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Este documento tiene como objetivo identificar modelos de escurrimientos superficiales en la última década. Se realizo una revisión de literatura y se encontraron 56 estudios publicados en los buscadores Google Scholar, Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal (Redalyc), Difusión de Alerta en la Red (Dialnet), Scientific Electronic Library Online (SciELO) y Science Direct durante el periodo de 2012 hasta el 2022. La búsqueda se delimitó en artículo científico de libre acceso. Se genero una base de datos en Microsoft Excel 2010. Se registraron referencia, año de publicación, nombre de la revista, área de estudio, entidad, país, objetivo de la investigación, variables utilizadas y abreviación de modelos de escurrimientos superficiales. El 7 % de los artículos publicados se concentran en la revista Tecnología y Ciencias del Agua. Argentina ocupa el primer lugar en estudios publicados y 80 % de las áreas de estudios es en cuencas hidrográficas. Los modelos más utilizados para estimar, evaluar, predecir, modelar y simular los escurrimientos superficiales son Herramienta para la Evaluación del Suelo y Agua (SWAT) y Servicio de Conservación de Suelo-Número de curva (SCS-CN).

Groundwater is a strategic resource for economic development, social justice, environmental sustainability, and water governance. The lower Casas Grandes River Basin, located in the state of Chihuahua, México, is in a semi-arid region with increasing groundwater demand and regional challenges such as drought and depletion of aquifers. Even though there is official information about the availability of groundwater, a comprehensive aquifer characterization requiring an interdisciplinary investigation using a diverse suite of tools and multiple data sources has yet to be carried out. This study presents a multi-technique framework to evaluate potential sites to drill for groundwater resources and reduce the risk of unsuccessful drilling. The main components of the methodology include wellhead leveling correction with a differential global positioning survey to define piezometric levels, principal component analysis using LANDSAT-8 images, application of geospatial tools, geophysics analysis using time domain electromagnetic surveys (TDES) and vertical electric soundings (VES), and structural geohydrology to define aquifer characteristics. The results showed that using the proposed framework steps improved the possibility of identifying subsurface layers with lower resistivity values that could be related to groundwater. Low resistivity values (35 Ohm-m) were found at depths from 50 to 85 m at sites where the regional static water level reached a depth of 245 m, indicating the potential location of a shallow groundwater resource at a site where the intersection of a fracture trace was identified. This procedure can be used in other regions in the world where limited information is available for groundwater exploration, thus reducing the risk of drilling dry wells in complex hydrogeological environments.

Waterbody evaporation (E) within endorheic basins in semiarid areas is critical in determining the water balance. Accurate E measurements can provide valuable information for the sustainable management of water resources in the face of climate change scenarios. However, evaporation can be estimated through methods as efficient as Penman using variables from agroclimatic stations, such as wind velocity, net radiation, relative humidity, and air temperature, which have spatiotemporal variability. Within the evaporation models based on remote sensing (RS) is the surface energy balance model (SEB), which has been applied to different methodologies and extends the measurements of evapotranspiration (ET) at a regional level. SEB-based methodologies use physical principles with minimal weather data requirements to estimate ET. Hence, this article compares two RS methodologies that estimate evaporation: The Regional Evapotranspiration Estimate Model (REEM) and the Earth Engine Evapotranspiration Flux (EEFlux). Comparing ET measurements obtained from REEM and EEFlux for seven Landsat OLI scenes in the agriculture cycle of April to September applied against the simplified Penman equation showed that the REEM performed better (d = 94 %) than the EEFlux (d = 68 %) for the indicated period. Although the comparison of REEM and EEFlux shows accurate E measurements (REEM), gridded weather data (EEFlux) needs to improve, increasing the scale using local information.

En este trabajo se identificaron las áreas de bosques de pinos, encinos y mixtos, con mayor probabilidad de ser degradadas-deforestadas en la cuenca del río Conchos (Chihuahua-Durango, México). Mediante superposición de cartografías (inventario de suelo y vegetación series I y VI) se obtuvieron las áreas donde los bosques de pinos, encinos y mixtos, se ha degradado-deforestado durante el periodo 1985-2016 en dicha cuenca. Posteriormente se aplicó la técnica de regresión logística considerando ocho variables físicas y socioeconómicas, posiblemente asociadas con la pérdida/degradación del bosque. Se obtuvo un valor de Pseudo R2 de McFadden 0.204, que indica un alto poder predictivo del modelo. Se identificó una superficie de 733.43 km2 en riesgo de ser deforestada y degradada en el futuro, la cual representa el 6.7 % de la superficie de bosque existente actualmente en la cuenca. Las variables con mayor peso específico en la deforestación y degradación del bosque fueron, en orden descendente, marginación, concesiones mineras y tenencia de la tierra. Los resultados son útiles para prevenir la pérdida y degradación de los bosques en la cuenca del Río Conchos, y facilitan el manejo ambiental de la misma.

Groundwater is a strategic resource for economic development, social justice, environmental sustainability, and water governance. The Lower Casas Grandes Basin located in the state of Chihuahua, Mexico is in a semi-arid region that has increasing groundwater demands while confronting regional challenges such as adverse climate change scenarios and depleting aquifers. Even though there is official information about the availability of groundwater, comprehensive aquifer characterization is still uncertain and needs interdisciplinary investigation using a diverse suite of tools and multiple data sources. This study presents a multi-technique framework to evaluate potential sites to drill for groundwater resources. The main components of the methodology included: wellhead leveling correction with a differential global positioning survey to define piezometric levels, principal component analysis using Landsat-8 images, application of geospatial tools, geophysics using Time Domain Electromagnetic Surveys and Vertical Electric Soundings and structural geohydrology to define aquifer characteristics. Results show that the application of the framework enhances the possibility of successful drilling for groundwater while saving time and money using “pin-point” positioning for drilling sites as compared to a traditional extensive groundwater exploration approach. Low resistivity values (35 Ohm-m) were found at depths from 50m to 85m at sites where the regional static water level reached 245 m deep adding a shallow groundwater potential at sites where the intersection of fracture trace was identified. This procedure can be used at other sites where limited or minimum information is available for groundwater exploration to reduce the risk of drilling dry wells in complex hydrogeological environments.

La estimación robusta y operativa de los requerimientos hídricos en los cultivos, es una premisa que tienen que cumplir los especialistas en el manejo del agua. El objetivo de este estudio fue implementar el enfoque bayesiano (EB) para estimar el coeficiente de cultivo (Kc) a partir del índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI), y comparar con los enfoques frecuentistas, ecuaciones generales y específicas para un cultivo. El modelo bayesiano se desarrolló con base en distribuciones de probabilidad de parámetros (a y b) a priori, recopilados de 18 investigaciones, que estimaron la relación lineal (Kc-NDVI). En una primera etapa se compararon los enfoques en siete tamaños de muestra (TM) (5, 10, 30, 60, 90, 120 y 150), en ellas se realizaron 1000 repeticiones sin remplazo. Para validar el ajuste de los enfoques en cada TM se utilizaron 156 datos experimentales de Kc-NDVI. En la segunda etapa se evaluó el EB respecto a ecuaciones ajustadas a cultivos específicos, se añadió el primer y segundo cuartil de los datos para hacer la validación. Los resultados mostraron en primera instancia que el EB superó en todos los TM a los métodos frecuentistas y ecuaciones generales. El EB demostró obtener incertidumbres bajas con solo cinco TM, a diferencia de los otros métodos que necesitaron más de 30 registros para obtener resultados similares. La comparación entre EB y ecuaciones específicas corroboró que cinco datos aleatorios recopilados en el primer cuartil de los registros fueron suficientes para obtener incertidumbres bajas. La metodología propuesta es operativa y los datos de Kc se pueden estimar desde las primeras fases fenológicas con certidumbre alta y con pocos datos del NDVI.

En este trabajo se identifican los cambios de uso del suelo y cubierta vegetal durante el periodo 2000-2017, y sus impactos sobre la escorrentia potencial de la cuenca Chuviscar-Sacramento (Chihuahua Mexico). Se generaron mapas de uso del suelo para cada ano mediante clasificacion espectral y se modelizo el escurrimiento mediante el metodo de Numero de Curva considerando eventos de lluvia de 62 y 88 mm en 24 horas. Los resultados muestran la perdida de coberturas naturales y su sustitucion por coberturas antropizadas, asi como un incremento de la escorrentia total en el periodo analizado. Tambien sugieren que los impactos hidrologicos del cambio de coberturas son muy heterogeneos espacialmente, pues se incremento la escorrentia en ciertas zonas de la cuenca, pero disminuyo en otras. La modelizacion permite identificar uno de los impactos hidrologicos mas relevantes del cambio de uso del suelo en el funcionamiento de la cuenca, facilitando la gestion ambiental de los distintos usos del suelo.

La presente investigación tiene como objetivo la monitorización del cambio en los patrones de distribución espacial del uso del suelo urbano que se ha presentado en la zona de presión intermunicipal de Chihuahua en el periodo 1995-2015. Se utilizó el software FRAGSTATS para el cálculo de las métricas de análisis de la ecología del paisaje. Los resultados indican que el crecimiento del suelo destinado a vivienda que se presentó en el periodo de estudio se encuentra en consonancia con el modelo de ciudad dispersa, caracterizado por la baja densidad edificatoria y la preponderancia del transporte privado por carretera.

El acelerado crecimiento urbano a escala globaly sus efectos negativos sobre el sistema hídrico subterráneo natural se atribuyen principalmente a la concentración de población que registran las áreas urbanas. En el presente trabajo se analizó el crecimiento urbano de Ciudad Juárez (1920-1940; 1940-1950; 1950-1960; 1960-1970; 1970-1980; 1980-1990; 1990-2000; 2000-2010 y 2010-2015), los cambios de cobertura y uso de suelo urbano y el abatimiento del acuífero urbano. Los resultados derivan de la correlación estadística y espacial entre covariables generadas: Tasas de Cambio de Crecimiento Urbano Histórico (TCCUH: %), Tasas de Cambio de Usos de Suelo Urbano (TCUSU: %), Crecimiento Poblacional (Población: %) y Tasa de Cambio en Abatimiento (TCA: m año-1). El crecimiento fue de 35 222 ha. El uso habitacional está estrechamente ligado al uso industrial y de servicios. El nivel estático del acuífero arrojó TCA media de -0.53 m año-1. Las covariables que mejor explicaron la TCA son TCCUH y la TCUSU. Del análisis del comportamiento del crecimiento urbano en función de los usos de suelo, se concluye que, de los usos, los habitacionales son los que mayor recurso de agua demandan

Most methods for estimating the morphometric values of water bodies use equations derived from hypsographic curves or digital terrain models (DTMs) that relate depth, volume (V), and area (A) and that model the uncertainty inherent in the complex underwater morphology. This research focuses directly on the use of topobathymetric models that include the bathymetry and topography of the surrounding area next to the water body. The projection of the water surface height (H) on each DTM pixel generates a water column with intrinsic attributes such as volume and area. The process is replicated among all cells and estimates the total area and volume of the water body. If the V or A is the input data, an algorithm that iterates height values is used to generate the new data, which is compared with the entered value that functions as a reference. If the difference between the reference value and the calculated value is less than an error threshold, the iteration stops, and the maximum and average depths are calculated. The raster and the shape that represent the body of water are created. The cross comparison of H-V-A showed that there is an error between 0.0034% and 0.000039% when any of the parameters are used as input data. Performance tests determined that pixel dimensions are directly proportional to the processing time for each iteration. The results of the implementation of this algorithm were satisfactory since, for the DTM of Bustillos Lagoon, Chihuahua, Mexico, the simulation took less than 17 seconds in at most 22 iterations.

El objetivo de este trabajo fue identificar zonas de inundación en la ciudad de Santiago de Cali Colombia, mediante imágenes de RADAR e información histórica. Durante el proceso se utilizaron imágenes Sentinel 1 pre y post evento y reportes de fenómenos hidrometereológicos (1986-2018). El método empleado precisó un abordaje desde diferentes ángulos, en lo que se enmarca como complementariedad metodológica. Consistió en una revisión documental, reconocimiento de campo, y el tratamiento digital de datos a partir de clasificación supervisada. Los resultados de la revisión documental y el trabajo de campo indican la ocurrencia de 766 eventos asociados a inundación que han afectado a 186 barrios en un periodo de 32 años. Además de esto, el procesamiento digital de las imágenes identificó 2082, 25 hectáreas inundables, con fiabilidad global del 89 por ciento e índice Kappa de 0.76 por ciento. Es importante resaltar que la mayoría de áreas inundables se localizaron en zonas adyacentes a los ríos Cauca, Cali y a los canales Interceptor Sur y Oriental.

Since there are no mathematical models that can calculate the Laguna de Bustillos’ water storage levels, water balance requires this data to understand the connectivity between this water body and the Cuauhtemoc aquifer. This article presents a new three-dimensional reconstruction technique based on a time series of multispectral remote sensing images, bathymetry, a topographic survey with high precision GPS, and regional contours. With the images of Landsat ETM+/OLI and Sentinel 2A from 2012 to 2013, 2016, and 2017, the contours of the water surface were extracted using the MNDWI and were associated with an elevation received from GPS. An Autonomous Surface Vehicle was also used to obtain the bathymetry of the lake. A topographic survey was carried out using GPS in populated areas, and the contour lines extracted from the INEGI Continuous Elevations Model 3.0. A DEM was constructed using ArcGIS 10.5.1, and surfaces and volumes were calculated at different elevations and compared with 16 Landsat TM/ETM+/OLI multispectral images from 1999 to 2018. The results showed that the mean of the average intersection area between the test images and the area extracted from the 3D model is above 90.9% according to the confidence interval, kappa overall accuracy 95.2–99.7 %, and a coefficient 89.9–99.3 %. This model proved to be very accurate on a regional scale when the water level exceeded 1971.32 meters above mean sea level and useful to evaluate and administer water resources. DOI: https://doi.org/10.54167/tch.v12i1.129

Management of transboundary aquifers is a vexing water resources challenge, especially when the aquifers are overexploited. The Hueco Bolson aquifer, which is bisected by the United States–Mexico border and where pumping far exceeds recharge, is an apt example. We conducted a binational, multisector, serious games workshop to explore collaborative solutions for extending the life of the shared aquifer. The value of the serious game workshop was building knowledge, interest, understanding, and constituency among critical stakeholders from both sides of the border. Participants also learned about negotiations and group decision-making while building mutual respect and trust. We did not achieve consensus, but a number of major outcomes emerged, including: (1) participants agreed that action is called for and that completely depleting the freshwater in the shared aquifer could be catastrophic to the region, (2) addressing depletion and prolonging the life of the aquifer will require binational action, because actions on only one side of the border is not enough, and (3) informal binational cooperation will be required to be successful. Agreeing that binational action is called for, the serious games intervention was an important next step toward improving management of this crucial binational resource.

El objetivo de este trabajo fue identificar las areas con riesgo de degradacion-deforestacion de la cubierta forestal en el oeste de Chihuahua, en el norte de Mexico, utilizando un modelo de regresion logistica. Se genero la regresion entre once capas de informacion geografica (biofisica y socioeconomica) y areas deforestadas de cuatro municipios del estado durante el periodo 1985-2013. Los resultados indican un buen poder predictivo del modelo generado (Pseudo-R2 de McFadden de 0.24), e identifican la tenencia de la tierra, el grado de marginacion y su comportamiento temporal, la aptitud agrologica del suelo y la pendiente del terreno, como las variables con mayor peso en la prediccion de zonas susceptibles de degradacion y perdida de bosques. Estos hallazgos facilitan el manejo ambiental de areas boscosas y la mitigacion de causas en zonas que estan sufriendo este proceso.

En este trabajo se comparan los paisajes construidos por menonitas y mestizos de Chihuahua, Mexico, mediante el mapeo de la cubierta vegetal y los usos del suelo, y la obtencion de metricas de ecologia del paisaje en predios de ambos grupos sociales. Los resultados muestran que los menonitas han construido paisajes agricolas mas intensivos mediante formas de organizacion y apropiacion del espacio vinculadas con su historia y religion. Estos hallazgos ayudan a entender la evolucion de los paisajes culturales en Mexico y otras regiones de Latinoamerica donde existen colonias de poblacion menonita, o su inmigracion permanece vigente. Abstract: This work compares the landscapes built by Mennonites and Mestizos of Chihuahua, Mexico. This comparison was made through the characterization of land cover and land use, and by obtaining landscape ecology metrics in plots of both social groups. The results show that the Mennonites have built more intensive agricultural landscapes, in a process of organization and appropriation of space linked to their history and religion. These findings help to understand the evolution of cultural landscapes in Mexico and elsewhere in Latin America, where there are colonies of Mennonite population, or where their immigration continues.

The objectives of this work were to identify areas in probability of being deforested in the west of Chihuahua, Mexico, and their causal variables, using a logistic regression model. The work was developed in a Geographic Information System, through the deployment and statistical regression between ten layers of geographic information (biophysical and socioeconomic) related to deforestation and deforested areas of four municipalities of the state during the period 2007-2013. The results indicate a good predictive power of the technique (McFadden's Pseudo-R2 of 0.26), and identify the degree of marginalization, land slope, land tenure and soil agrological aptitude as the variables with the biggest weight in the loss of forests. The findings facilitate the environmental management of forested areas, and the mitigation of causes of deforestation in already degraded areas.

The objective of this research was to determine the relationship between the inefficiency of furrow irrigation, the geometric characteristics of agricultural plots and the depletion of the aquifer of the Laguna Bustillos basin (Chihuahua, Mexico) in recent decades (1991-2012). The main results were: i) the analysis of geometric characteristics showed that the Mennonite properties have the least favorable conditions for the use of furrow irrigation; ii) the index of inefficiency of furrow irrigation demonstrated the existence of agricultural plots that exceed 2.5 to 13 times the maximum allowed length; iii) the analysis of the spatial and temporal evolution of the depletion of the aquifer showed that the areas with higher depletion (up to -80 m) are located mainly in Mennonite properties; iv) it was shown that the index of inefficiency of furrow irrigation is directly related to the geometrical properties of agricultural plots and to the level of depletion of the aquifer. It is clear that reversing this problem will require a land use plan that includes the geometric reconfiguration of agricultural plots or the use of new technologies such as sprinkler and drip irrigation, as well as territorial strategies that increase the areas of natural and artificial recharge of the aquifer.

espanolLa cuenca del rio Conchos, situada en el Estado de Chihuahua (Mexico), ha sufrido un notable deterioro por el desarrollo de las actividades humanas. El crecimiento urbano, la industrializacion y la agricultura han degradado de manera notable los recursos hidricos de esta cuenca. Para examinar la calidad de sus aguas se han analizado los embalses de la presa de Las Virgenes, el lago Colina y la presa la Boquilla, determinando los parametros de Oxigeno Disuelto, pH, Nitratos, Solidos Totales Disueltos, Turbidez y Temperatura a partir de muestras de agua. Mediante estos datos y la informacion espectral de imagenes del satelite Landsat 5 se evaluaron 30 modelos de regresion lineal de los cuales, la turbidez obtuvo el mejor ajuste. Las regiones del espectro 0,52 – 0,6 μm y 0,63 - 0,69 μm, aportados por la variable predictora, se mostraron como los rangos de mayor correlacion con los valores de turbidez. El modelo empleado para representar la turbidez espacialmente distribuida muestra que la presa la Boquilla obtiene los valores mas altos, relacionados con la suspension de sedimentos aportados por cauces efimeros a lo largo de todo el embalse. EnglishThe Basin of Conchos River, located in the State of Chihuahua (Mexico), has suffered a marked deteriorationdue to the development of human activities. The urban population growth, industrialization,and agriculture have significantly degraded water resources of this basin. To examine the quality of itswaters, the reservoirs of Las Virgenes dam, the Colina lake, and La Boquilla dam have been analyzed, determining the parameters of dissolved oxygen, pH, nitrates, total dissolved solids, turbidity and temperature from water samples. Using these data and the spectral information of Landsat 5 satellite images, 30 linear regression models were evaluated; from these models, turbidity obtained the best match. The regions of spectrum 0.52-0.6 μm and 0.63-0.69 μm, provided by the predictor variable, appeared as the ranges of higher correlation with the values of turbidity. The model used to represent the turbidity spatially distributed shows that La Boquilla dam gets the highest values related to the suspension of sediments provided by ephemeral channels throughout the reservoir.

ResumenPor décadas, el crecimiento de las ciudades solamente se ha considerado en función de la disposición de suelo. En las ciudades del norte de México, usualmente ubicadas en regiones áridas o semiáridas, existe una alta dependencia del agua subterránea. Por esta razón, la planeación integral urbana está obligada no solo a considerar el área peri-urbana en función del suelo, sino también del agua subterránea. La transferencia de agua para uso urbano produce severas alteraciones al medio natural como el agotamiento de acuíferos y cambios drásticos en el uso del suelo y la cubierta vegetal. En este documento se presenta un análisis geoespacial del uso del suelo y agua en el área peri-urbana de Ciudad Cuauhtémoc. Mediante modelación geográfica y percepción remota se evalúa la dinámica del uso y cobertura de suelo. Los resultados indican que los procesos de cambio de uso del suelo y cubierta vegetal ocurren en un contexto de alta competencia por el agua entre diversos usuarios. Este proceso usualmente no se considera en los estudios que miden la expansión espacial urbana, pero debe considerarse para comprender integralmente los efectos del crecimiento urbano en el territorio.AbstractFor decades, city growth has been considered only in terms of land availability. In cities of northern Mexico, usually located in arid or semi-arid regions, there is a high dependence on groundwater. For this reason, comprehensive planning urban must consider the peri-urban area not only in terms of soil, but also groundwater. Water transfer for urban use produces severe alterations to the natural environment as aquifer depletion and drastic changes in land use/cover. This paper presents a spatial analysis of land use and water in the peri-urban area of Ciudad Cuauhtémoc.Using geographic modeling and remote sensing we assessed the dynamics of land use/cover. The results indicate that land change processes occur in a context of high competition for water between different users. This process is not usually considered in studies measuring urban spatial expansion, but should be considered to fully understand the effects of urban growth in the territory.

ResumenEn este estudio se identifican las regiones con mayor presión antropogénica sobre el agua subterránea en México. La información para identificar estas áreas corresponde a los registros georreferenciados de 314 292 derechos de agua subterránea que especifican el volumen concesionado por la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA). En este estudio se construyeron tres indicadores, representados en mapas de densidad de tipo Kernel, que muestran la distribución espacial a partir de los registros puntuales de los derechos de agua. Los indicadores obtenidos: a) densidad geográfica según la cantidad de pozos, b) volumen concesionado y c) profundidad de perforación, describen por separado diferentes componentes de la presión antropogénica sobre las aguas subterráneas y permiten generar en conjunto una cartografía de la presión ejercida sobre los acuíferos del país. Los resultados requieren complementarse con estudios hidrogeológicos regionales que indiquen con precisión el grado de afectación de los acuíferos por la extracción de agua subterránea; sin embargo, los resultados por sí mismos dejan ver una presión muy alta en las regiones del Bajío, la Comarca Lagunera y el Centro-Oeste del estado de Chihuahua. Estos hallazgos se discuten desde una perspectiva geográfica, demostrando la utilidad de incorporar indicadores ambientales para evaluar la presión ejercida sobre los recursos hídricos del país.AbstractIn this study we identified regions with the highest anthropogenic pressure on groundwater in Mexico. Te information used to identify these areas was based on the 314,292 groundwater rights specified by the National Water Commission (CONAGUA). In the research we calculated three indicators, represented as Kernel density maps, which show the spatial distribution of the groundwater rights. The indicators: a) geographic density of wells, b) concessioned volume, and c) drilling depth, describe separately different components of human pressure on groundwater and allow to generate a combined pressure mapping on the aquifers of Mexico. Te results of this work must be complemented with regional hydrogeological studies that indicate accurately the disturbance of aquifers by groundwater extraction, however, the results reveal themselves a very high pressure in the regions of El Bajio, la Comarca Lagunera and the midwest of Chihuahua. Tese findings are discussed from a geographic perspective, demonstrating the usefulness of incorporating environmental indicators to assess the pressure on water resources in the country.