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74 Investigaciones Geográficas, Boletín 59, 2006

Eduardo Batllori, Julio Iván González, Julio Díaz y José Luis Febles

Investigaciones Geográficas, Boletín del Instituto de Geografía, UNAMISSN 0188, Núm. 59, 2006, pp. 74-92

Caracterización hidrológica de la región costeranoroccidental del estado de Yucatán, México

Eduardo Batllori-Sampedro* Recibido: 22 de marzo de 2005Julio Iván González-Piedra** Aceptado en versión final: 23 de noviembre de 2005Julio Díaz-Sosa**José Luis Febles-Patrón*

Resumen. Se realizó una clasificación del territorio noroccidental del estado de Yucatán, basado en un enfoquefísico-geográfico que considera la cuenca hidrogeológica de Chicxulub como unidad de planificación y desarro-llo. La particularidad de esta cuenca radica en que posee condiciones de unidad geográfica natural muy especí-ficas. En los 3 198 km2 que abarca el área en estudio y de acuerdo con el ambiente geológico, el régimenclimático, las características hidrológicas, los suelos existentes, las formaciones vegetales y los factoresantropogénicos, se lograron diferenciar dos Unidades Geográficas Funcionales de primer orden: a) Llanurakárstica, litoral, marino-acumulativa, muy baja (H < 2 msnm), de edad cuaternaria y b) Llanura kárstica, denudativa,baja (H < 9 msnm), de edad terciaria. Del mismo modo, se identificaron cinco unidades de segundo orden, ochounidades de tercer orden y 26 unidades de cuarto orden. Se describieron las principales características del clima,como un factor determinante de las regulaciones hidrológicas de la región, y se analizó la dinámica hidrológicasuperficial y subterránea de las principales unidades del paisaje. Se encontró que la situación actual de la costa es defuerte inestabilidad, donde dominan los procesos erosivos en las playas y donde se predice un incremento aceleradodel nivel del mar por fenómenos como el calentamiento global, además del fuerte impacto ocasionado por la infraes-tructura habitacional y productiva, la deforestación y la construcción de espolones y escolleras en el litoral. Sesugiere realizar estudios sobre las descargas de agua dulce, a través de manantiales submarinos en el litoral yucateco,sobre los procesos de formación del acuitardo costero, los procesos de disolución del karst yucateco, ycaracterizar la dinámica hidrológica del anillo de cenotes y su influencia en la zona litoral.

Palabras clave: Caracterización hidrológica, karst, cuenca, costa noroccidental, Yucatán.

*Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV-IPN), UnidadMérida. Km. 6, Antigua Carretera a Progreso, 97310, Mérida, Yucatán, México. E-mail: [email protected]**Facultad de Geografía, Universidad de la Habana, Edificio Mella, Calle L, 353, entre 23 y 21, Municipio Plaza,10400 Ciudad de la Habana, Cuba.

Investigaciones Geográficas, Boletín 59, 2006 75

Caracterización hidrológica de la región costera noroccidental del estado de Yucatán, México

Hydrological characterization of the Yucatán´s northwestcoastal region, Mexico

Abstract. A classification of the northwest territory of Yucatan was made based on a physical-geographic ap-proach, which considers the Chicxulub hydrogeologic basin like planning and development unit. The particular-ity of this basin is due to its natural geographic specific conditions. In the 3 198 km2 of the study area, andaccording to the geology, climate, hydrologic characteristics, vegetation types, and anthropogenic factors,were identified two First order Functional Geographic Units: a) marine, cumulative, karstic, very low plaincoastal (H < 2 meters above sea level). from Quaternary age, and b) denudate, low karstic Plain (H < 9 masl), fromTertiary age. In a hierarchical way were identified five Second order, eight Third order, and twenty six Fourthorder units. The main climate characteristics driving the hydrological regulations of the region were described,and it was analyzed the superficial and underground hydrological dynamics of the main landscape units. Thecurrent coast situation is strongly unsteady, dominated by erosive processes in beaches and with an acceleratedpredicted increase of sea level by global warming, in addition to the strong impact caused by habitation andproductive infrastructure, deforestation, and construction of jetties in the littoral zone. It is suggested to makestudies about fresh water discharges through submarine springs in the coast, the coastal aquitard formation andkarst dissolution processes, and characterize the hydrological dynamics of the “ring of cenotes “ and its influencein the coastal zone.

Key words: Hydrological characterization, karst, basin, northwest coast, Yucatán.

INTRODUCCIÓN

El conocimiento científico de la porciónnoroccidental de la península de Yucatán esescaso y disperso, sin embargo, se ha logradopenetrar, a cierta profundidad, en los aspec-tos geológicos e hidrológicos fundamental-mente. Sobre este tema sobresale el trabajode revisión y síntesis de información genera-da desde la década de los sesenta, realizadopor Perry et al. (1995). En ese trabajo, los auto-res definieron a la “Cuenca Sedimentaria deChicxulub” como una estructura kárstica, for-mada por el impacto de un meteorito en unárea somera con depósitos de evaporitas yandesitas durante la transición del Cretácicoal Terciario, dando origen a un cráter deaproximadamente 180 km de diámetro, bor-deado por una banda semicircular de anillosmúltiples con presencia de dolinas (cenotes)alineadas, producto de la disolución del ma-terial calizo depositado. Al norte, se presen-tan calizas del Pleistoceno y materiales delHoloceno, el cual constituye la barra arenosa

litoral. Por debajo de esta última formación,se desarrolla un acuitardo costero de bajapermeabilidad denominado localmente como“caliche”. Su relieve es poco accidentado y suorigen se asocia a descensos y ascensos rela-tivos del Pleistoceno inferior-Holoceno. Se es-tablece que los anillos son zonas de alta per-meabilidad, tanto por la presencia misma delos cenotes, como por las rupturas de la barraarenosa litoral, en Celestún y Dzilám, y la altaconcentración de manantiales donde el anillointercepta la costa, aunado a la caída del ni-vel del agua subterránea, hacia el anillo (Perryy Velázquez, 1993). De esta manera, el anillode cenotes afecta el tiempo de residencia delas masas de agua subterránea, tiende a ais-lar, en términos hidrogeológicos a la Cuencade Chicxulub del resto de la península deYucatán y afecta la habilidad de aquella por-ción del acuífero, dentro de la cuenca, pararesponder a las perturbaciones (incluyendola contaminación). Lo anterior permitió esta-blecer en este estudio el criterio de selecciónde los límites del sistema general, que se ana-



liza desde los puntos de vista geológico,geomorfológico, hidrogeológico y climático y quese representa por la denominada “Cuenca deChicxulub”, ubicada en la porción noroccidentalde la península de Yucatán, México. La particu-laridad e importancia de esta “cuencahidrogeológica funcional”, como unidad de pla-nificación y desarrollo, radica fundamentalmen-te en que reúne condiciones de unidad geográfi-ca natural muy específicas y propias que sóloella posee. Una de las vías más aceptadas y acer-tadas en los últimos tiempos, se refiere al desa-rrollo integral de “unidades geográficas funcio-nales”, donde la estrategia fundamental esmantener el balance ecológico, no obstante, laexplotación de recursos naturales renovables yno renovables (Mateo, 1984).

El objetivo general es conocer la dinámicay los procesos hidrológicos que tienen lugaren la cuenca de Chicxulub y su zona costeraen particular, como base para propósitos demanejo. Los objetivos específicos son: a) lo-grar la subdivisión de la región de estudio enunidades geográficas funcionales; b) conocerlas principales características del clima, comoun factor condicionante de las regulacioneshidrológicas de la región; c) conocer el funcio-namiento hidrogeológico de la región de es-tudio, y d) analizar la dinámica hidrológicade determinadas unidades geográficas fun-cionales de la región.

METODOLOGÍA

Localización del área en estudio

El área en estudio se localiza en la costanoroccidental de la península de Yucatán. Elárea total que ocupa es de 3 198 km2 e incluyeprincipalmente los municipios de Celestún,Hunucmá, Progreso de Castro y Mérida, per-tenecientes al estado de Yucatán. Se encuen-tran también representadas dos áreas natu-rales protegidas: Reserva de la Biosfera de RíaCelestún y la Reserva Estatal de El Palmar,que en conjunto abarcan 1 092 km2 (Figura 1).

Geomorfología

La cuenca hidrológica general o de Chicxulub,tiene una forma semicircular, cuyo límite fun-cional está constituido por una estructuraconocida como anillo de cenotes. La máximaelevación en el área en estudio es de 9 msnmen los alrededores de la ciudad de Mérida. Elgradiente altitudinal hacia Progreso es de0.257 m/km, disminuyendo gradualmentehacia el occidente, siendo hacia Celestún de0.106 m/km presentándose como una plani-cie muy tendida.

Clima

Los climas en la región se distribuyen, de nor-te a sur, desde los climas más secos áridos ysemiáridos (BS1 (h´)w(i´) y BS0(h´)w”(x´) has-ta los subhúmedos más secos cálidos y muycálidos (Awo (i’)gw’’); Duch, 1988; Orellana etal., 1999.

Hidrogeología

El resultado del desarrollo geológico de lazona es la presencia, casi continua, de unmanto rocoso superficial de extremada dure-za. La porción más superficial del manto, de-nominada coraza calcárea, muestra un ma-yor grado de consolidación y dureza que laporción interna de la misma, que se caracterizapor la presencia de calizas blandas, conocidaslocalmente como “sahcab”. La porción superfi-cial se transforma en coraza calcárea, a la vezque se trata de un material soluble al aguaenriquecida con ácido carbónico, favorecien-do la formación de cavidades subterráneas.Un rasgo morfológico importante de la cora-za es su tendencia al resquebrajamiento y ala fragmentación, tanto por efecto de cambiosde temperatura como por la acción mecánicade raíces de árboles (Duch, 1988). Las calizasdel período Terciario permiten que la lluviase infiltre rápidamente, disolviendo la roca yformando un relieve kárstico. Extensos siste-



mas de cavernas se han desarrollado en lazona de dispersión cercana a la costa o mez-cla de agua dulce subterránea más superfi-cial con la salada inferior, debido a la intensaactividad geoquímica que presenta. Estas ca-vernas se originaron a partir de que la zonade dispersión oscilaba en respuesta a las va-riaciones de nivel medio del mar durante elPleistoceno. De esta manera, los cenotescosteros son la expresión más joven del karstpeninsular. El anillo de cenotes conforma unared cavernosa muy compleja, que actúa comoun vertedero y línea de conducción de gran-des masas de agua. Un elemento regulador dela hidrología costera es la capa de caliche que

confina al acuífero en esa porción y que per-mite el paso del agua al exterior, a través defisuras y manantiales muy localizados. Porencima de este caliche costero, se desarrollaun pequeño acuífero libre en la barra arenosalitoral (Perry et al., 1989 y 1995; Marín, 1990;Velázquez, 1995).

Suelos

El suelo está representado por los regosoles(según clasificación FAO/UNESCO), asociadosa la barra arenosa y las playas; el solonchak yel histosol se asocian con la zona inundablede manglares y presentan fuerte hidromor-fismo en los estratos más superficiales; y, por

Figura 1. Localización de la región costera noroccidental del estado de Yucatán.



último, los suelos tipo litosol y rendzinas seencuentran asociados a la zona de selva bajacaducifolia (Duch, 1988).

Flora y fauna

La flora y fauna de la región es muy rica yvariada. Del extenso listado florístico se han lo-grado identificar 90 especies, la mayoría endé-micas, en el campo, como Echites yucatenensisy Cephalocereus gaumeri. De igual formaCoccothrinax readii y Thrinax radiata se encuen-tran en peligro de extinción (Durán, 1987;Espejel, 1984; Rico-Gray, 1982). De las 230 es-pecies de aves identificadas, una buena pro-porción son migratorias y entre las residen-tes se encuentran el Campylorhiynchusyucatanicus, que sólo se encuentran en la zonade petenes. Existen también 94 especies demamíferos, 15 son carnívoros, como el jaguar;se observa también la presencia del monoaraña y del venado. Los anfibios y reptiles seencuentran representados por 78 especies,donde destacan tres especies de tortugas ma-rinas y dos de cocodrilos, considerados enpeligro de extinción. Entre los principales ti-pos de vegetación se encuentran: de duna cos-tera, bosque de manglar, petenes, pastizal,tular, selva inundable, selva baja caducifoliay vegetación secundaria (Pronatura, 1996).

Actividades humanas

Las principales actividades humanas que serealizan en esta región costera, son la pesca,la cacería, los servicios turísticos, la extrac-ción de sal y la agricultura. La afluencia decapitales a los puertos y la depauperación delos campesinos henequeneros fomentó unamigración masiva hacia las costas, a partirde la década de los años setenta, incremen-tándose la población hasta un 300% (Fraga,1993). Los asentamientos humanos se desa-rrollan en áreas ganadas a la ciénaga, median-te rellenos insalubres, con materiales perece-deros y en pobreza extrema. El fecalismo alaire libre y la basura representan un serio

problema de salud pública. El perfilepidemiológico muestra que las enfermeda-des traqueo-pulmonares y gastrointestinalesson las más frecuentes.

Impactos ambientales

Los principales impactos ambientales, deri-vados del desarrollo socioeconómico costeroson: a) obstrucción de flujos superficiales porcarreteras y bordos; b) azolvamientos acele-rados en manantiales, ciénagas y lagunas;c) pérdida de heterogeneidad ambiental en laduna costera, las ciénagas, los petenes y laselva baja; d) conexión permanente con el maren ciénagas; e) salinización de aguas subte-rráneas por extracciones extremas del recur-so, y f) contaminación por actividad humana.

Caracterización geográfica

Para lograr la subdivisión de la región en es-tudio en unidades geográficas funcionales, seprocedió a realizar un análisis de las caracte-rísticas físicas (geología, geomorfología,hidrogeología, suelo, clima, vegetación y ac-tividades humanas) y morfométricas (formay área de la cuenca; Mateo, 1984). Se revisa-ron los mapas disponibles (topográfico, a es-cala 1:50 000, y temáticos, a escala 1:250 000;INEGI, 1984), las fotografías aéreas e imáge-nes de satélite (Aerofoto, 1948; INEGI, 1979 y1991), complementándose el trabajo con ve-rificación en el campo. De esta manera, se iden-tificaron los factores bióticos y abióticos quecondicionan la formación de los paisajes.

Clima

Para conocer las principales característicasdel clima de los diferentes complejos físico-geográficos, se consideraron seis estaciones cli-matológicas (Celestún, Sisal, Kinchil, Hunucmá,Maxcanú y Chicxulub) y dos observatoriosmeteorológicos (Progreso y Mérida), con unadensidad de 400 km2/estación. La informacióngeneral se completó con datos de precipita-ción media de 12 estaciones climáticas distri-



buidas en la cuenca de Chicxulub (SMN, 1994;CNA, 1995; Orellana et al., 1999). Las varia-bles climáticas analizadas fueron precipita-ción, temperatura, humedad relativa, tensiónde vapor, presión atmosférica, insolación, ve-locidad y dirección de los vientos dominan-tes y evaporación, obteniendo el valor prome-dio anual, la variabilidad temporal y espacial,así como la distribución mensual y estacionaldentro del año.

La precipitación media anual para el pe-ríodo hiperanual se determinó a través delanálisis de homogeneidad (pruebas de Fishery t´student), como condición importante parael tratamiento de series anuales de lluvias,así como las pruebas de ciclicidad y tenden-cia. Otro aspecto analizado para la lluvia, fue-ron las intensidades (mm/min), los tiemposde duración y las frecuencias o tiempos deretorno. El período de lluvias analizado com-prendió los años 1968 a 1993 (26 años).

Dinámica hidrogeológica de la región

Para conocer la dinámica hidrológica de laregión se procedió a una revisión de mapasde hidroisohipsas para diferentes tempora-das (“lluvias” y “secas” de 1987, 1988 y 1989),donde una fuente importante para su elabo-ración fueron los datos generados por Marín(1990). De esta manera, de acuerdo con lazonificación de la dinámica de las aguassubterráneas, se aplicaron las ecuacionesgenerales del balance hídrico con un enfoquegeográfico-espacial para determinar la impor-tancia relativa de cada componente de la ecua-ción y su relación con la biota presente.

A través de la relación Ghyben- Herzberg,se estimó la profundidad a la interfase salinapara conocer el espesor de la capa de aguadulce aprovechable (Custodio y Llamas, 1996).

Dinámica hidrológica de las UnidadesGeográficas Funcionales

Para analizar la dinámica hidrológica espe-cífica de determinadas unidades geográficas,

se instaló un sistema de control geodésico(INEGI, 1991) que permitiera tener una refe-rencia precisa al nivel medio del mar de losdiferentes sitios de muestreo, distribuidosen transectos perpendiculares a la costa enCelestún, Palmar, Sisal, Chuburná y Progreso.Se registró mensualmente la profundidad, lasalinidad y la temperatura del agua entre 1990y 1996, para analizar la dinámica hidrológicasuperficial temporal en lagunas, ciénagas, sa-bana y selva inundable.

También se describe la dinámica hidroló-gica subterránea temporal en algunos ceno-tes, manantiales y petenes (islas de vegeta-ción alta con un manantial, rodeados poragua salobre o hipersalina) del área.

RESULTADOS

Caracterización geográfica

En los 3 198 km2 que abarca el área en estudio,se lograron diferenciar dos unidades geográ-ficas funcionales de primer orden:

· Llanura kárstica, litoral marino-acumulativa, muy baja (H < 2 msnm),de edad cuaternaria, con dos variantes:eólico-acumulativa (de edad holocénica,cordón litoral) y biogénico-acumulativa(de edad pleistocénica, pantanoscosteros).· Llanura kárstica, denudativa, baja (H< 9 msnm), de edad terciaria, con dosvariantes: kárstica estacionalmenteinundada (de edad pliocénico-pleistocénico inferior) y kárstica seca(de edad miocénico-pliocénico).

Del mismo modo, en la zona en estudio se iden-tificaron cinco unidades de segundo orden, ochode tercer orden y 26 de cuarto orden (Tabla 1y Figura 2).

a) La llanura kárstica, litoral, marino-eólico,acumulativa, representa la estructurageológica que protege a todo el sistema de



Tabla 1. Descripción de las unidades geográficas funcionales de la región costera noroccidentaldel estado de Yucatán

humedales costeros y es la que más impactoha sufrido en playas, dunas y plataformamarina debido a las actividades humanas.

b) La llanura kárstica, marino-biogénico,acumulativa, representa una zona de altaproductividad biológica por los extensosmanglares y ciénagas que se desarrollan y queha sufrido los impactos secundarios deriva-dos de la actividad humana.

c) La llanura kárstica biogénico-acumulativa,con tulares y manglares, hábitat de una granbiodiversidad, donde sobresalen los petenesy manantiales.

d) La llanura kárstica denudativa, baja,estacionalmente inundada con selvainundable y extensas sabanas.



Figura 2. Unidades geográficas funcionales de la zona costera noroccidental del estado de Yucatán.

e) La llanura kárstica denudativa seca, conselva baja caducifolia y principal zona de re-carga del acuífero yucateco.

Comportamiento climático para las UnidadesGeográficas Funcionales de Primer Orden

La precipitación total anual promedio parael período hiperanual de una cuenca hidroló-gica, está representado por el valor promediopara un período largo (siempre > a 20 años),en que se compensen los años húmedos y se-cos. Para el caso de Progreso (llanura litoralmarina) se consideró una serie de 66 años, ypara Mérida de 72 (llanura kárstica denuda-tiva). El valor medio en Mérida es de 957.43mm con un coeficiente de variación de 0.163,mientras que para Progreso es de 458.82 mmy 0.375, respectivamente. El régimen pluvialde Progreso muestra ciclos, donde se compen-

san años secos y años húmedos, entre 9 y 12años, mientras que Mérida presenta ciclos quevarían de 9 a 11 años.

Los meses de mayor lámina de lluvia vandesde mayo hasta octubre, definiéndose elperíodo húmedo dentro del año, mientras quede noviembre a abril se considera el períodoseco. Por lo general, puede estimarse que parala llanura litoral marina (zona costera), el pe-ríodo húmedo representa entre el 85 y el 90%del total de la lluvia, respectivamente. Sinembargo, en la llanura kárstica denudativa(hasta 30 km tierra adentro), el período hú-medo representa del 78 al 82%. Es caracterís-tico, además, que los meses más lluviosos detodo el año sean agosto, septiembre y octu-bre, siendo los más secos marzo y abril. Lalluvia invernal de enero y febrero está ausen-te en los años secos, al igual que las lluvias enla primavera. Los picos máximos de precipi-



tación de primavera tardía se presentan, porlo general, en los años húmedos.

A partir del análisis de intensidad-duración-frecuencia (periodo 1968-1993), el promediode lluvias por año para Progreso y Mérida esde 42.4 y 94.8, respectivamente. En Méridapredomina la lluvia de 30 minutos, y conmenos frecuencia la de 60 y 10 minutos, mien-tras que en Progreso la lluvia de mayor fre-cuencia es de 60, 10 y 30, minutos respectiva-mente. Una lluvia con duración de cincominutos y un tiempo de retorno de 100 años,presenta una intensidad de 12 mm/min, enMérida, y de unos 3 mm/min, en Progreso. Lasintensidades de mayor ocurrencia (tiempo deretorno de dos años), para un tiempo de du-ración de cinco minutos es de 0.8 a 1 mm/minpara ambas localidades. Para las lluvias conuna duración de 30 minutos, de mayor fre-cuencia en Mérida y con un tiempo de retor-no de 100 años, corresponde una intensidadde 3 mm/min, mientras que en Progreso, laslluvias de 60 minutos y para el mismo tiem-po de retorno, presentan una intensidad me-nor de 1.5 mm/min (Tabla 2).

La temperatura en toda la región en estu-dio presenta una relativa homogeneidad es-pacial (coeficiente de variación de 5 %), noobstante, existe cierta variación estacional (6a 10%). La temperatura medial anual en laregión es de 24.5 a 25.5° C. La evaporación desuperficie libre presenta valores anuales muycercanos a 1 900 mm, en toda el área en estu-dio. La variabilidad anual oscila entre 19 a16% en la zona costera, mientras que en lacontinental es de 14%. Cabe destacar que ladiferencia máxima entre las localidades esalrededor de 90 mm (5%), indicando una ho-mogeneidad espacial. En cuanto a la distri-bución mensual, los meses de mayor evapo-ración son abril y mayo, mientras quediciembre y enero presentan la menor eva-poración.

Entre los dos componentes principales delbalance hídrico, la lluvia satisface solamenteel 39% del poder evaporante de la atmósfera

del territorio, sin embargo, la alta infiltracióndel agua en la roca calcárea y la alta permeabi-lidad de sus suelos pedregosos permite unarápida recarga del manto freático, consolidan-do un carácter árido con vegetación caduci-folia y xerófila, particularmente en la porcióncontinental.

Otras posibles regularidades hidrológicasde largo período, se deducen mediante regis-tros arqueológicos e hidrológicos, que han lo-grado fechar las sequías severas, particular-mente en el año -400 a.C y 250 d.C, así comoentre el año 800 y 1000 de nuestra era, dondese presentó una de las peores sequías duranteel período Clásico Terminal Maya (Gunn etal., 2000; Quezada, 2001).

Dinámica hidrogeológica de las UnidadesGeográficas Funcionales de Primer Orden

En el área pueden distinguirse dos localida-des o zonas geológicas que presentan impor-tantes diferencias en la dinámica hidrológica(Tabla 1 y Figura 3). Entre la llanura litoralmarina y la llanura kárstica denudativa, elacuífero intercepta al nivel topográfico, ver-tiendo agua rica en sales y ocasionando, a tra-vés de la evaporación, la precipitación de car-bonatos y la consolidación de los materiales,propiciando su endurecimiento y formandouna estructura masiva tipo caliche, que ce-menta las fisuras y oquedades de la corazasuperficial, dando lugar al acuitardo costero.

La Zona I (unidades de segundo orden A,B, y C): de sedimentación reciente (Pleistocenoinferior- Holoceno) representada por los depó-sitos conchíferos que forman las playas y lascuencas de sedimentación palustre yestuarino, en ciénagas y rías (paisaje litoraleólico-marino y biogénico), con un espesorvariable de 1.5 a 3 m. sobre roca caliza com-pacta, fracturada y fisurada, la cual sobreyaceel acuitardo costero. Esta zona comprende de8 a 10 km de ancho promedio, permanente-mente humedecida y presenta coeficientes deinfiltración cercanos a cero, predominando el



proceso de evaporación de superficie libre. Suzona freática y vadosa están poco diferencia-das por su cercanía al mar y donde la interfasesalina es muy superficial. Esta zona represen-ta el 20.6% del área total en estudio (Figura 3).

La Zona II (unidades de segundo orden Dy E), limita al norte con la anteriormente des-crita y se extiende al sur; es de evoluciónkárstica incipiente, del Pleistoceno inferiorPlioceno-Mioceno (unidades denudativas); re-presenta una coraza calcárea que aflora, res-quebrajada y fragmentada, con fisuras y con-ductos tubulares, por los que circula el aguainfiltrada hacia la caliza blanda subsuperficial.Esto hace posible que domine el proceso deinfiltración por fisura, como un componenteimportante del sistema de ecuación del ba-lance hídrico y el cual se estima entre un 25 y40% de la lluvia. Esta zona representa el 79.4%del área total en estudio (Figura 3).

Las aguas subterráneas en la cuenca pre-sentaron niveles hidrostáticos en el períodohúmedo, de 1987, de 1.25 msnm en el extremoSE (Mérida) hasta 0.55 msnm en la zona cos-tera oriental (Progreso), con una pendientehidráulica de 0.0233 m/km, evidenciándose laslíneas de flujo en dirección norte. En el extremonoroccidental de 1.66 msnm (Kinchil) hasta 0.50msnm (Celestún), con una pendiente hidráuli-ca de 0.0258 m/km, donde las líneas de flujovan en sentido SE-NW. En el período húmedode 1989, posterior al huracán Gilberto, laspendientes se mantienen muy similares, sien-do para Mérida-Progreso de 0.0227 m/km yde Kinchil- Celestún de 0.0222 m/km.

Durante el período seco, cuando los nive-les alcanzan sus mínimos valores, las dife-rencias en las pendientes con el período hú-medo no son muy grandes. Mérida con 1.02msnm y cerca de Progreso con 0.50 msnm,resultando una pendiente hidráulica de 0.0173m/km; mientras que para Kinchil-Celestún esde 0.018 m/km. En el período seco y posterior alpaso del huracán Gilberto (1989), la pendientehidráulica en el transecto Mérida-Progreso esde 0.0252 m/km y de Kinchil a Celestún de0.0247 m/km.

Las oscilaciones anuales del nivel hidros-tático varían de 0.20 a 0.40 m y las pendienteshidráulicas tienen poca variación, lo que de-muestra la estabilidad en los cambios de ni-veles en la región. Aun en presencia de fuer-tes elevaciones piezométricas, cuando ocurrenfenómenos meteorológicos severos −comohuracanes− estas pendientes se mantienenmuy estables. El espesor de la lámina de aguadulce oscila desde los 15-18 m, en la costa,hasta los 45-66 m cercano a Mérida y Kinchil(relación Ghyben- Herzberg).

Los niveles del agua subterránea por de-bajo de la isolínea topográfica de los 2 msnm(cercano a la costa) presentan gradientes hi-dráulicos de 0.028 m/km en la generalidad delárea, siendo de 0.046 m/km en septiembre(temporada húmeda), y de 0.016 m/km en abril(temporada seca; 1990-1996). Lo anteriormuestra el efecto del acuitardo costero, queconfina al acuífero en esa zona y lo somete apresión, particularmente en temporada de llu-vias y cuya expresión superficial son fisuras

Tabla 2. Curvas de intensidad-duración-frecuencia para Mérida y Progreso (mm/min)



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muy pequeñas (como la mayoría de manan-tiales del centro del anillo de cenotes) y grandescenotes de varios metros de diámetro (como losmanantiales ubicados en las porciones costerasdel anillo de cenotes de Celestún y Dzilám), comoprincipales accidentes del acuitardo costero.

Balance hidrológico de las UnidadesGeográficas Funcionales de Primer Orden

Según la zonificación de la dinámica de lasaguas subterráneas explicada con anteriori-dad, para la Zona I se aplica la ecuación gene-ral de balance hídrico, que corresponde con elperíodo hiperanual y los cambios en el alma-cenamiento tienden a cero, al compararse losperiodos húmedos con los periodos secos,

cuando Δt→ ∞ y Δw 0, entonces:

P + Asubt + Asup= ET + A´subt + A´sup(Tabla 3).

En este caso, se consideró que las afluen-cias y efluencias superficiales se compensanen el período hiperanual. Para el cálculo de

A´subt se consideran las características pro-pias del desagüe subterráneo (por manan-tiales en el mar) y se tomó como valor típico0.18 m3/s/km de costa. El balance para la zonaI representa una entrada subterránea que pro-viene de la zona II de 43.73 m3/s (1 377x 106 m3),aproximadamente. El gasto de evaporacióntotal (actuando todo el poder evaporante dela atmósfera) es de Qe = 40.53 m3/s o 1 276 x106 m3 anuales, considerando plena satura-ción del área considerada.

Para la zona II y considerando un coefi-ciente de infiltración de 0.25 (Marín, 1990), seaplica la siguiente ecuación:

cuando Δt → ∞ y ΔW 0, entonces:P + Asubt = Ip + Et + O + A´subt (Tabla 3).

En donde A´subt de la zona II se consideracomo Asubt de la zona I por ser contigua unaa la otra. Por lo tanto, A subt para la zona II esigual a 48.73 m3/s, lo que representa un cau-dal de 1 535 x 106 m3 /anuales. Se consideróque para la región de entrada a la zona II laconductividad hidráulica resultante sería deK = 0.31 m /s. “O” se refiere a las extracciones

Tabla 3. Valores propuestos de balance hidrológico para la zona I y II

donde: P= precipitación pluvial; Asubt= afluencia de agua subterránea; ET= evaporación total; Et =evapotranspiración; A'subt = salida de agua subterránea; O = extracciones; Ip = infiltración profunda.



por actividades humanas que en la región sonsumamente bajas.

En lo que concierne al volumen total al-macenado en el acuífero regional, y másespecíficamente en el área en estudio, con unárea aproximada de 3 200 km2 y una porosidadpromedio del 25%, el volumen total almacena-do sería del orden de los 12 000 x 106 m3, con unespesor promedio de 15 m de agua. Si se con-sidera que lo infiltrado (fundamentalmenteen la zona de recarga) es de aproximadamen-te 506 x 106 m3/anuales y lo que llega a la zonaII, por el sur, es de 1 535 x 106 m3/anuales, susumatoria es de 2 041 x 106 m3 y representasólo el 17% del total almacenado, lo que deno-ta una lenta renovación de las aguas en todoel acuífero de la región de estudio, en especial,en la parte interna de la “Cuenca deChicxulub”.

Comportamiento hidrológico de lasUnidades Geográficas Funcionales deSegundo Orden

En relación con las características hidrodiná-micas superficiales de las llanuras biogénicasy kárstica denudativa, inundada estacional-mente (Tabla 1), se observó que el nivel máxi-mo de inundación, en ausencia de huracanes,no sobrepasa la isolínea de altitud topográficade 1 msnm. De manera general, el nivel delagua superficial más alto (con respecto al ni-vel medio del mar) se registra en la selvainundable; disminuyendo gradualmente has-ta la laguna costera o ciénaga, donde se ob-servan los niveles más bajos. La profundidadde la inundación disminuye durante la tem-porada de “secas” (marzo, abril, mayo y ju-nio) y aumenta paulatinamente hasta la tem-porada de “nortes” (octubre, noviembre,diciembre, enero y febrero).

Las mayores concentraciones de sal se regis-tran en la ciénaga (valores medios de 31.8 upscon un rango de oscilación máxima en la épo-ca de “secas” de 96 ups); mientras que las másbajas en los petenes y la selva inundable (va-

lores medios de 1.5 ups). Durante la temporadade “secas” puede haber condiciones de hiper-salinidad en la ciénaga (103.5 ups); y luego, du-rante la temporada de “nortes”, la salinidaddisminuye (4 ups). La temperatura promediodel agua es más alta en la ciénaga (30.2° C y conun rango de oscilación que va de 23 a 38° C)disminuyendo hacia la selva inundable (28.3°C y oscilación de 21.5 a 34° C).

Las máximas elevaciones del nivel delagua ocurren durante septiembre y octubrecon aguas más salobres y de menor tempera-tura, mientras que las mínimas se registran alfinal de la época de “nortes” y durante las “se-cas”, con aguas más saladas y mayores tempe-raturas. La concentración de sal se incrementaconforme a la mayor cercanía a la costa.

En la ciénaga litoral, paralela a la costa,existe un desnivel topográfico que va desde0.40 msnm, en el oriente del área en estudio (Chu-burná), hasta -0.77 msnm, en el poniente(Celestún), con una pendiente de 0.021 m/km,que permite un escurrimiento de agua a lasáreas más bajas. En la región del oriente(Chuburná y Sisal) existen las mayores ele-vaciones del nivel de agua superficial (0.47y 0.38 msnm, respectivamente), mientras quehacia el poniente (Celestún) las menores ele-vaciones (0.06 y -0.03 msnm). De esta mane-ra, se encuentran gradientes hidráulicos quevan de 0.0086 m/km a 0.010 m/km, de acuerdocon la temporada, siendo mayor en “secas”. Asi-mismo, la variación temporal del nivel de inun-dación está representada por la época de “secas”y “nortes”, principalmente, correspondiendo alas menores y mayores inundaciones. En tér-minos temporales, el comportamiento de lasalinidad disminuye al aumentar la inunda-ción durante la temporada de “lluvias” y“nortes”, mientras que aumenta cuando lainundación baja durante la temporada seca.

Por otra parte, en términos espaciales, exis-te un gradiente de mayor a menor salinidaddesde Chuburná (con un promedio de 47.9 ups)hasta Celestún (con 6.6 y 10.4 ups). En Chubur-ná la salinidad presenta un rango de varia-



ción anual de 90.5 ups (de 11.5 ups, en febre-ro, a 102 ups, en junio), mientras que en laparte interna de la laguna de Celestún el rangoanual es de 12.7 ups (de 2.6 ups, en abril, a 15.3ups, en julio). Los valores de correlación porsalinidad muestran una fuerte asociación enel área oriental con gran influencia salina,debido principalmente a escurrimientos porencima de la llanura litoral y a las bocanasque conectan el mar con la ciénaga (La Carbo-nera, Chuburná Puerto y Yucalpetén), mien-tras que la laguna de Celestún presentaambientes más dulces, logrando cierta aso-ciación con el Palmar, conformándose comoel área salobre occidental. La temperaturapromedio del agua disminuye de Sisal (31.1°C) hasta Celestún (27.4° C), registrándose nue-vamente la menor variación en la parte in-terna de la laguna de Celestún.

Los principales cambios morfológicoscosteros ocasionados por el huracán Gilberto(1988), se debieron a la apertura de 24 bocasen la barra costera, que conectaron la llanurabiogénica con el mar, con anchos variablesdesde poco menos de 100 m y con profundi-dades de 2.5 m, hasta menos de 30 m de anchocon profundidades por debajo de 1 m. Loscambios morfológicos más importantes ob-servados en una de las bocanas, localizada enla Reserva El Palmar, antes de que se cerraradurante la temporada de “nortes”, fue el de-sarrollo de un amplio canal paralelo a la cos-ta, protegido por una incipiente barra areno-sa. La repuesta inmediata al cierre de labocana fue el descenso de la salinidad (de 37 a5.5 ups) y el incremento de la profundidaddel agua en la ciénaga (alrededor de 25 cm). Elperíodo de hipersalinidad (con valores ma-yores a 40 ups) antes del cierre de la bocana,de unos seis meses (abril a septiembre), dis-minuye después del cierre de la boca a dosmeses (junio y julio).

Por su dinámica hidrológica superficial,relacionada con las fluctuaciones estacionalesdel nivel de agua, se observa una fuerte aso-ciación entre la unidad geográfica de segun-

do orden D y C (Tabla 1), donde los valoresmáximos de inundación de estas unidades sepresentan de junio a noviembre y no sobre-pasaron la isolínea de altitud de 1.0 msnm. Secaracterizan por sus aguas salobres y dulces,temperaturas bajas y una dinámica indepen-diente de la marea, excepto en los manantia-les y cenotes. Se definen como áreas palus-tres. La unidad B se caracteriza por presentarla máxima inundación de octubre a febrero,asociada al incremento del nivel del mar y concaracterísticas salobres a salinas. En las lagu-nas y ciénagas con contacto permanente conel mar, el nivel de agua oscila en relación conla marea y presentan variaciones de salinidadmuy marcadas. Se definen como áreasestuarinas. En general, el extremo oriental delárea (incluyendo las unidades B, C, D y E) seconstituye como una zona hipersalina ysobrecalentada, mientras que el extremo oc-cidental se constituye como una zona salobrey templada.

Comportamiento hidrológico de lasUnidades Geográficas Funcionales de TercerOrden

Además de la variación estacional del acuífe-ro, en los cenotes y manantiales, localizadosen retenes, existen respuestas por perturba-ciones de corto período, como las mareas. Es-tas respuestas no se aprecian en la ciénagalitoral (aquéllas sin conexión directa con elmar) y en el manglar de cuenca, donde la di-námica hidrológica está determinada princi-palmente por vientos locales, la precipitaciónpluvial, la evaporación y la marcha anual dela marea.

La respuesta observada a través de las fluc-tuaciones del nivel freático permite clasificaral acuífero subterráneo costero en dos tipos:a) acuífero kárstico, litológicamente homogé-neo, que subyace al caliche costero, represen-tado por manantiales y cenotes; b) acuíferoedáfico, que sobreyace al caliche costero, re-presentado por la barra arenosa, con suelos



tipo regosol, y el peten, con suelos tipohistosol.

Algunos cenotes pueden caracterizarsecomo lagos kársticos maduros, con respues-tas más del tipo de acuífero edáfico, ya que apesar de estar inmersos en el acuífero kársticosu dinámica es independiente de él y obedecea cambios producidos por la precipitación yevaporación, así como a vientos locales.

En relación con el comportamiento hidroló-gico de algunos petenes del área en estudio (Pal-mar, Dzulá, Tzintzín, Bolón, Lagartero yElepetén), la respuesta de los manantiales a laoscilación de marea es altamente significati-va, de manera inmediata y con una reduc-ción de la amplitud de marea reflejada en laoscilación en el manantial de un 40 y 24%, encondiciones de marea viva y muerta (ampli-tudes de marea de 0.60 y 0.20 m, respectiva-mente). La respuesta de esta oscilación en elsuelo orgánico del petén es muy baja durantela marea muerta, desde una reducción de másdel 97% en el borde del petén con el manglaradyacente, hasta un 50% en el interior delmismo; mientras que en condiciones de ma-rea viva, en el borde del petén ocurre una re-ducción de 95% y en el interior del petén de46%. Es notorio entonces, que a mayor oscila-ción de marea, mayor será la oscilación de latabla de agua en el suelo del petén. Existe unfuerte desfasamiento temporal entre el nivelmáximo en el manantial y el nivel máximo enel borde del petén, quedando el manglar decuenca adyacente independiente de las osci-laciones de la tabla de agua en el petén.

Antiguamente algunos petenes fueron ca-nalizados para extraer algunos recursosmadereros y de fauna silvestre. La canaliza-ción se realizaba desde el manantial hasta elmanglar de cuenca adyacente. El efecto másimportante de esta acción es la caída del nivelhidrostático promedio en el manantial y, porende, también en los suelos del petén, propi-ciando la erosión. El efecto de canalización estárepresentado por un abatimiento del nivelhidrostático general, mientras que el desazol-

ve de manantiales, sin canalizar, ocasiona unamayor elevación del nivel y, por consiguien-te, un mayor escurrimiento radial superficialde agua hacia la ciénaga. Puede considerarse,entonces, al suelo del petén como un brocalnatural, que confina las aguas del manantialy lo protege de la intrusión salina.

En relación con la interfase salina en ma-nantiales localizados a casi 3 km de la costa,en la Reserva de El Palmar, se ha detectado ellímite superior de la zona de mezcla a unaprofundidad de -8 msnm. En temporada de“nortes” el límite inferior de la interfase esprácticamente imperceptible y se prolonga amás de -24 msnm, presentando un rango desalinidad de 2.2 ups a 11.2 ups en la superficiey el fondo del manantial, respectivamente,mientras que en la temporada de “secas” ellímite inferior se registra a -18 msnm, con unrango de salinidad de 3 ups y 38 ups, en lasuperficie y el fondo del cuerpo de agua, res-pectivamente. La variación de la salinidad enlos manantiales parece estar relacionada conla oscilación del nivel hidrostático y la am-plitud de marea, así como a la temporada deobservación.

CONCLUSIONES

Son dos las principales interacciones que sepueden mencionar en relación con el manejohidrológico de la cuenca; el primero se refierea las descargas de agua contaminada hacialas aguas subterráneas y su transporte haciala zona costera, generando problemas sani-tarios y, el segundo, se refiere a la intrusiónsalina del mar hacia el interior de la cuenca,reduciendo el espesor del agua dulce disponi-ble, al colocar en riesgo el abasto de agua decalidad para la vida humana, la flora y la fau-na regional. Este impacto se produce por laruptura del acuitardo costero (por la cons-trucción y el dragado de dársenas portuarias,como en Yucalpetén) y la sobreexplotaciónpara sistemas de riego y abasto urbano. Eneste sentido, el acercamiento de manejo se



materializa en la zona de borde entre las zo-nas de recarga y descarga de la cuenca, parti-cularmente en el paisaje costero caracteriza-do como sabana y/o selva inundable, dondese expanden actualmente actividades agro-pecuarias cada vez con mayor intensidad. Esen este paisaje, donde el proceso de forma-ción del acuitardo costero es relevante parael mantenimiento del gradiente hidráulicoestacional del acuífero y el nivel de la interfasesalina, y donde el proceso de purificación demasas de agua contaminada que proviene delinterior del territorio, amortiguan el impactoque pudiera producirse en los bosques demanglar y las aguas litorales, actuando comobiofiltros. De igual forma, se debe tener unmayor control en los trabajos de dragado enla unidad litoral marina −eólica− acumulati-va, representada por playas, dunas y plata-forma marina.

Desde la perspectiva geomorfológica, setienen registros de una pérdida rápida de lastierras costeras bajas, debido a la erosión ace-lerada de las costas, sujetas a retroceso. Laszonas sujetas a inundación, con la sobreele-vación del nivel del mar por mareas de tor-menta, indican que se está llevando a cabo laintroducción de la cuña marina con una dis-tribución no uniforme y de manera irregular.La zona de petenes que es una planicie de inun-dación y, por tanto, es de alto riesgo de ocu-rrencia de dicho fenómeno. Si el nivel del maraumentara un metro, el agua de mar alcan-zaría una penetración de 16 km tierra aden-tro, equivalente a más de 500 km2, y el ascen-so del mar podría acelerarse por la destruccióndel manglar. La situación actual de la costa esde fuerte inestabilidad, donde los procesoserosivos en las playas dominan y donde sepredice un incremento acelerado del nivel delmar por fenómenos, como el calentamientoglobal, además del fuerte impacto que la in-fraestructura habitacional y productiva,construida sobre la primera duna costera yfrente a la playa, ha ocasionado, junto con la

deforestación y la construcción de espolonesy escolleras en la zona litoral.

A la luz del conocimiento hidrológico ac-tual de la península de Yucatán, el efecto com-binado de la sequía con el incremento del martraería como consecuencia, una obvia reduc-ción de la recarga de agua al acuífero subte-rráneo por la disminución de la precipitaciónpluvial, elevando la interfase salina, aunadoa lo anterior y debido al incremento del niveldel mar, la cuña marina subterránea se des-plazaría hacia el sur por varios kilómetros,con una reducción drástica del espesor delmanto freático aprovechable para el uso hu-mano y para la vida silvestre, particularmentela flora, la cual tendería hacia un predominiode selva baja caducifolia espinosa y concactáceas y otras xerófitas, con una pérdidagradual de fertilidad en el suelo y sujeto a laerosión, particularmente los litosoles yrendzinas extendidos en la región. De conti-nuar la infiltración al manto freático de lasaguas residuales municipales, domésticas eindustriales sin tratamiento, así como lasinfiltraciones de las aguas de riego con fertili-zantes, pesticidas y plaguicidas de todo tipo,la intrusión salina desde la costa y la explota-ción de las aguas del acuífero para activida-des agropecuarias, urbanas e industriales enexpansión incrementarán la vulnerabilidaddel acuífero de manera alarmante. Ante laincertidumbre que rodea los serios problemasque puedan surgir, es imperativo que el go-bierno incluya, en sus planes a largo plazo, elfactor del aumento global de temperatura.Será necesario probar que las propuestas dedesarrollo en la cuenca hidrológica y su zonacostera son viables, aun con los cambiosclimáticos que se predicen, por lo que se su-giere realizar estudios sobre las descargas deagua dulce, a través de manantiales subma-rinos en el litoral yucateco, sobre los proce-sos de acumulación de solutos que conformael acuitardo costero, los procesos de disolu-ción del karst yucateco y caracterizar la di-



námica hidrológica del anillo de cenotes y suinfluencia en la zona litoral.

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