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Definición del Plan de Mejoramiento Ambiental de la Microcuenca del Río Seco, en el corredor Paraíso-Puerto Ceiba, Tabasco basado en un Sistema de Información Geográfica

Tesis para obtener el grado de Dr. en Ecología y Manejo de Sistemas Tropicales
by Joshbert Praxton on 18 April 2013

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Transcript of Definición del Plan de Mejoramiento Ambiental de la Microcuenca del Río Seco, en el corredor Paraíso-Puerto Ceiba, Tabasco basado en un Sistema de Información Geográfica

INTRODUCCIÓN MÉTODOS RESULTADOS Definición del Plan de Mejoramiento Ambiental de la Microcuenca del Río Seco, en el corredor Paraíso-Puerto Ceiba, Tabasco, basado en un Sistema de Información Geográfica UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO DIVISIÓN ACADÉMICA DE CIENCIAS BIOLÓGICAS DEFINICIÓN DEL PLAN DE MEJORAMIENTO AMBIENTAL DE LA MICROCUENCA DEL RÍO SECO, EN EL CORREDOR PARAÍSO - PUERTO CEIBA, TABASCO, BASADO EN UN SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA TESIS QUE PARA OBTENER EL GRADO DE
DR. EN ECOLOGÍA Y MANEJO DE SISTEMAS TROPICALES

PRESENTA:
MANRIQUE IVÁN FERRER SÁNCHEZ

CO-DIRECTOR DEL PROYECTO DE TESIS:
DR. RAÚL GERMÁN BAUTISTA MARGULIS VILLAHERMOSA, TABASCO MARZO DE 2013
RESUMEN
El modelo IDRISI permite definir claramente una microcuenca como la del Río Seco y su relación con cuerpos lagunares (Las Flores y Mecoacán). Se analizaron para el periodo comprendido del año 2000 a 2003 los cambios ocurridos en asentamientos humanos o zonas urbanas, en este vector IDRISI muestra cambios notables de crecimiento de la mancha urbana, cubierta vegetal, aparición de pastizales en el 2003 con respecto a lo ocurrido en el 2002. Y lo más importante para el estudio es que los cambios detectados ocurren precisamente a lo largo de la sección del río Seco ya señalada.
Debido a los impactos mencionados, el aporte de sedimentos se convierte en un problema de contaminación por fuentes no puntuales, en la revisión bibliográfica se cuenta con referencias de estudios en otros países que indican cálculos globales de aportes de sedimentos de los ríos a nivel mundial. El Sistema de Información Geográfico (SIG) Arcview y el modelo ecológico IDRISI, son herramientas útiles para entender cómo se comporta una cuenca o microcuenca, así como los problemas ambientales que le atañen. Y permite realizar una planeación integral hacia la recuperación del ecosistema acuático. LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA
El municipio de Paraíso se localiza en la región de la Chontalpa, y tiene como cabecera municipal la ciudad de Paraíso, ubicada a los 18°27´ de latitud norte y 93°32´ de longitud oeste. ANTECEDENTES
El Río Seco aflora sus aguas por tramos dando origen a zonas lagunares. Este río disminuyó su caudal al taponarse el Mezcalapa, fue intercomunicado por la Laguna Arrastradero a través del canal del Jobo; por ese canal corre parte de sus aguas y desemboca en la Barra de Dos Bocas. El tramo final del río Seco, después de pasar por la población de Paraíso, toma la forma de una corriente con un caudal escaso y de poca profundidad. Existen antecedentes de estudios de batimetría con topografía (topobatrimetría) realizados al cauce del Río Seco, por la empresa paraestatal API Dos Bocas S.A. de C.V., ejecutado desde la laguna Las Flores, hasta su desembocadura en la sección que atraviesa el centro de población Puerto Ceiba. Existen antecedentes de estudios de batimetría con topografía (topobatrimetría) realizados al cauce del Río Seco, por la empresa paraestatal API Dos Bocas S.A. de C.V., ejecutado desde la laguna Las Flores, hasta su desembocadura en la sección que atraviesa el centro de población Puerto Ceiba.
La restauración del caudal ecológico en ríos, depende del control integral de escurrimientos superficiales de la microcuenca y no solamente de extracción de sedimentos acumulados dentro del cauce en el cuerpo de agua, como es el caso del Río Seco en Paraíso, Tabasco.



Evaluar el comportamiento socio-ambiental y geográfico de la sección Paraíso – Puerto Ceiba del Río Seco mediante la simulación de sus condiciones y cambios ambientales en diferentes periodos de tiempo para generar un plan de mejoramiento ambiental que permita su restauración ecológica, en el corredor poblacional Paraíso–Puerto Ceiba, Tabasco. Determinar el comportamiento socio-ambiental de la microcuenca del Río Seco mediante tres procesos metodológicos de análisis ambiental: el registro de la calidad fisicoquímica del Río Seco de un muestreo puntual y único (en nueve estaciones), la educación ambiental y los pasivos ambientales identificados.

Generar la clasificación e identificación de vectores de composición en las imágenes LANDSAT en un Sistema de Información Geográfica utilizando ArcView con imágenes LANDSAT para tres diferentes periodos 2000, 2002, 2003.

Aplicar un modelo ecológico, el software IDRISI, para simular cambios en el comportamiento de diferentes factores ambientales que estén afectando los componentes geográficos que integran la Microcuenca del Río Seco. Objetivos particulares HIPÓTESIS OBJETIVO GENERAL 1. Revisar y discutir los resultados de un muestreo puntual y único, de los análisis de la calidad fisicoquímica del Río Seco en nueve estaciones dentro del cauce del Río Seco, monitoreando los parámetros establecidos en la NOM-001-SEMARNAT-1996, para conocer los valores aproximados de contaminación del Río Seco. Determinar el comportamiento socio-ambiental de la microcuenca del Rio Seco mediante la Educación Ambiental (EA) para incitar a una gestión eficaz del Medio Ambiente.

2. Obtener imágenes LANDSAT para los periodos 2000, 2002, 2003. Para procesar las imágenes se utilizo el software SIG Arcview 32 para identificar principalmente los cambios en la morfología de los principales cuerpos de agua relacionados al Río Seco, al crecimiento urbano, a la perdida de cubierta vegetal, y a los cambios en infraestructura carretera, principalmente.

3. Generar imágenes compuestas en IDRISI para la modelación de escenarios a periodos de 3 años o hasta donde se detecten cambios de importancia, se consideran estos periodo por los cambios trianuales de los gobiernos responsables de aplicar políticas de prevención y control de la contaminación de cuerpos de agua, ya que las proyecciones obtenidas en IDRISI reflejan entre otros aspectos: cambios en la cobertura vegetal, cambios en la morfología de cuerpos de agua y cambios en los factores ambientales que afecten al funcionamiento hídrico del río Seco.

4. Definir estrategias de Restauración Ecológica de la Microcuenca del Río Seco, en Paraíso, Tabasco basadas en las interpretaciones de los módulos Overlay y Crosstabs de modelación de IDRISI. Para lograr este objetivo se tienen varias metodologías propuestas una es la de entender los problemas ambientales y de Educación Ambiental (EA) que sobresalen en el área de estudio seleccionada, existen metodologías básicas para elaborara modelos y planes de restauración ambiental de sitios afectados.
La Educación Ambiental (EA) debe incitar a una gestión eficaz del Medio Ambiente (MA), debe dotar de medios intelectuales, capacitar con procedimientos ajustados para plantar cara a los problemas ambientales. Uno de los objetivos básicos una institución escolar es el infundir en la niñez y juventud unos comportamientos positivos hacia el MA. Si tradicionalmente el medio se ha considerado como un recurso didáctico o un objetivo de conocimiento y educar, en y por el MA, en adelante es preciso redimensionarlo y convertirlo en una finalidad educativa: es preciso educar para cambiar su MA, al que pertenece y en el que se siente responsable y consciente de su poder perturbador (López, 2008).

Se eligió realizar un muestreo en forma arbitraria, designando a cada unidad según características que para el investigador resulto de relevancia. Se empleó, por lo tanto, el conocimiento y la opinión personal para identificar aquellos elementos que deben ser incluidos en la muestra. Se basó, primordialmente, en la experiencia de alguien con la población. Estas muestras son muy útiles y se emplean frecuentemente en los estudios de caso, por más que la posibilidad de generalizar conclusiones a partir de ellas, sea en rigor nula. En algunas oportunidades se usan como guía o muestra tentativa para decidir cómo tomar una muestra aleatoria más adelante.
Esto es, los resultados son útiles para determinar la ubicación futura de un diseño de un plan de muestreo aleatorio simple, por ejemplo, determinado por supuesto un tamaño de muestra determinado, y ajustando el error estándar del muestreo.

En este caso la selección arbitraria de los puntos de muestreo incluyen sitios que representan estaciones donde el Río Seco presenta variabilidad de datos ambientales como en su profundidad, ancho del cauce, velocidad de la corriente, cercanía o lejanía hacia alguna fuente de contaminación, asi como hacia los centros urbanos, y la consideración de estar cerca del Golfo de México o el litoral costera y el punto más alejado de este, que resulto hacia la Laguna Las Flores o El Arrastradero. Método de Muestreo y selección de las estaciones de muestreo. La Cuenca debe tener límites, y por lo tanto tamaño, a través de ello adquiere la característica de Macro y Micro, que conllevan la estructura y función propia de la cuenca hidrográfica.

La cuenca hidrográfica es real en la medida de la realidad de sus estructuras y funciones. Estos criterios para su trabajo o funciones o manejo aun, no dan la claridad ya que falta precisamente su delimitación y tamaño, criterios que pueden ser de dimensión grande, mediana o pequeña (macrocuenca, subcuenca, microcuenca).
El criterio de cuenca hidrográfica no se pierde entre la Macrocuenca, Subcuenca y Microcuenca, sino que existe una relación amplia y profunda entre ellas, (Villanueva, 2008) .
Se consideran
Macrocuencas, mayores a 50,000 Ha
Microcuencas, no mayores a 5,000 Ha
Tipo de Microcuenca
• Por el destino final, el Río Seco se trata de una Microcuenca exorréica, en la que la humedad drenada por sistemas de corriente llega al mar por vía superficial.
• Por el orden de su corriente, el Río Seco se trata de una Microcuenca, de primer orden, ya que es una corriente que no tiene tributario o tributarios.
• Y es una corriente Perenne, ya que contiene agua todo el tiempo por encima del cauce.
Partes básicas de la Microcuenca:
• Parteaguas: línea aritmética de mayor elevación que delimita orográficamente a las cuencas vecinas; marca las variaciones de la conducción del drenaje superficial que para los efectos del drenaje superficial confluyen hacia la parte baja.
• Vertientes tributarias: Áreas de captación y la zona más estratégica de la cuenca dado que en ellas la susceptibilidad del fenómeno de la erosión es altamente significativa.
• Vertiente Principal: junto a las vertiente tributarias forma la red de drenaje de las cuenca, vertiente de mayor importancia por relacionarse con la vida del hombre en la cuenca y su actividad productiva. Se verificó la localización física del punto de muestreo mediante un Geoposicionador Satelital (GPS) marca GARMIN.

Los parámetros analizados fueron los estipulados en la NOM-001-SEMARNAT-1996, en dicha norma se establecen los límites máximos permisibles para contaminantes básicos y para metales pesados y cianuros en los cuerpos de agua. CASO RÍO SECO, PARAÍSO TABASCO Resultados de la caracterización fisicoquímica y microbiológica del Río Seco. Resultados de la caracterización fisicoquímica y microbiológica del Río Seco. Resultados de la caracterización fisicoquímica y microbiológica del Río Seco. Imagen Landsat del Año 2000, estado de Tabasco. Imagen Landsat del Año 2002, estado de Tabasco Imagen Landsat del Año 2003, estado de Tabasco Imagen Layout del área de estudio, clasificada por Arcview, donde se muestran los cuerpos de agua principales. Imagen Layout del área de estudio, clasificada por Arcview, donde se muestran los caminos y Carreteras principales. Imagen Layout del área de estudio del año 2000, clasificada por Arcview, donde se muestran los principales vectores identificados y clasificados. Imagen Layout del área de estudio del año 2002, clasificada por Arcview, donde se muestran los principales vectores identificados y clasificados. Localización de los puntos muestreados a largo de la sección del Río Seco estudiada. Imagen de vectores del área de estudio del año 2000, importados por el modelo IDRISI, donde se muestran todos los vectores identificados y clasificados por archivo shape de Arcview. Imagen del modelo IDRISI de distancias máximas de aislamiento desde un valor de 0 hasta 7,660.07 m respecto al rio Seco, en imagen del año 2000. Imagen del modelo IDRISI de distancias máximas de aislamiento desde un valor de 0 hasta 7,660.07 m respecto al rio Seco, en imagen del año 2003. Imagen del modelo IDRISI donde se define la microcuenca del rio seco en base a un modelo de distancia, considerando 1,400 m como distancia máxima de aislamiento respecto al rio Seco, en imagen del año 2000. Imagen del modelo IDRISI donde se importan de Arcview los vectores de mancha urbana y carreteras, para los años 2000 y 2003, se observan ambos vectores en la rivera del rio seco. Imagen reclasificada del modelo IDRISI donde se identifican áreas de crecimiento respecto al vector de mancha urbana obtenidas de sobre capas de imágenes de los años 2000 y 2003, hasta los límites de la imagen. Fuentes de contaminación del Río Seco.
Croquis donde se observa el tramo del Río Seco (en línea color rojo) y las principales fuentes de contaminación y problemas ambientales principales que afectan su cauce. Base teórica del modelo socio ambiental utilizada para el desarrollo del modelo socioambiental. RESULTADOS Plan de Mejoramiento Ambiental de la Microcuenca del Rio Seco Y Modelo General de Educación Ambiental para la resolución de problemas ambientales en la Microcuenca Hidrológica del Río Seco, Paraíso, Tabasco Conocer la cuenca hidrológica del Río Seco con apoyo del SIG Invasión de pastizales Actividades agrícolas Ecosistema
(Geomorfología de la cuenca) Actividades Socio-Económicas Crecimiento de infraestrucura urbana Crecimiento de áreas industriales Pérdida de cultivos y plantaciones Biodiversidad Crecimiento urbano Crecimiento de área en carreteras y caminos Erosión, sedimentación de ríos y lagunas Suelos infértiles Destrucción de manglares y flora y fauna Deforestación Contaminación de aguas residuales Urbanas Industriales Actuar Organización y demanda social Modelo de Educación Ambiental Desarrollo Sustentable Proyectos Productivos Conservación Legislar Comprender Amenaza a especies
Pérdida de ecosistemas
Calidad de servicios ambientales
Cambio climático
Pérdida de tradiciones
Salud humana
Salud ambiental Resultado de la aplicación del Modulo a distancias. Imagen del modelo IDRISI donde se identifican áreas de cambio respecto a los vectores de mancha urbana y carreteras, para los años 2000 y 2003, siendo -1 áreas no encontradas en imagen del año 2000, y que aparecen en la del año 2003. Imagen reclasificada del modelo IDRISI donde se identifican áreas de cambio respecto a los vectores de mancha urbana y carreteras, para los años 2000 y 2003, siendo 1 y 2 aéreas no encontradas en imagen del año 2000, y que aparecen en la del año 2003. Imagen reclasificada del modelo IDRISI donde se identifican áreas de crecimiento respecto al vector de mancha urbana obtenidas de sobre capas de imágenes de los años 2000 y 2003, hasta los límites de la imagen, desde 0=año 2003 hasta 15= año 2048. Imagen del modelo IDRISI donde se identifican los vectores restrictivos (constraints) de crecimiento respecto al vector de mancha urbana obtenida de sobre capas de imágenes de los años 2000 y 2003. Imagen del modelo IDRISI donde se identifican áreas de crecimiento respecto al vector de mancha urbana con restricciones, obtenidas a partir del valor asignado por IDRISI para cada vector o polígono identificado a partir del valor 42. Imagen reclasificada del modelo IDRISI donde se identifican áreas de crecimiento respecto al vector de mancha urbana con restricciones, obtenidas a partir del valor asignado por IDRISI para cada vector o polígono identificado a partir del valor 42, donde cada color representa periodos de 3 años. Imagen del modelo IDRISI para definir cambios morfológicos en la microcuenca del rio seco en base a un modelo de distancia, considerando de 0-7660.07 m como distancia límite de la imagen respecto al rio Seco, para los años 2000 y 2003, no se detectan diferencias. CONCLUSIONES El estado actual de la contaminación reflejada en el Río Seco es reversible, aplicando programas de restauración ambiental. Estas medidas deberán estar regidas por los resultados de la modelación ambiental basados en datos fisicoquímicos y sistemas de información geográfica, dando como resultados los escenarios ambientales futuros, fundamentados en la evaluación sistemática de imágenes históricas, a través del programa IDRISI para el modelamiento ambiental de la microcuenca incluyente de la sección del Río Seco localizado en Paraíso, Tabasco.
El modelo IDRISI expresa claramente la morfología acuática de la microcuenca del Río Seco, además no refleja cambios morfológicos dentro del periodo analizado.
Se analizaron para el periodo comprendido del año 2000 a 2003 los cambios ocurridos en asentamientos humanos o zonas urbanas. Y lo más importante para el estudio es que los cambios detectados ocurren precisamente a los largo de la sección del Río Seco ya señalada.
Otro de los factores modelados fueron los cambios ocurridos en la perdida de plantaciones de cocoteros y la aparición de zonas de pastizales en sustitución de los arboles de coco perdidos en el periodo de tres añosLa modelación con IDRISI indican que el crecimiento continuará en los próximos 40 años, en las inmediaciones de la rivera o la sección del Río Seco.
El aporte de sedimentos se convierte en un problema de contaminación por fuentes no puntuales, debido al aumento de áreas desprovistas de vegetación. El valor estimado de los sedimentos suspendidos acarreados por los Ríos a los océanos puede ser de 13.5 billones de toneladas métricas por año, entre Ríos grandes, medianos y pequeños. Los Ríos representan el mayor enlace entre los continentes y el océano, la descargas de agua dulce rebasan los 35,000 km y 22 x109 ton de sólidos y sedimentos disueltos. El caso de rio Seco es una microcuenca desprovista de vegetación en toda su rivera, que evite la erosión y el acarreo de sedimentos hacia su cauce principal. Se estima que en una microcuenca de 6 km2 como se perfila el corredor Paraíso – Puerto Ceiba, mueve una cantidad mayor a los 50,000 m de sedimentos anuales, necesarios a desazolvar o retirar del cauce, ,para evitar todos los problemas de deterioro ambiental que provoca el mal manejo que actualmente tiene la microcuenca. Es necesario continuar con un programa de monitoreo continuo, instalar estaciones de muestreo y monitoreo a distancia que nos permitan conocer diariamente el comportamiento fisicoquímico del agua del Rio Seco.
Se recomienda instalar 3 estaciones de monitoreo continuo y una de referencia a como se observa en la figura siguiente. RECOMENDACIONES La aplicación de un modelo hidrodinámico que nos de datos de comportamiento de velocidad de sedimentación del Rio Seco, su dinamismo diario a todo lo largo y ancho de su cauce y de esta manera ir otorgando soluciones punto por punto en función de su comportamiento. Se observan las propuestas en las figuras siguientes: Aplicar el modelo socioeconómico de Educación Ambiental, Servicios Ambientales, Protección Ambiental, Reforestación, Prevención y Control de la contaminación ambiental, cuidado de la Biodiversidad, aplicación de las leyes y normas ambientales, proyectos productivos, restauración ambiental, participación activa y proactiva de todos los niveles de gobierno y de la sociedad en la recuperación ambiental del cauce del Rio Seco y toda su Micro Cuenca, para asegurar la sustentabilidad y sostenibilidad del equilibrio ecológico del corredor Poblacional Paraíso – Puerto Ceiba y del desarrollo regional del proyecto portuario. DRA. EUNICE PÉREZ SÁNCHEZ
DR. RAUL GERMÁN BAUTISTA MARGULIS AGRADECIMIENTOS
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