univ. Nal. Autón. México. Inst. Ing., México. 43 pp.

SRH. 1981. Inventario de Cuerpos de Agua de la República Mexicana. Sría. Rec. Hidraúl., México. s/d. pp.

Vidal, L.J, G.M. Valero y R.M. Rangel. 1985. Frontera Acuícola. Sría. Rec. Hidraúl, Com. Plan Nal. Hidrául, México. 216 pp.

3. Objetivos.

El Objetivo General del estudio sobre las Aguas Superficiales del Estado de Jalisco, plantea establecer una caracterización y un diagnóstico general sobre la situación ecológica y ambiental que guardan los diversos Sistemas Acuáticos Epicontinentales del Estado de Jalisco, considerados como tales las Cuenca Hidrológicas, los ríos, presas, lagos, bordos y lagunas costeras. Implicando su descripción, el uso que de ellos se hace, así como los impactos que el hombre ocasiona con sus actividades.

El estudio propuesto plantea como objetivos particulares, el establecer, describir y caracterizar aspectos tales como:

¨      Los Marcos de Referencia a nivel Internacional, Nacional, Estatal e Internacional, tanto Políticos como Jurídicos, donde se desenvuelve el uso, la administración y la gestión del Recurso Agua. 

¨      Los aspectos mas importantes del agua como un Recurso Natural, tales como los tipos de ecosistemas acuáticos (marino, estuarino y limnético). La situación general que guarda este recurso tanto en México, en la región del Occidente de México, y particularmente en el Estado de Jalisco.

¨      Las características de las aguas superficiales en Jalisco (Regiones y Cuencas y Subcuencas Hidrológicas), los Inventarios de cuerpos de agua (Lagos, Presas, Bordos y Lagunas Costeras), así como las características de los principales embalses del estado en especial los lagos naturales.

¨      El agua como un recurso aprovechado por el hombre, sus principales usos, la disponibilidad y balance de agua por cuenca y las tendencias y necesidades de agua de la población.

¨      El impacto que las acciones humanas ocasionan por las actividades propias del desarrollo urbano, agropecuario e industrial, así como por el uso del agua y las descargas en los cuerpos de agua.

4. Metodología.

El manejo de la información dentro de los marcos conceptuales de este tipo de estudios, creo la necesidad de desarrollar estrategias y métodos de trabajo para llegar a las metas propuestas. La metodología por lo tanto se ha dividido en dos secciones, los materiales y métodos de la manera tradicional y el desarrollo y aplicación de diversos indicadores, que nos permitieron el manejo e interpretación de bases de datos voluminosas por la cantidad y heterogeneidad de sus contenidos.

La metodología empleada se manejo a diversos niveles, la recopilación de información existente, el uso de la información del Instituto de Limnología y el trabajo de campo desarrollado para el presente trabajo. La conformación de bases de datos a través de la captura de información, su análisis e interpretación. En la Figura 4.1 se observa el diagrama de flujo de las actividades generales desarrolladas en el estudio y sus interacciones.

Fig 4.1 Las Aguas Superficiales: Diagrama de Flujo

4.1 Material y métodos.

Los métodos descritos a continuación se aplicaron en los casos en que se desarrollaron trabajos de campo específicos para los programas de investigación del Instituto de Limnología y se refieren a dos tipos de trabajo: Las caracterizaciones limnológicas, que nos permiten tener una evaluación simple de los cuerpos de agua, donde se muestrean y analizan los Parámetros físico - químicos de Nivel I (parámetros tomados en situ), estos trabajos en general tienen objetivos múltiples como lo es la pesca, el fito y zooplanctón u otros grupos biológicos. Las monografías limnológicas donde se aplican tanto los Parámetros físico - químicos de nivel I como los de nivel II (analizados en laboratorio), que además de los objetivos antes mencionados se requieren para una evaluación de la calidad del agua. 

4.1.1 Trabajo de gabinete.

Se realizó una revisión bibliográfica sobre antecedentes la cual fue sumamente pobre, al no encontrarse información científica sobre hidrología físico-química de la mayor parte de los cuerpos de agua de Jalisco. Fue consultada información tanto publicada como de las fuentes originales e informes internos de la Comisión Nacional del Agua quien facilitó información sobre el Sistema Nacional de Monitoreo de la Calidad del Agua (SINMCA) a través del Sistema de Información de Calidad del Agua (SICA).

Fue empleada la base de Datos Hidrológicos (BDH-IL) del Instituto de Limnología, así como de los diversos trabajos monográficos desarrollados en los lagos de Chapala y Zapotlán; presas de Texcalame y el Jihuite; en el Río Duero y en la cuenca baja del Río Santiago. Así como de numerosas cuerpos de agua mencionados en el Cuadro 1.1.

En general la información recopilada de carácter social y económico se manejó a nivel Municipal y de Cuenca Hidrológica, la información hidrológica se analizo a nivel de Región y de Cuenca Hidrológica, en el caso particular de los lagos y de las principales presas y ríos del estado, se hizo de manera individual.

Los datos fueron ordenados, tabulados y graficados obteniéndose los principales parámetros estadísticos. En algunos casos en donde la profundidad lo permitía se analizó la distribución vertical (cortinas) y su distribución horizontal (isolíneas). Los datos de algunas variables e índices se vertieron en mapas con divisiones municipales y/o de cuencas hidrológicas.

4.1.2 Trabajo de campo.

Se emplearon los resultados de los muestreos físico - químicos de 20 cuerpos de agua a través de una red de estaciones, variando el número  (4 a 9), y los sitios de muestreo con base a que estuvieran uniformemente distribuidos en toda la extensión del cuerpo de agua (Fig. 4.2).

Fig 4.2 Principales lagos y presas del Estado de Jalisco

Los parámetros físico - químicos de nivel I empleados fueron: la nubosidad, viento, profundidad, temperatura ambiente, color y transparencia (Sechii) del agua se toma para cada estación, determinándose con observaciones directas. En superficie, para cada metro de profundidad y fondo, los siguientes parámetros: temperatura del agua, oxígeno disuelto, conductividad, potencial hidrogeno, índice Redox y la profundidad, midiéndose con un Hidrolab marca Kalhsico. Las observaciones como tipo de nubes y porcentaje, corriente, color y olor del agua, presencia de materia flotante, oleaje, se realizaron por estación.

La información obtenida de otras fuentes, como el Sistema Nacional de Monitoreo de la Calidad de Agua (SINMCA) comprende 48 estaciones de monitoreo en los principales ríos y cuencas hidrológicas del estado (Fig. 4.3) 

4.3 Estaciones de la red de monitoreo de la Calidad de Agua 

en los principales rios del Estado de Jalisco

Basado en: GEJ-COESE, 1993

4.1.3 Trabajo de laboratorio.

Las muestras colectadas fueron debidamente fijadas y refrigeradas para posteriormente ser analizados de acuerdo a las normas correspondientes en el Laboratorio Ambiental Agrícola de la Comisión Estatal de Ecología (COESE), del Gobierno del Estado de Jalisco y en el Centro de Investigación y Asistencia Tecnológica del Estado de Jalisco (CIATEJ) o bien en los laboratorios del Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias de la Universidad de Guadalajara (CUCBA-UdeG).

Las normas y estándares empleados en los análisis físico - químicos son comunes a los trabajos desarrollados por otras instituciones. Lo cual nos permite establecer comparaciones reales y confiables. Los inconvenientes encontrados es la disparidad cronológica de los trabajos, ya que estos fueron realizados en muy diversas épocas (de 1973 a 1997). En el Cuadro 4.1 se relacionan en forma general los principales trabajos realizados y revisados para el desarrollo del presente trabajo.

Cuadro 4.1 Métodos y normas físico - químicas empleados.

Parámetros físico-químicos I.

Parámetros físico-químicos II.

Parámetros Biológicos.

Nota: Esta es la relación general de todos los parámetros presentados en los diversos estudios analizados (Cuadro 1.1), no todos los datos fueron empleados en el presente estudio. Los estudios mas recientes tienen actualizadas las normas originales.

4.2 Indicadores.

A lo largo de este trabajo se revisan 6 índices que se emplean para establecer de alguna manera a el grado de impacto sobre los sistemas acuáticos y 2 mas que se pueden correlacionar con los 6 anteriores. A lo largo de este trabajo se emplearon algunos de ellos y se propone el uso comparado y/o correlacionado entre ellos.

Cuadro 4.2 Indicadores.

A continuación se describe la metodología para cada uno de ellos.

4.2.1 Índice de Calidad del Agua (ICA).

En la medida que la normatividad se ha venido desarrollando para ordenar una creciente deterioro ambiental en el ámbito del recurso agua, se han desarrollado diversos Índices de Calidad de Agua tanto generales y como de uso específico (Tamayo, 1985). Dentro de los índices generales se encuentran el de Horton, Brown, Pratti, Mcduffi, Dinius y el INDIC-SEDUE. En los de uso específico los de O’connors (Pesca, vida silvestre y Abastecimiento público), Walski (Recreacional), Stoner (Abastecimiento público e Irrigación) y el de Nemerow y Sumitomo (Contacto humano directo, indirecto y remoto), (SARH, 1979; Guzmán y Merino, 1989; Montoya , et al, 1997).

El Índice INDIC-SEDUE fue el primero en desarrollarse y aplicarse en México y en Jalisco, tuvo un uso común en la antigua Secretaria de Desarrollo Urbano y Ecología en el Departamento de Prevención y Control de la Contaminación Ambiental de la Subdelegación de Ecología de la Delegación SEDUE-JALISCO (Gonzáles, 1980). Este Índice de Calidad de Agua esta basada en el índice desarrollado por Dinius y adaptado y modificado por la Dirección General de Protección y Ordenación Ecológica (DGPOE) de la SEDUE.

El grado de contaminación del agua es medido en términos del índice, definido como el grado de contaminación existente en el agua de la muestra expresado como un porcentaje de agua pura. Así para el agua totalmente contaminada se tendrá un índice de calidad cercano o igual a 0 y de 100 para agua de excelentes condiciones. Por lo tanto el índice es un porcentaje promedio del efecto que causan los diferentes niveles de cada uno de los parámetros medidos en un cuerpo de agua.

De todos los índices mencionados en este capítulo el Índice de Calidad del Agua es el único que tiene connotaciones legales, ya que se emplea para establecer normas de descargas. El Índice de Calidad del Agua esta constituido por 18 parámetros clasificados dentro de cuatro categorías:

1.      Cantidad de materia orgánica: determinadas por el porcentaje de saturación del Oxigeno Disuelto (OD) y la Demanda Bioquímica de Oxigeno (BDO5).

2.      Materia Bacteriológica presente: determinada por Coliformes totales (COT) y Coliformes fecales (COF).

3.      Características físicas: determinadas por el color (COL) y la Turbiedad (TUR).

4.      La materia orgánica es determinada por la alcalinidad (Alc), dureza (DUR), Cloruros (CLO), conductividad especifica (CON), concentración de iones Hidrogeno (pH), grasas y aceites (GyA), sólidos suspendidos (SST), sólidos disueltos (SDT), nutrientes: nitrógeno de nitratos (N-NO3), nitrógeno amoniacal (N-NH3), fosfatos (P04^-) y detergentes (SAAM).

Se considera que estos parámetros son relativamente fácil de colectar y analizar y por lo tanto de monitorear periódicamente. Este índice de calidad de agua tiene como características que el valor del grado de contaminación determina el uso a que puede destinarse el agua de la cuenca hidrológica en estudio.

Los usos del agua considerados por el Índice de Calidad del Agua son:

1.      Abastecimiento Público.

2.      Natación y otros deportes acuáticos en contacto directo con el cuerpo humano.

3.      Pesca, acuacultura y vida acuática.

4.      Industrial y Agrícola.

5.      Navegación.

6.      Transporte de desechos tratados o almacenamiento en caso de lagos.

Debido a que ciertas pruebas son mas representativas de la calidad de agua que otras se asignan ciertos pesos específicos a los 18 diferentes parámetros designados como W, siendo estos pesos específicos de acuerdo a si el cuerpo de agua en estudio es un lago, una bahía o un río, de tal manera que la formula que proporciona el índice de calidad de agua es:

(4.1)

Donde: ICA = Índice de Calidad del Agua, 0 = < I = < 100; I_i = Función subíndice del parámetro i, 0 = < I = < 100; W_i = Peso de importancia del parámetro (ponderación)

i, 0 = < W_i = < 5; n = Número de parámetros empleados.

Las ecuaciones funcionales subíndices para cada uno de los 18 parámetros empleados en el cálculo del índice, se muestran a continuación en el Cuadro 4.3.

Cuadro 4.3 Funciones subíndices.

Fuente: Montoya, et al, 1997.

El Índice de Calidad del Agua presenta valores en escala decreciente, para diferentes usos a los cuales va a destinarse el agua analizada. Sin embargo hay que tener presente que tanto las ecuaciones individuales como la ponderación de los pesos deben ser revisados antes de utilizar el Índice de Calidad del Agua para un lugar específico; río, presa, lago, estero o bahía.

 El Índice de Calidad del Agua no esta evaluada únicamente en los términos que son mas significantes y fácilmente entendibles, sino que todos los 18 parámetros utilizados para su cálculo se pueden interrelacionar algebraicamente (Guzmán y Merino, 1989).

4.2.2 Coeficiente de Estabilidad Hidrológica (CEH).

 El coeficiente de estabilidad hidrológica citado por García (1976), se emplea para determinar el grado de estabilidad (variabilidad) dentro de una colección de datos de una muestra físico química. Se establece a través de la relación de la varianza con la media de la muestra, cuya ecuación se expresa como:

(4.2)

Donde: CEH es el Coeficiente de Estabilidad Hidrológica; V es la varianza de la muestra y M es el promedio. La ecuación es similar al Coeficiente de Variación.

Si el resultado es mayor a 0.5 unidades se considera como inestable (> 0.5 = Inestable), si por el contrario el resultado es menor a 0.5 se considera como estable (< 0.5 = Estable).

Debe tenerse muy en cuenta la variabilidad propia de cada uno de los parámetros, por ejemplo la temperatura y el oxígeno tienden a variar grandemente a lo largo del día, en cambio los nutrientes no lo hacen. Esto esta dado por la interacción con el entorno, en particular con la atmósfera y la intensidad luminosa.

4.2.3 Niveles Tróficos: Eutroficación (EUT).

 En los ecosistemas acuáticos, particularmente en los lagos de agua dulce, se observa otro componente secular de la sucesión. El sistema va cambiando lentamente, a través de los ciclos anuales, como resultado de la interacción entre el lago y los ecosistemas terrestres circundantes, intensificada por la acción del hombre. Es el fenómeno conocido como eutroficación (Margalef, 1983).

La palabra eutrofia procede del adjetivo alemán "eutrophe" y se refiere a "rico en nutrientes". La eutroficación se define como el enriquecimiento de las aguas con nutrientes a un ritmo tal que no puede ser compensado por eliminación o mineralización total. Una de sus principales manifestaciones es la proliferación de algas y macrófitos en función de la carga de nutrientes. Gran numero de estudios limnológicos se han ocupado de definir las características de los distintos tipos y subtipos. Se desarrollo una terminología exagerada y confusa porque, mientras unos se diferenciaban de acuerdo a sus especies indicadoras, otros lo hacían en función de los parámetros fisicoquímicos. Limnológicamente, los cuerpos de agua se pueden clasificar de forma simplificada en tres grandes tipos:

·        Oligotróficos. Sistemas acuáticos de bajo contenido de nutrientes y producción vegetal mínima.

 ·        Mesotróficos. Sistemas acuáticos con características intermedias entre oligotrófico y eutrófico.

 ·        Eutróficos. Sistemas acuáticos de alto contenido de nutrientes y producción vegetal excesiva.

Los tres tipos representan un espectro de condiciones lacustres y no existe una demarcación fija entre ellos. Los términos hipereutrófico, eutrófico, mesotrófico, oligotrófico y ultraoligotrófico, representan condiciones extremas e intermedias de los 3 antes mencionados. Aun cuando la eutroficación puede ser un fenómeno natural al que tienden los cuerpos de aguas durante su evolución, hoy en día el ritmo se ve acelerado por intervención humana (descarga de nutrientes - aumento de erosión) y se habla de eutroficación cultural.

El concepto mas importante para explicar la respuesta alga - nutriente es el principio conocido como "nutriente limitante". Este principio se basa en que la tasa de crecimiento algal será restringida por el elemento que se encuentre presente en el medio acuático en menor concentración respecto a la proporción requerida.

Aunque cualquiera de los elementos necesarios para el desarrollo vegetal, mencionados anteriormente, son susceptibles de ser limitantes, en la mayoría de los casos el fósforo y nitrógeno son los nutrientes limitantes y por eso los responsables de la aparición de condiciones perjudiciales en los sistemas acuáticos.

 Cuadro 4.4 Especies del fitoplancton en relación al nivel trófico.

Fuente: Wetzel, 1975.

Hay una serie de consideraciones a tener en cuenta respecto a las formas del fósforo y nitrógeno y sus relaciones dentro del medio acuático:

El fósforo se encuentra presente en las aguas naturales en forma de distintos tipos de fosfatos (A.P.H.A., 1985). Estas formas son normalmente clasificadas como ortofosfatos, fosfato condensado (polifosfato) y fosfatos complejos orgánicamente. Pueden estar presentes en la forma soluble, particulada (detrito) o en los cuerpos de los organismos acuáticos. El ortofosfato es la forma disponible para el crecimiento algal; las algas son capaces de acumularlo y almacenarlo en sus células para usarlo cuando su concentración en el agua sea menor.

El nitrógeno esta presente en las aguas naturales en varias formas o estados de oxidación. Las mas comunes son amonio (NH4), nitrito (N02), nitrato (N03) y gran cantidad de compuestos de nitrógeno orgánico. La mayoría de las algas requiere una fuente de nitrógeno en forma combinada (por ejemplo, nitrato, amonio, nitrito o urea). Sin embargo, algunas algas verde-azuladas son capaces de fijar el nitrógeno gaseoso y de esta forma no dependen de] suministro de nitrógeno combinado.

Los diferentes usos del terreno juegan un papel importante en la eutroficación al alterar las rutas y tasas de transporte de nutrientes de] ambiente. En la mayoría de las cuencas, los nutrientes que entran al ecosistema acuático pueden ser derivados de fuentes naturales y artificiales.

Cuadro 4.5 Características usadas para evaluar la eutroficación.

Fuente: Modificado de Martino, 1989.

4.2.4 Índice Morfo - Edáfico (IME).

El Índice morfoedáfico fue propuesto por Ryder en 1965 (En Torres y García, 1995) como un estimador del rendimiento pesquero potencial de algunos cuerpos de aguas de Norteamérica. Este índice combina la sencillez metodológica con la complejidad conceptual al utilizar la conductividad, el total de sólidos disueltos o la alcalinidad, como una medida de la componente edáfica, y la profundidad media, como indicador de la componente morfométrica (Ryder, 1982. En Torres y García, 1995):

(4.3)

Donde: C es la Conductividad en S/cm;  y m la profundidad media en metros.

Si se considera el factor climático como poco variable, los dos factores restantes, el morfométrico y el edáfico, evaluados por medio de parámetros, determinarán la productividad. De esta manera, para el factor morfométrico la profundidad media estará inversamente relacionada con la producción; mientras que para el factor edáfico, representado por la conductividad, la relación será directa. La "calibración" de este método consiste en elaborar un análisis analítico que considera en el eje de las abscisas (X) el índice morfoedáfico (lME) y en el eje de las ordenadas (Y) el rendimiento (kg/ha).

La relación es de tipo no lineal:

(4.4)

Donde: Y es el rendimiento pesquero (kg/ha), IME es el Índice Morfoedáfico, a = constante, ordenada al origen y b = pendiente.

Al relacionar la forma y el contenido de materiales disueltos del entorno acuático con el rendimiento pesquero, se ha introducido la dimensión ecológica como un elemento de evaluación para el manejo de los sistemas acuáticos con rendimientos sostenidos. De esta forma, ahora se reconoce que la producción pesquera no sólo está determinada por los atributos de una población, como el reclutamiento, el crecimiento, la mortalidad o la migración, sino por las condiciones del ambiente. AI IME se han sumado otros estimadores de los rendimientos, como los análisis tróficos, la relación tamaño de partícula vesus producción primaria y secundaria, así como los que, en conjunto, constituyen las bases de una teoría ecológica sobre la explotación a largo plazo de las aguas epicontinentales (Rigler, 1982. Sprules, et al., 1983; Marshall, 1984. En Torres y García, 1995).

Al inicio de la década de los setenta se consideró al IME como un auxiliar para determinar el potencial de las aguas interiores de México; pero al no contar entonces con datos suficientes sobre rendimientos pesqueros sostenidos, se asumió, siguiendo a Henderson (1974) que "los cuerpos de agua y depósitos pueden presentar productividades básicas comparables con las del Africa tropical".

En México, sin embargo, el escaso desarrollo de muchas pesquerías ha dificultado la obtención de datos sobre rendimientos sostenidos en cantidad suficiente, lo que sumado a la gran diversidad de los ambientes de su extenso territorio ha limitado la calibración del IME como un estimador del rendimiento pesquero.

A pesar de estas limitaciones, la comparación entre los sistemas acuáticos mexicanos con los de latitudes y condiciones de manejo similares, y el empleo de otros estimadores como los que aquí se presentan, pueden aportar información sobre su potencial productivo (Torres y García, 1995).

4.2.5 Índice de Saprobiedad (IS).

El examen biológico de las aguas que se basa en el conocimiento de estos organismos indicadores, conduce rápidamente a un resultado, es fiable y abarca una gran variedad de factores a los que el análisis químico sólo puede llegar mediante un gran número de laboriosas etapas. Los organismos saprobios son animales y plantas que están estrechamente ligados a unas determinadas condiciones de mayor o menor contaminación orgánica, y por ello son apropiados como organismos indicadores. Basándose en estos organismos indicadores. Kolkwitz y Marsson establecieron entre 1902 y 1935 el sistema de saprobios, que fue revisado y ampliado por Liebmann entre 1950 y 1962 (Streble y Krauter, 1987). Con ayuda del sistema de saprobios se puede determinar las comunidades biológicas.

Los organismos indican la calidad del agua. Muchos seres vivos pueden desarrollarse bien en aguas de calidad muy diversa, pero otros están estrechamente ligados a unas condiciones ambientales muy especificas, sólo estos últimos son apropiados como organismos indicadores. Al igual que existen todas las formas intermedias desde las aguas más puras a las más contaminadas, es difícil establecer un límite estricto entre las comunidades vitales actualmente se suele emplear un sistema de cuatro niveles, para clasificar las aguas saprobias:

Clase 1. Zona Oligosaprobia. El agua es en gran parte pura, rica en oxígeno y carece casi por completo de substancias orgánicas muerta. El agua no sólo es pura sino también pobre en substancias nutritivas y pobre en especies y en individuos. Se encuentran aguas de estas características en los arroyos cerca de la fuente, en los riachuelos de montaña, a veces en los cuerpos de aguas alpinos y prealpinos. Originariamente todos los cuerpos de aguas profundos son Oligosaprobios; la creciente eutrofización de estos cuerpos de aguas, debido a las aguas residuales domésticas (también a las aguas residuales biológicamente depuradas) y a los abonos minerales de la agricultura que se filtran hasta los cuerpos de aguas, conduce a una multiplicación masiva del fitoplancton, lo que hace que estos cuerpos de aguas deriven cada vez más hacia la zona -Mesosaprobia y cerca de las orillas, incluso hacia la zona -Mesosaprobia.

Clase ll. Zona Mesosaprobia. Las bacterias han retrocedido aquí en gran medida, el agua es rica en oxígeno, clara (si no está enturbiada por un desarrollo masivo de algas). En los cuerpos de aguas el plancton es muy rico en especies (diatomeas planctónicas, dinoflagelados, rotíferos, microcrustáceos, algas verdes) y las orillas muestran una abundante vegetación. Los organismos indicadores de esta zona son sensibles a las substancias en putrefacción, a las disminuciones del contenido en oxígeno y también a las oscilaciones del valor del pH del agua. Las aguas -Mesosaprobias son adecuadas para bañarse, siempre que no reciban aguas residuales no depuradas. De ellas se puede obtener agua potable mediante tratamiento adecuado. Muchos estanques, cuerpos de aguas grandes y medianos y muchos ríos son saprobios. El crecimiento a menudo intenso de plantas, la importante formación de algas y el desarrollo masivo de microalgas pueden conducir a un empeoramiento de las aguas Mesosaprobias de corriente lenta o estancadas, cuando en otoño las plantas se marchitan y pudren (se pasa al nivel Mesosaprobio o incluso al nivel Polisaprobio). Las aguas Mesosaprobias presentan un mundo animal y vegetal más variado que los demás niveles de saprobios. El proceso de autodepuración termina en este tipo.

Clase lll. Zona Mesosaprobia. En esta zona, la autodepuración ha progresado ya hasta el punto en que predominan los procesos de oxidación. El agua contiene abundante oxigeno, pero el consumo de oxígeno es también muy elevado a causa de la actividad de las bacterias. que aún son numerosas. Los animales y plantas superiores son aún poco frecuentes, pero en el agua viven numerosas diatomeas, algas verdes, flagelados y ciliados. Los charcos -Mesosaprobios son una verdadera fuente de hallazgos para el microscopista. Las aguas a-Mesosaprobias no son adecuadas para bañarse; pero a partir de ellas se puede obtener agua potable mediante un cuidadoso proceso químico.

Clase IV. Zona Polisaprobia. Esta es la zona más contaminada. El agua tiene muy poco o ningún oxígeno, despide mal olor y deposita cieno putrefacto. Hay cantidades masivas de bacterias, pero pocos seres vivos de otras especies. Estas pocas especies, poco sensibles o especialmente adaptadas. pueden presentarse en un número gigantesco de individuos. Son características Ciertas bacterias como Sphaerotilus natans, bacterias del azufre blancas y rojas, unas pocas especies de algas azules, algunos flagelados, y muchos ciliados, algunos con formas extrañas que se alimentan de bacterias. De entre los animales pluricelulares es característico el oligoqueto Tubifex tubifex. Son Polisaprobias las aguas residuales no depuradas, los ríos y los cuerpos de aguas en aquellos puntos en los que reciben aguas residuales no depuradas, el agua de los jarros de flores las infusiones de heno u otro material vegetal. Pero pueden ser también de origen natural: los restos de los animales ocasionan en las aguas tranquilas un medio Polisaprobio a su alrededor; en las zonas de estancamiento se pueden producir condiciones Polisaprobias a causa de los restos animales y vegetales.

El sistema de los saprobios es originalmente una técnica auxiliar de los biólogos especializados en aguas residuales. Pero ya que prácticamente no existen aguas que estén libres por completo de substancias orgánicas. El hallazgo en las muestras analizadas de una única especie indicadora, y más si se encuentra en cantidad reducida, dice muy poco o nada sobre el nivel de saprobios. La fiabilidad del análisis presupone la presencia de varias o muchas especies indicadoras típicas, así como la aparición de las asociaciones de organismos característicos de la zona en cuestión, ya que algunas formas aisladas pueden haber sido arrastradas hasta el lugar en que se lleva a cabo el análisis.

4.2.6 Índice de Descarga Municipal (IDM).

El Índice de Descarga Municipal, se desarrolló específicamente para este trabajo, considerando como variables para cada uno de los municipios, su superficie, la población, la densidad de población, el número y tipo de descargas de aguas residuales. La relación entre estas variables nos da un índice del impacto potencial sobre los cuerpos de agua receptores, en especial cuando se carece de redes de alcantarillado y la descarga es directa a los cuerpos de agua receptores.

La hipótesis de trabajo del IDM, se basa en considerar que a mayor densidad de población es mayor la concentración de las descargas y estas a su vez si son proporcionalmente mayores las descargas libres hacia los cuerpos receptores, tendremos un indicador del grado relativo que este problema presenta a los sistemas acuáticos.

El Índice de Descarga Municipal se expresa mediante la siguiente ecuación:

(4.5)

Donde: Dp = Densidad de población (Hab/Km²); %Sd = Porcentaje de viviendas sin descarga municipal; Am = Área del municipio; Q = Factor de corrección de 10 para reducir decimales.

4.2.7 Índice de Bienestar Social Municipal (IBSM).

Con el objeto de contar con un indicador que englobe los diversos elementos de bienestar social de cada uno de los municipios que integran el Estado de Jalisco, se aplicó un modelo estadístico basado en el método de Componentes Principales (INEGI, 1990). Se obtiene un índice compuesto de bienetar social. Las variables consideradas en el índice son: Ingreso, educación, vivienda, salud y empleo. La mayor parte de las variables provienen del Censo General de Población y Vivienda, que representa a la fecha, la fuente más rica de información social a nivel municipal.

Para el calculó del índice el INEGI (1990) emplea la siguiente ecuación:

(4.6)

Donde: I es el índice de bienestar social del municipio j derivado de la k-ésima componente[1]; P_ki es el ponderador de la variable I correspondiente a la k-ésima componente; Z_ij es el indicador i estandarizado del municipio j; N es el número de indicadores de bienestar social (INEGI, 1990).

El índice de bienestar así derivado, proporciona una medida ordinal de bienestar social, esto es, no proporciona una medida del nivel absoluto de desarrollo de una unidad territorial sino la posición relativa de cada una con respecto a las demás. Los resultados muestran a los municipios ordenados de mayor a menor nivel de bienestar, se han agrupado en 3 estratos con condiciones similares de nivel de vida: Alto, medio y bajo (INEGI, 1990).

4.2.8 Índice de Diversificación Económica Municipal (ISEM).

Con el objeto de resumir en un índice las características de la estructura productiva por municipios se construyó un Índice de Diversificación Económica Municipal (IDEM), el cual muestra el grado de concentración de la fuerza de trabajo laboral en las diversas actividades económicas (INEGI, 1990). Los resultados de este ejercicio presentan también los sectores predominantes (aquellos que superan la media estatal) en cada unidad territorial. Los municipios han sido agrupados en tres estratos según exhiban grados semejantes de diversificación económica: Diversificados, semidiversificados y concentrados.

Para el caso específico de Jalisco se tienen los siguientes niveles:

• Diversificada:                   de 0 a 165

• Semidiversificada:          de 166 a 290

• Concentrada:                   de 291 en adelante

La formula para calcular el IDE es:

(4.7)

Donde p es el porcentaje del PEA en el sector I y N es el número de sectores económicos considerados.

Para comparar gráficamente con el Índice de Bienestar Social Municipal (IBSM) se realizó una corrección numérica al valor original del IDEM este valor se resto de 1, para que al igual que el Índice de Bienestar que a mayor valor representa un mayor bienestar, de esta manera a un mayor índice, un mayor valor de diversificación económica presenta el municipio.

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[1] Para este estudio se estimó el indice a partir de la primera componente (k=1), dado que resume la mayor variación conjunta de las observaciones (INEGI, 1994).