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DCII REGIÓN HIDROLÓGICO-ADMINISTRATIVA “GOLFO CENTRO"

CLAVE ACUÍFERO R DNCOM VCAS VEXTET DAS DÉFICIT

CIFRAS EN MILLONES DE METROS CÚBICOS ANUALES

ESTADO DE VERACRUZ

3007 ORIZABA-CÓRDOBA 109.5 68.5 40.159455 19.2 0.880545 0.000000

ACUIFERO 3007 ORIZABA-CORDOBA

VERTICE LONGITUD OESTE LATITUD NORTE

OBSERVACIONES GRADOS MINUTOS SEGUNDOS GRADOS MINUTOS SEGUNDOS

1 96 52 3.8 18 40 54.7

2 97 4 17.4 18 41 15.0

3 97 8 52.4 18 42 26.0

4 97 8 1.0 18 47 46.4

5 97 11 27.7 18 52 47.7

6 97 11 28.3 18 54 32.7

7 97 14 31.7 18 54 33.4 DEL 7 AL 8 POR EL LIMITE ESTATAL

8 97 16 3.0 19 1 47.5

9 97 11 41.1 19 2 29.5

10 97 7 28.3 19 0 25.4

11 97 3 24.0 19 1 31.3

12 96 56 53.2 18 59 37.7

13 96 52 16.7 18 52 31.6

14 96 45 34.9 18 47 16.7

15 96 49 47.1 18 46 54.2

1 96 52 3.8 18 40 54.7

Determinación de la disponibilidad de agua en el Acuífero Orizaba-Cordoba, Ver.

1

Comisión Nacional del Agua

Subdirección General Técnica

Gerencia de Aguas Subterráneas

Subgerencia de Evaluación y Modelación Hidrogeológica

DETERMINACIÓN DE LA DISPONIBILIDADDE AGUA EN EL ACUÍFERO ORIZABA-CORDOBA,

ESTADO DE VERACRUZ

México, D.F., 30 de abril de 2002


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INDICE

1 GENERALIDADES2 FORMULA DE BALANCE DE AGUAS SUBTERRANEAS

2.1 CAMBIO DE ALMACENAMIENTO2.2 RECARGA TOTAL (Rt)

3 BALANCE DE AGUAS SUBTERRANEAS4 DISPONIBILIDAD

4.1 RECARGA TOTAL MEDIA ANUAL4.2 DESCARGA NATURAL COMPROMETIDA4.3 VOLUMEN ANUAL DE AGUA SUBTERRÁNEA CONCESIONADO E INSCRITO EN EL REPDA4.4 DISPONIBILIDAD DE AGUAS SUBTERRÁNEAS

5 BIBLIOGRAFÍA

RELACIÓN DE PLANOS:

1. PLANO DE LOCALIZACIÓN DEL ACUIFERO ORIZABA CORDOBA2. PLANO DE LOCALIZACIÓN DEL ACUIFERO ORIZABA3. PLANO DE LA POLIGONAL DEL ACUIFERO ORIZABA4. PLANO DE LOCALIZACIÓN DE LAS ESTACIONES CLIMATOLOGICAS5. PLANO DE EVOLUCIÓNES DE NIVELES ESTATICOS DEL PERIODO

AGOSTO/1992 A JULIO/1999.6. PLANO DE CONFIGURACIÓN DE LAS PROFUNDIDADES DEL NIVEL ESTATICO

DE JULIO DE 1999.7. PLANO DE CONFIGURACIÓN DE LAS ELEVACIÓNES DEL NIVEL ESTATICO DE

JULIO DE 1999.


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1 GENERALIDADES

1.1 LOCALIZACIÓN

El acuífero Orizaba - Córdoba, se localiza en la porción central poniente del estado deVeracruz, contando con una superficie de 436.024 km², este caso se realizara el balance de laparte correspondiente a Orizaba que tiene una superficie de 289.874 km² y que se encuentralimitado por un polígono irregular, cuyos límites son los siguientes:

LONGITUD OESTE LATITUD NORTEVERTICE

GRADOS MINUTOS SEGUNDOS GRADOS MINUTOS SEGUNDOSOBSERVACIONES

1 96 51 50.4 18 40 48.02 96 57 3.6 18 39 39.63 97 3 14.4 18 41 2.44 97 5 38.4 18 46 44.45 97 9 50.4 18 50 2.46 97 12 28.8 18 54 36.07 97 13 30.0 18 54 54.08 97 14 31.2 18 54 32.4 Del 8 al 9 por el límite estatal

9 97 16 37.2 19 0 39.610 97 8 2.4 19 0 39.611 97 4 4.8 18 56 2.412 96 52 51.6 18 52 30.013 96 43 58.8 18 45 25.214 96 49 30.0 18 44 2.41 96 51 50.4 18 40 48.0

Recibe una precipitación media anual que varía entre 773.0 y 2,276.20 mm/ año, tiene unatemperatura media anual de 17.9 a 23.10° C y una evaporación total que varía entre 749.40 y1043.20 mm/año.

Además, cuenta con una red hidrográfica conformada por los ríos Blanco, Orizaba y el Metlac.

Las ciudades importantes que se encuentran comprendidas en esta área son: Orizaba, Tenangodel Río Blanco, Santa Ana Atzacan, Ciudad Mendoza, Nogales e Ixtaczoquitlan, entre otras.

El acuífero cuenta con buena comunicación terrestre, ya que por esta, cruza la autopista decuatro carriles en el tramo Orizaba – Veracruz y la carretera federal N° 150 y dentro de lazona existen una serie de caminos revestidos y transitables en toda época del año, mientras quepor su área cruza el ferrocarril vía Puebla - Córdoba.

La actividad más sobresaliente es la industrial, ya que cuenta con industrias como la deCementos Apasco, Sabritas, Cervecería Moctezuma, el Ingenio Cuatlapan, entre otras.


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2 FORMULA DE BALANCE DE AGUAS SUBTERRANEAS

La presente formula es la que se indica en la Norma Oficial Mexicana NOM-011-CNA-2000Que establece el método para determinar la disponibilidad media anual de las aguasnacionales”. Su representación más simple esta dada por la expresión:

RECARGA TOTAL = (+/-) CAMBIO DE ALMACENAMIENTO + DESCARGA TOTAL(SUMA DE ENTRADAS) DE LA UNIDAD HIDROGEOLOGICA (SUMA DE SALIDAS)

(Rt) (Ca) (Dt)

De la cual se dejó como incógnita la RECARGA TOTAL (Rt), por lo que se calculó los otrosdos elementos de la ecuación.

La DESCARGA TOTAL (Dt), es la sumatoria de las salidas por lo que es igual a:

Dt = Cb + M + Evt + Fs + EDonde:

Cb = Caudal base a ríosM = Manantiales.Evt = Evapotranspiración.Fs = Flujo subterráneo.Eb = Extracción por bombeo.

La formula del balance de aguas subterráneas queda de la siguiente forma:

Rt = +/- Ca + (Cb + M + Evt + Fs + E)

2.1 CAMBIO DE ALMACENAMIENTO

(+/-) CAMBIO DE ALMACENAMIENTO DE LA UNIDAD HIDROGEOLOGICA (Ca)

El cambio de almacenamiento en el intervalo de tiempo en el balance, se determina a partir dela evolución de los niveles del agua subterránea correspondiente al mismo intervalo y devalores representativos del coeficiente de almacenamiento del acuífero.

Primeramente se realizó la configuración de las líneas de los isovalores ( a cada 1.00 m) de laevolución de los niveles estáticos del periodo de agosto de 1992 a julio de 1999. De esta, seobtienen los volúmenes de las evoluciones positivas y negativas ( primeramente se obtuvo elárea por medio de planímetro y después multiplicado por el espesor), los resultados sepresentan en la siguiente tabla:


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ACUÍFERO VOL. Mm³ (+) VOL. Mm³ (-) VOL. TOTAL Mm³ORIZABA-CORDOBA

3.218750 23.548000 - 20.329250

TOTAL: -20.329250

2.1.1 COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO

Como no se cuenta, con la información para obtener el coeficiente de almacenamiento, sedecidió tomar como valor 0.25 por tratarse de un valor representativo para los materialesgranulares, que se encuentran dentro de la zona de estudio.

Una vez obtenido el volumen y el coeficiente de almacenamiento se obtiene el volumenevolucionado, que se presenta en la siguiente tabla:

AcuíferoVOL.

TOTALMm³

COEFICIENTE DEALMACENAMIENTO

(S)

VARIACION DEALMACENAMIENTO Mm³

Orizaba-Cordoba

-20.329250 0.25 -5.082313

TOTAL: -20.329250 - 5.082313

Como se trata de un periodo de 7 años, este resultado se divide entre cuatro para obtener elvalor anual que es: - 0.726045 Mm³.

2.1.2 CAUDAL BASE

Es la descarga de una unidad hidrogeológica a una corriente superficial, la cual se determina apartir de los datos registrados en estaciones hidrométricas instaladas sobre el cauce de lacorriente, utilizando los métodos de análisis de hidrogramas. Este método se aplica en loscomprendidos entre ellas, lo que sirve para conocer la distribución de esta descarga a lo largodel cauce.

No se cuenta con información para obtener o determinar un flujo base, pero con lasobservaciones de campo así como la comparación del nivel del acuífero y del río se llega a laconclusión que en esta zona, no existe aportación del acuífero a los ríos, por lo que seconsideró como cero.

2.1.3 MANANTIALES

La descarga de una unidad hidrogeológica a través de un manantial se determinará integrandoel área bajo el hidrograma, esto es, multiplicando el intervalo de balance por el gasto medio


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correspondiente. El hidrograma se trazará con base en aforos realizados con frecuenciasuficiente para conocer las variaciones estacionales y anuales del gasto. En todo caso, medianteconsideraciones topográficas, hidrogeológicas, hidrodinámicas e hidrogeoquímicas, deberáverificarse que el manantial en cuestión es alimentado por la unidad hidrogeológica que se estáevaluando.

En la zona del acuífero existen muchos manantiales, pero no todos son alimentados por elacuífero. Analizando el comportamiento de este, se determinó que los manantiales alimentadospor el acuífero son los de la zona suroeste, los que se ubican en el poblado Cuautlapan.

De acuerdo con del estudio “Impacto de la explotación de la Cantera Buenavista, que realizala empresa Cementos Apasco, S.A. de C.V.”, y que fue realizado por la UNAM, así comotomando en consideración los aforos realizados por la Subgerencia Técnica de esta Gerencia,se llegó a la conclusión de que los manantiales producen un gasto promedio de 500 lps es decir15.768 Mm³ anuales y de los cuales están concesionados 11.356 Mm³.

2.1.4 EVAPOTRANSPIRACIÓN

La evaporación combinada de la superficie del suelo y la transpiración de las plantas, es a loque se llama evapotranspiración. Representa el transporte de agua de la última capa superiorterrestre a la atmósfera, es decir es el fenómeno inverso de la precipitación.

A la fecha, no existe método exacto ni científicos para determinar la evapotranspiración, sinembargo algunos investigadores han desarrollado métodos empíricos los cuales permitencalcular la evapotranspiración potencial.

Los elementos cuya influencia sobre la transpiración se han estudiado en los diferentes métodosdesarrollados, incluyen la radiación solar, la temperatura del aire, el viento, la humedadatmosférica y la cubierta vegetal, los que están interrelacionados y aunque el factor básico es laradiación solar, parece haber un más estrecho paralelismo entre la temperatura del aire y latranspiración.

Para el presente trabajo no se calculó la evapotranspiración debido a que los niveles tienen unaprofundidad mayor a los 10 metros (plano # 6). La ecuación mas utilizada en nuestro país es lade C.W. Thornthwaite, que relaciona la evapotranspiración y los factores climáticos de loscuales haya datos abundantes y fáciles de determinar, sin perder la exactitud necesaria en elcálculo.

2.1.5 Flujo Subterráneo (Fs)

La descarga subterránea del acuífero se determinará aplicando la Ley de Darcy a las seccionesde salida definidas en la configuración de los niveles del agua subterránea, considerando lasvariaciones de ésta a lo largo del intervalo de tiempo del balance.


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Primeramente se realizó la configuración de la elevación del nivel estático de la informaciónobtenida en el mes de julio de 1999.

Dado que las curvas de igual elevación del nivel estático representan líneas equipotenciales, elmovimiento del agua subterránea (o líneas de flujo) se lleva a cabo siguiendo trayectoriasperpendiculares a ellas. De esta manera, se define una malla formada por estos dos tipos delíneas, que es conocida como “Red o canal de flujo”.

La cuantificación de las entradas y salidas subterráneas se basa en la aplicación de la Ley deDarcy, la cual establece que la velocidad aparente de flujo del agua subterránea a través de unmedio poroso es directamente proporcional a la pérdida de carga hidráulica e inversamenteproporcional a la distancia recorrida, cuya expresión es:

V = K (h / L) = K [ (h2 - h1) /L] = K i [ m/s]

En donde:V = Velocidad media de flujoh = Carga hidráulicaL = Longitud recorridaK = Coeficiente de permeabilidadi = Gradiente hidráulico.

El caudal de agua (Q) que circula a través del canal de flujo está dado por la expresión:

Q = T B i [m3/s]Donde:

T = transmisividadB = ancho medio de flujo (distancia media entre dos líneas de flujo del canal).

BEquipotenciales

CANAL DE FLUJO1260msnm

L= 1000 m

Líneas de flujo1240

Ejemplo: i = 1,260 - 1,240 = 20 = 0.02

GradienteHidráulico


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1,000 1,000

Los valores de b y l se miden directamente de la red de flujo, debido a que el trazo de ambostipos de líneas no es regular, se acostumbra hacer 2 o 3 mediciones a lo largo del canal y tomarcomo dato la media aritmética.

Por otro lado, en el plano de elevación del nivel estático se anotan los valores de t obtenidos apartir de pruebas de bombeo, especialmente los datos que caen en los canales de flujomarcados.

Cuando no existen datos para un canal específico, se toma como valor el promedio de losvalores de t más próximos a él.

En este caso se utilizó el aforo realizado al pozo de Pemex Escamela, al aplicar el métodográfico de Jacob, se obtuvo un valor de 6.588 X 10 –3 m2/s.

En la siguiente tabla se resume la salida del flujo subterráneo.

N° DECANAL

h2 –h1(m)

L (m) I B

(m)T

(10³ m²/s) Q (m³/s) Q (Mm³)

1 25 334 0.074850 483 6.588 0.238174 7.5110432 25 250 0.100000 700 6.588 0.461160 14.5431413 25 383 0.065274 3100 6.588 1.333080 42.0400044 25 1016 0.024606 1400 6.588 0.226948 7.1570295 25 1100 0.022727 850 6.588 0.127268 4.013514

TOTAL 75.264731

75.264731 Mm³

2.1.6 EXTRACCIÓN POR BOMBEO (Eb)

Representa normalmente el volumen mayoritario de las descargas del acuífero y se encuentraconstituido por la suma de los volúmenes de agua del subsuelo extraído para satisfacer lasdemandas de los diversos sectores de usuarios establecidos en la zona.

El volumen manejado para este acuífero, es el que se tiene en el censo realizado por la Jefaturade Proyecto de Aguas Subterráneas de esta Gerencia, el cual está conformado por informaciónde REPDA y aquella recopilada por personal de esta jefatura al levantar el censo, por lo que el


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valor obtenido es: 19.204435 Mm³ Además REPDA tiene en su base de datos un volumenconcesionado de 6.260879 Mm³.(el cual se utilizará para obtener la disponibilidad del agua)

2.2 RECARGA TOTAL (Rt)

Como se dijo anteriormente la recarga total se dejó como incógnita. Una vez obtenido todos loselementos de la ecuación, se procede a calcular la recarga total que se presenta en la siguientetabla:

3 BALANCE DE AGUAS SUBTERRANEAS

Descarga total (suma de salida)

Estado acuífero cambio dealmacenamiento caudal

base manantiales Evapotranspiración flujosubterráneo

extracción porbombeo total

recargatotal

Veracruz Orizaba -0.726045 0.00 15.76800 00.00 75.264731 19.204435 110.24 109.51

4 DISPONIBILIDAD

Para el cálculo de la disponibilidad del agua subterránea, se aplica el procedimiento indicadoen la Norma Oficial Mexicana NOM-011-CNA-2000, que establece las especificaciones y elmétodo para determinar la disponibilidad media anual de las aguas nacionales, que en lafracción relativa a las aguas subterráneas establece la expresión siguiente:

Disponibilidad mediaanual de aguasubterránea en unaunidad hidrogeológica

=Recargatotal mediaanual

-Descarganaturalcomprometida

-Volumen anual deaguas subterráneasconcesionado einscrito en elREPDA

4.1 RECARGA TOTAL MEDIA ANUAL

La recarga total media anual, corresponde con la suma de todos volúmenes que ingresan alacuífero, en forma de recarga natural más la recarga inducida, que para el acuífero Orizaba-Cordoba, en el Estado de Veracruz es de 109.5 Millones de metros cúbicos por año(Mm3/año).

4.2 DESCARGA NATURAL COMPROMETIDA


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La descarga natural comprometida, se cuantifica mediante medición de los volúmenes de aguaprocedentes de manantiales o de caudal base de los ríos alimentados por el acuífero, que sonaprovechados y concesionados como agua superficial, así como las salidas subterráneas quedeben de ser sostenidas para no afectar a las unidades hidrogeológicas adyacentes. Para elacuífero Orizaba-Cordoba, en el Estado de Veracruz, existe una descarga naturalcomprometida de 68,460,000 metros cúbicos por año (Mm3/año)..

4.3 VOLUMEN ANUAL DE AGUA SUBTERRÁNEA CONCESIONADO E INSCRITOEN EL REPDA

En el acuífero Orizaba- Cordoba, en el Estado de Veracruz, el volumen anual concesionado,de acuerdo con los títulos de concesión inscritos en el Registro Público de Derechos de Agua(REPDA), de la Subdirección General de Administración del Agua, al 30 de abril de 2002 esde 25,281,456 metros cúbicos por año (m3/año).

4.4 DISPONIBILIDAD DE AGUAS SUBTERRÁNEAS

La disponibilidad de aguas subterráneas conforme a la metodología indicada en la normareferida, se obtiene de restar al volumen de recarga total media anual, el valor de la descarganatural comprometida y el volumen de aguas subterráneas concesionado e inscrito en elREPDA:

15,758,544 = 109,500,000 - 68,460,000 - 25,281,456

La cifra indica que existe volumen disponible de 15,758,544 metros cúbicos por año (m3/año),para nuevas concesiones en la unidad hidrogeológica denominada acuífero Orizaba- Cordoba,en el Estado de Veracruz.


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5 BIBLIOGRAFÍA

MANUAL PARA EVALUAR RECURSOS HIDRAULICOS SUBTERRANEOS.Editado por la Comisión Nacional del Agua.

IMPACTO DE LA EXPLOTACIÓN DE LA CANTERA AMPLIACIÓN BUENAVISTA ENEL REGIMEN HIDRAULICO DE LOS MANANTIALES DE CUAUTLAPAN, VER.Realizado por UNAM (Instituto de Geofísica Departamento de Recursos Naturales), Nov. 95.

PROCESOS DEL CICLO HIDROLOGICOD.F. Campos ArandaEditorial: Universidad Autónoma de San Luis PotosíVolumen 1 y 2

GUÍA PARA EL CALCULO DE BALANCES DE AGUAS SUBTERRANEASPropuesta de la Jefatura de Proyecto de Evaluación y manejo de acuíferos (1996)

TALLER DE DISPONIBILIDAD, USO Y BALANCESAbril de 1997


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TABLA 1. Relación de aprovechamientos, para realizar la evolución agosto/92 a julio/99

COORDENADAS GEOGRAFICASLATITUD LONGITUDNº NOMBRE DEL USUARIO MUNICIPIO

GRA MIN SEG GRA MIN SEGUSO

NIVELEST.

AGOSTO/92

NIVELESTATICOJULIO/99

EVOL.AGOS/92

AJULIO/99

O-21 Jabones de Orizaba, S.A. deC.V.

Ixtaczoquitlan 18 52 53 97 03 06 Industrial 17.6 20.44 -2.84

O-38 H. Ayto. Ixtaczoquitlan (U.Habt. El Guayabal)

Ixtaczoquitlan 18 52 28 97 03 11 Púb-Urb 48 52.89 -4.89

O-46 Talleres y Aceros, S.A. deC.V.


O-49 H. Ayto. Orizaba (P- U.Habit. CROM)

Orizaba 18 52 05 97 06 13 Púb-Urb 6.04 9.57 -3.53

O-52 H. Ayto. Orizaba (P-Ixhuatlancillo Nº 2)

Ixhuatlancillo 18 52 00 97 07 06 Púb-Urb 10.96 11.8 -0.84

O-60 Patronato A. Pot. U.Habit.Ojo de Agua

Orizaba 18 51 46 97 04 48 Púb-Urb 13.84 15.42 -1.58

O-63 Embotelladora Tropical,S.A. de C.V. (Pepsi-Cola)


O-64 Cementos Apasco, S.A. deC.V.(P-2)


O-67 H. Ayto. Orizaba (P- ElTrebol)

Orizaba 18 51 13 97 03 40 Púb-Urb 28.6 32.47 -3.87

O-68 Baños Rosas (N-2) Orizaba 18 51 06 97 06 21 Servicios 11.33 11.54 -0.21O-72 Tenerías Unidas, S.A. de

C.V.Orizaba 18 50 55 97 05 42 Industrial 9.91 7.56 2.35

O-73 I.M.S.S (Hospital GeneralOrizaba)

Orizaba 18 50 54 97 05 07 Servicios 14.54 14.36 0.18

O-84 Patronato A. Pot. Col. I dela Llave

Orizaba 18 50 18 97 06 19 Púb-Urb 15.54 16.38 -0.84

O-86 Quimiproductos, S.A.deC.V.

Orizaba 18 50 09 97 05 17 Industrial 14 15.9 -1.9

O-93 INFONAVIT Río Blanco Orizaba 18 49 57 97 07 13 18.17 17.97 0.2


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PLANO # 1PLANO DE LOCALIZACIÓN DEL ACUÍFERO ORIZABA-CORDOBA

SINBOLOGIA: LIMITE DE ACUIFERO:


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PLANO # 2PLANO DE LOCALIZACIÓN DEL ACUÍFERO ORIZABA

SINBOLOGIA: LIMITE DEL ACUIFERO:


14

PLANO # 3PLANO DE LA POLIGONAL DEL ACUIFERO ORIZABA

SINBOLOGIA: POLIGONAL DEL ACUIFERO:


15

PLANO # 4PLANO DE LOCALIZACIÓN DE LAS ESTACIONES CLIMATOLOGICAS

SINBOLOGIA: LIMITE DE ACUIFERO: ESTACION CLIMATOLOGICA: λ


16

PLANO # 5PLANO DE EVOLUCION DEL NIVEL ESTATICO EN EL PERIODO AGOSTO/92 A JULIO/1999.

SINBOLOGIA:CURVAS DE IGUAL EVOLUCIÓN:

-2 -3 -2 -3 -4 -1 -2 -5 -1 -3 -2- 0 2 -3 -3 -2 -1, -2


17

PLANO # 6PLANO DE CONFIGURACIÓN DE LA PROFUNDIDAD DEL NIVEL ESTÁTICO (JULIO/1999).

SINBOLOGIA: LIMITE DE ACUIFERO:CURVAS DE DE IGUAL PROFUNDIDAD:

40 30 40 30 20 40 25 15 30 20 50 30 20 25 30 25 15 15

20 10 30 35 20 25


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PLANO # 7PLANO DE CONFIGURACIÓN DE LA ELEVACIÓN NIVEL ESTÁTICO (JULIO/1999).

SINBOLOGIA:

1,100 1,275 1,250 1,200 1,075

1,250 1,075

1,200 1,100


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CURVAS DE DE IGUAL ELEVACION:

dcii regiÓn hidrolÓgico-administrativa “golfo centro · el acuífero cuenta con buena...

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