Fig. 1  Vista panorámica del valle de Ojos Negros, Baja California, México. MANEJO SUSTENTABLE DEL AGUA EN EL VALLE DE OJOS NEGROS, BAJA CALIFORNIA, MÉXICO El Grupo de Investigación Ojos Negros San Diego State University Universidad Autónoma de Baja California Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas, Forestales y Pecuarias Resumen Ejecutivo Reconocimientos Contenido Fig. 2   Vista del valle desde el noroeste, con el Cerro Doña Eulalia en el fondo (derecha). Contenido   1. Introducción   2. Características Físicas   3. Entorno Social y Económico   4. Estudios de Apoyo   5. Modelación   6. Conclusiones y Recomendaciones   7. Bibliografía 1. INTRODUCCIÓN 1.1 Antecedentes            El valle de Ojos Negros está localizado en Baja California, México, aproximadamente a 80 km al sur de la frontera México-EE.UU. (San Diego-Tijuana). Las actividades económicas predominantes en el valle son la agricultura y la ganadería. El asentamiento humano en el valle se originó con el descubrimiento de la minería del oro en 1870. Después de unos años de minería, las actividades económicas cambiaron primero a la ganadería y después a la agricultura. En la actualidad, la agricultura es la actividad más importante en el valle.            La importancia del valle de Ojos Negros como un recurso económico regional con efectos transfronterizos de consideración está ampliamente reconocida. Los productos de su agricultura de riego, que incluyen alfalfa, cebollín, cebolla, sandía y otras hortalizas, se comercializan a ambos lados de la frontera México-EE.UU. Aproximadamente 2,000 personas dependen directamente de la economía del valle.            El nombre "Ojos Negros" se menciona en un mapa del valle que data del año 1864 (Fig. 30), en referencia a dos pantanos ovalados cercanos que parecen dos ojos negros, a lo largo del extremo sudoeste del valle. Estos pantanos desaparecieron eventualmente, debido al abatimiento del agua subterránea, y sólo el nombre "Ojos Negros" permanece como testigo de un pasado más húmedo.            Conforme la agricultura de riego se fue extendiendo en el valle, las demandas han impuesto contribuciones crecientes de recursos locales de agua subterránea, lo que ha llevado a plantear la pregunta de la sobreexplotación del recurso, en el marco del desarrollo sustentable. En los últimos 30 años de expansión agrícola, el manejo institucional de agua en el valle ha sido mínimo. En la búsqueda del estado del abatimiento del agua subterránea, la Comisión Nacional del Agua (CNA) ha efectuado un estudio hidrogeológico del acuífero de Ojos Negros (CNA, 1997). Este estudio es de naturaleza disciplinaria; por consiguiente, no considera los problemas que se relacionan con los impactos climatológicos, ecológicos, económicos y sociales que provoca el abatimiento del agua subterránea.            El acuífero de Ojos Negros es la única fuente de agua para la actual actividad agrícola en el valle. El acuífero comprende un área de aproximadamente 100 km2, con un volumen total de 388 hm3 (1 hectómetro cúbico o hm3 es igual a 1 millón de metros cúbicos). La CNA (1997) ha calculado el promedio anual de sobreexplotación en Ojos Negros en aproximadamente 6.5 hm3. Este cálculo está basado en 25.1 hm3 de descarga acuífera a través del bombeo y una estimación de 18.6 hm3 de recarga natural, que comprende el flujo neto lateral (11.8 hm3) (la recarga 12.2 hm3 menos la descarga 0.4 hm3) y percolación de la lluvia e irrigación (6.8 hm3). Esta extracción en exceso es responsable del abatimiento del nivel del acuífero, el cual fluctúa desde menos de 1 m a un máximo de 13 m, con un promedio espacial de 0.32 m año-1. Para propósitos de comparación, el Plan Nacional para Combatir la Desertificación en México ha colocado la tasa de sobreexplotación anual en el valle de Ojos Negros en 0.52 m (Secretaría de Desarrollo Social, 1993).            El abatimiento del agua subterránea en el valle de Ojos Negros tiene efectos cuantificables en el clima, suelo, vegetación, economía, y otros componentes del ecosistema del valle. La complejidad del problema requiere un acercamiento interdisciplinario al manejo del recurso hídrico del valle. El objetivo es documentar las dinámicas climatológica, hidrogeológica y ecológica que resultan de la sobreexplotación del acuífero, para fundamentar una estrategia de manejo sustentable que esté basada en consideraciones técnicas, económicas y sociales. 1.2 Objetivos            Los objetivos de este estudio son los siguientes: Documentar los datos hidrogeológicos, de suelos, vegetación, uso del suelo, económicos, sociales, y otros datos pertinentes para posibilitar la continuidad de la investigación interdisciplinaria en el valle de Ojos Negros. Estudiar la climatología del valle para evaluar posibles cambios climáticos debido a efectos antropogénicos. Evaluar los cambios de uso del suelo con técnicas modernas de detección remota. Desarrollar una base de datos agrícola para los estudios del abatimiento del agua subterránea. Desarrollar un Sistema de Información Geográfica (SIG) adecuado al modelo hidrogeológico para su aplicación al valle de Ojos Negros. Relacionar la base de datos agrícola con el SIG y modelo hidrogeológico con el fin de estudiar los impactos económicos y sociales del abatimiento del agua subterránea. Examinar el concepto del manejo sustentable del agua en el valle de Ojos Negros. Fig. 3   Boca del Arroyo Ojos Negros. Contenido   1. Introducción   2. Características Físicas   3. Entorno Social y Económico   4. Estudios de Apoyo   5. Modelación   6. Conclusiones y Recomendaciones   7. Bibliografía 2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS 2.1 Fisiografía            El valle de Ojos Negros está localizado en el estado de Baja California, México, aproximadamente a 40 km al Este del Puerto de Ensenada, sobre la Carretera Federal No. 3 (Fig. 4). El valle es drenado por un pequeño arroyo llamado Ojos Negros, el cual es tributario del Arroyo El Barbón. Éste a su vez es tributario del Río Guadalupe, el cual drena hacia el Océano Pacífico en la Misión (La Misión de San Miguel Arcángel), a 35 km al norte del Puerto de Ensenada. El área de drenaje del Arroyo Ojos Negros es de 173.4 km2, mientras que la del Arroyo El Barbón es de 1,094 km2 medido hasta su delgada garganta (y salida del valle) localizada aproximadamente a 3 km al norte de Real del Castillo Viejo (Fig. 9). Fig. 4   Localización geográfica del Valle de Ojos Negros, Baja California.            El valle de Ojos Negros está ubicado completamente dentro del área de drenaje del Arroyo Ojos Negros. El valle es una depresión natural de forma más o menos rectangular, rodeado de montañas por todos lados, cubriendo un área de aproximadamente 113 km2, con coordenadas 31o 52' y 31o 57' L.N. y 116o 12' y 116o 19' L.O. La elevación del terreno varía desde los 720 m.s.n.m. en la entrada del valle, sobre la margen noreste cerca del Arroyo el Barbón (Fig. 19) hasta los 670 m en la boca de salida del valle (Fig. 3), en donde se unen ambos arroyos, Ojos Negros y El Barbón. El promedio de elevación es alrededor de los 705 m.s.n.m. y la pendiente media va de Este a Oeste, entre 0.5 y 1%. Fig. 5  Detalle del valle de Ojos Negros.            El valle es fácilmente accesible desde el Puerto de Ensenada por la Carretera Federal No. 3, la cual comunica a Ensenada con el Puerto de San Felipe en el Golfo de California. Dentro del valle hay varios caminos de terracería en buen estado de conservación, orientados de norte a sur y este a oeste. Estas terracerías generalmente se ponen intransitables durante la temporada de lluvias. 2.2 Geología            El Valle de Ojos Negros es una depresión de edad Post-Mioceno, rodeada de rocas prebatolíticas altamente metamorfoseadas como los esquistos y gneis. Además hay rocas ígneas intrusivas como tonalita, granodiorita, y gabro. La región entera pertenece al Bloque Alamo, el cual presenta un enjambre de diques de origen ígneo.            Weege (1976) ha realizado una interpretación geológica del Valle de Ojos Negros (Fig. 6). La estructura principal es un graben o depresión limitada entre dos fallas. El relieve es relativamente plano, en ocasiones ondulado, con varios cerros y pequeñas sierras de rocas ígneas y metamórficas emergiendo a lo largo de sus bordes y en ciertos lugares en el mismo valle (inselbergs).   Fig. 6  Croquis geológico del valle de Ojos Negros.            Los esquistos y gneis son rocas pelíticas y parentales básicas, con metamorfismo regional y de contacto por varios eventos plutónico-termales. Los gneis forman un cuerpo de 2.5 km de largo, que se levanta 90 m por encima del piso del valle en la porción sur-central, llamado Cerro Doña Eulalia (Fig. 5).            Estos esquistos son de tres tipos. El primero presenta una gradación entre albita-epidotita, facies de horfels a facies de esquistos verdosos. Estos forman la mayoría del escarpe de falla en el lado oeste, al sur y a lo largo de la porción central-este, también al norte y noroeste. El segundo tipo, un talco esquisto, fue producido por una alteración hidrotermal del primer esquisto. Este esquisto forma una sierra de 100 m de alto y 5 km de largo en la porción norte del valle, conocido como Cerro Portezuelo o Cerro El Talco (Fig. 5). También forma varios pequeños parches sobre el lado NW con una dirección Este-Oeste. El tercer tipo de esquisto se presenta al pie de monte en la parte NE del valle; proviene de un tipo de roca sedimentaria débilmente metamorfoseada, la cual todavía muestra las bandas de depositación en muchos lugares. La roca parental de la cual proviene este esquisto es el segundo tipo de esquisto (talco esquisto) y la tonalita (ver el siguiente párrafo).            Hay cuatro tipos de rocas en el valle. La más antigua es la tonalita, la cual forma varios pequeños cerros o colinas de alrededor de 50 metros de altura en la porción sur al centro. También forma la mayoría de pequeños cerros en la porción sudeste y parte en la porción noreste del valle. La tonalita muestra un intenso intemperismo al pie de monte del extremo sudeste del valle. El segundo tipo de roca es la granodiorita, la cual se intrusionó después que la tonalita. La granodiorita forma parte del escarpe de falla en el sudoeste; también se localiza como una pequeña sierra con varios cerros en la porción este al centro del valle, otra porción al noreste y parte de una de sierra y un pequeño cerro en el noreste.            El tercer tipo de roca ígnea, son los diques, de los cuales hay de tres tipos: (1) metarriolitas, (2) aplitas y (3) pegmatitas. Los diques de metarriolita forman un impresionante enjambre en el lado noreste del valle y al oeste a lo largo del escarpe de falla. Estos diques se localizan en otras partes del valle como diques sencillos o en pequeños grupos. Este enjambre de diques de metarriolita presenta una dirección N-S y son de edad Mesozoica. Los diques de aplita y pegmatita se encuentran en todas direcciones y se intrusionaron más tarde. Algunos diques son muy largos, de más de 15 km de longitud y de hasta 13 metros de ancho. Los diques de metariolita son más comunes que los de aplita, y éstos a su vez son más comunes que los de pegmatita.            El cuarto tipo de roca ígnea es el gabro, el cual al parecer se intrusionó en última instancia. El gabro forma tres cuerpos los cuales se alzan alrededor de 250 m del piso del valle, con una longitud mayor de 3 km en la porción sudeste del valle. Forma también cuatro pequeños cerros y cinco diques con una dirección 200o NW, son verticales en la porción este hacia el centro del valle y como pequeños cuerpos en la porción NW. Los gabros son fácilmente distinguibles en el campo por su color obscuro.            La estructura geológica principal en el área es una falla casi vertical en el lado oeste del valle. Esta falla buza cerca de N 20o W, y forma una escarpa de 350 m. La segunda falla está localizada a lo largo del extremo nororiental del valle, y buza approximadamente N 60o W. Esta falla dobla en la parte norte hasta que se dirije al N 80o y encuentra a la primera falla. Estas dos grandes fallas confinan al graben y son responsables de la depresión topográfica que constituye el valle.            La secuencia geológica del valle ha sido descrita por Weege (1976) como sigue: Los esquistos y los gneis fueron formados por eventos plutónico-termales, con el acompañamiento de la intrusión de tonalita. Más tarde, en la porción norte al centro del valle, una alteración hidrotermal tuvo lugar y algunos de los esquistos fueron transformados en serpentinas y talco. Esos eventos fueron seguidos por un período de erosión en el cual los detritos derivados de esquistos y gneis fueron depositados. Las tonalitas y los esquistos fueron entonces alterados por un metamorfismo regional de baja temperatura y por la intrusión de granodiorita, que formó una cama de depositación de esquistos con metamorfismo de grado bajo. Durante el Mesozoico, la intrusión de granodiorita fue seguida por el enjambre de diques de metarriolita, que a su vez fueron intrusionados por los diques de aplita y pegmatita que cortaron más tarde el enjambre de diques de metarriolita en varios lugares. Siguiendo a la intrusión de los diques, continuó la formación de pequeños plutones y algunos diques de gabro se intrusionaron en el área; estos diques cortaron a la granodiorita, mientras que el gabro no presenta diques. Un período de fallamiento continuo provoca el fenómeno de la subsidencia o la caída del bloque que formó el valle. Las fuerzas que formaron el graben fueron probablemente causadas por las fuerzas de tensión asociadas con la expansión del protogolfo de California. El graben experimentó alteraciones hidrotermales adicionales, incluyendo la presencia de calcita en las zonas de fractura de falla. Durante el Cuaternario, el valle ha recibido gran cantidad de sedimentos por aluviones, los cuales siguen ocurriendo hasta el presente. Fig. 7  Modelo digital de elevación del valle de Ojos Negros (elevación en metros). 2.3 Clima            El valle de Ojos Negros presenta un clima árido, con una sola estación de lluvias durante el invierno, (noviembre a abril), y variación extrema de temperaturas. El clima está caracterizado como frío y húmedo en invierno y seco y caliente en verano. De acuerdo a la clasificación climática de Koppen, modificada por García (1981), el clima de Ojos Negros es de tipo BSh(s)(e'). El ecosistema asociado con este tipo de clima y localización geográfica es comúnmente conocido como "mediterráneo," el cual se establece en gran parte de la costa oeste y norte de Baja California y la costa del sur de California.            La estación climatológica de Ojos Negros ha operado desde 1948 a 1995 con varios períodos de interrupción. Las siguientes variables climáticas fueron medidas diariamente: (1) precipitación, (2) temperatura actual medida a las 7 am, (3) temperatura máxima y (4) temperatura mínima.            La distribución mensual de las temperaturas a través del año es unimodal, presentándose solamente una sola mínima y una sola máxima. La temperatura media del mes más caliente (entre julio y agosto) es de 26.3oC. La precipitación media anual es de 240 mm, con 46 mm (equivalente al 20%) ocurriendo en el mes más húmedo (enero) y solamente el 0.6 mm (equivalente al 0.25%) en el mes más seco (junio).            La precipitación es marcadamente estacional, y el mayor porcentaje de precipitación ocurre dentro del período de noviembre-abril. El número de días por año con precipitación mayor de 0.1 mm (un indicador del número de tormentas por año) es de 20 a 40. 2.4 Suelos            Los suelos del valle de Ojos Negros están bajo la influencia del clima tipo mediterráneo; frío y húmedo en invierno, y seco y caliente en verano. Así, los suelos manifiestan procesos geoquímicos de rubificación, es decir el desprendimiento por deshidratación de óxidos de fierro amorfos que le dan al suelo el color rojo característico. Estos suelos se clasifican como Inceptisoles, y está localizados en el pie de monte de las formaciones de gabro, esquisto, y gneis. Otro tipo de suelo, de origen aluvial y eólico, se clasifica como Entisol y está localizado hacia el centro del valle. Este suelo es de color gris claro, de bajo contenido de materia orgánica, textura promedio, y fácilmente erosionable.            Los suelos del valle están siendo intensamente utilizados por una agricultura de riego altamente tecnificada, con el uso de sistemas de regadío por aspersión y goteo, dependiendo exclusivamente del agua subterránea. El ciclo de los cultivos es corto, y entre un ciclo y otro, extensas áreas se barbechan dejando al suelo prácticamente desnudo, sin prácticas de conservación contra la erosión hídrica y eólica, lo cual está afectando a algunas parcelas. Además, puede observarse el desarrollo de canalillos, aparentemente debido al sobrepastoreo, en áreas localizadas al este del Cerro Doña Eulalia (Fig. 5).            Los suelos del valle de Ojos Negros presentan diverso origen: aluvial, coluvial, lacustre y eólico. Los suelos de origen aluvial, que han sido formados por los sedimentos que provienen principalmente del Arroyo El Barbón, son de los períodos Cuaternario y Holoceno. Los depósitos más antiguos se localizan al sur del cerro El Talco, en la actual Estación Experimental del INIFAP. El suelo es amarillo grisáceo, con la presencia de minerales primarios, y mezclado con gravas angulares. Los suelos de aluvión de edad intermedia son depósitos localizados al sur y al norte del Arroyo El Barbón; el perfil es completamente arenoso, con una gradación de arenas medias a gruesas. Los aportes más recientes están localizados sobre el lecho del cauce del Arroyo El Barbón y son continuamente rejuvenecidos por los constantes aportes de sedimentos originados en la Sierra de Juárez.            Los suelos de origen coluvial se localizan al pie de monte de las pequeñas sierras que limitan el valle hacia el lado oeste sobre la falla principal. Ocupan una franja muy angosta entre los 100 y 150 m de ancho con pendientes entre 15 a 25%. El suelo es poco profundo con un incipiente desarrollo del perfil, de color gris rojizo, que indica la presencia de óxidos de fierro. Un perfil muy similar se encuentra al pie de monte del Cerro Doña Eulalia.            Los suelos de origen eólico ocupan la parte sur del valle, van casi desde la parte central hasta los límites de valle hacia el sur. Cubren una extensa área y su principal característica es la depositación de arenas por efecto del viento con dirección SW-NE. La fisiografía de este tipo de suelos muestra una secuencia de cerros bajos que incrementan su altura conforme se acercan al SW, con pendientes que van de NE al SW entre 5 a 10%. Son de color gris claro con una gran reflectancia, por la escasa materia orgánica que contienen, y sin cubierta vegetal. Estos suelos son arenosos, fácilmente erosionables por el viento, de ahí su principal característica. Estos suelos sobreyacen a otro perfil originalmente desarrollado por depositación de detritos de rocas metamórficas con un contenido bajo de arcilla, color pardo amarillo y cierta presencia de un horizonte gley, que indica que anteriormente estuvieron sujetos a inundación. En la actualidad esta porción del valle carece en lo absoluto de agua subterránea y no existen prácticas de protección contra el viento; por lo tanto están sujetos a constantes aportes y desprendimiento de minerales primarios provenientes de la Sierra de Juárez.            Los suelos de origen lacustre se presentan en una porción muy angosta de aproximadamente 100 m de ancho y 5 km de largo, hacia la margen oeste del valle en dirección S-N y alturas entre los 660 a 690 m.s.n.m. Este suelo muestra una clara influencia de una tabla de agua superficial que formó un perfil tipo gley. Anteriormente esta angosta porción de tierra estuvo sujeta a períodos de inundación y sequía. El perfil muestra la fluctuación de la napa de agua por la presencia de los colores azul-verdoso que indican la presencia de un potencial redox, óxido-reducción de minerales sujetos a estos eventos. El perfil presenta baja densidad, alto contenido de materia orgánica, bajo contenido de arcillas y baja fertilidad, con la presencia de un horizonte álbico con presencia de sulfato de calcio (yeso). En la actualidad esta zona ha sido totalmente drenada y es utilizada para cultivar cebada de temporal. 2.5 Agua Superficial            El valle de Ojos Negros está totalmente contenido en la cuenca del Arroyo Ojos Negros, tributario del Arroyo El Barbón, y éste a su vez es tributario del Arroyo Guadalupe, el cual drena directamente al mar. El valle tiene un área de aproximadamente 100 km2, mientras que el área de drenaje del Arroyo Ojos Negros es de 173 km2.   Fig. 8  Vista de detalle del arroyo El Barbón.            El Arroyo El Barbón tiene su origen en el drenaje que baja de la Sierra de Juárez. Su cuenca termina en una estrecha garganta localizada a 3 km aguas abajo de Real del Castillo Viejo, con un área de drenaje de 1,094 Km2 (Ponce et al., 1999). Aguas abajo de esta angosta garganta de salida del arroyo, sigue un sinuoso cauce pasando por los cañones Hondo y Agua Caliente en un recorrido de aproximadamente 15 km antes de unirse al Arroyo Guadalupe.            El Arroyo El Barbón se localiza entre los 31o 51' y 32o 11' L.N. y 115o 52' y 116o 23' L.W. La elevación varía entre los 1820 m en su origen en la parte alta de su cuenca y los 590 m en la estrecha garganta de salida. Este arroyo se origina en los alrededores de la Laguna Hanson o Laguna de Juárez, la cual está a la elevación de 1620 m, siendo uno de los pocos cuerpos de agua dulce en el estado de Baja California. Debido a que el arroyo nace en la Sierra de Juárez, recibe las contribuciones de importantes tributarios, entre ellos los Arroyos Los Barrancos y El Ranchito (Ponce et al., 1999).   Fig. 9  Salida de la cuenca del Arroyo El Barbón, a 3 km al norte de Real del Castillo Viejo.            Después de recibir la contribución del Arroyo El Ranchito, El Barbón fluye montaña abajo entrando al valle de Ojos Negros tangencialmente en línea recta por el oeste hacia el valle de Real del Castillo Viejo. La razón de este inusual patrón de drenaje es la presencia del Cerro Portezuelo (Cerro El Talco) que separa a los dos valles: Ojos Negros al sur y Real del Castillo Viejo al norte. Así, mientras el Arroyo El Barbón entrega agua superficial y subterránea a ambos valles, la cantidad de agua superficial que entra al valle de Ojos Negros es limitada.            La entrega de agua del arroyo El Barbón al valle de Ojos Negros ocurre a través de la superficie y subsuperficie. Debido a que el arroyo El Barbón tiene una corriente efímera, no aporta agua superficial al valle, pero cuando se presentan avenidas extraordinarias, el arroyo aporta agua hacia el valle de Ojos Negros a través de una entrada localizada entre el cerro El Portezuelo al oeste y el cerro Las Flores al este (Fig. 7). El agua subterránea, que es característica de arroyos de regiones áridas, fluye intermitentemente desde el arroyo El Barbón al valle de Ojos Negros, alimentando su acuífero. La cantidad de agua entregada al valle sobre una base anual depende del patrón de flujos de avenida, las propiedades de infiltración del cauce y llanura de inundación, y la transmisibilidad del acuífero.   Fig. 10  Cauce del Arroyo El Barbón.            El clima de la cuenca del arroyo El Barbón varía de semiárido a árido, mientras que en los valles bajos (Ojos Negros y Real del Castillo Viejo) es predominantemente árido. En la porción montañosa de la cuenca la precipitación media anual es de 475 mm sobre la base de un registro de 15 años en la estación San Juan de Dios Norte (1970-1984). En el valle de Ojos Negros, la precipitación media anual es de 245 mm sobre la base de un registro de 49 años (1948-1996). La precipitación media anual de toda la cuenca de El Barbón está estimada en 440 mm, con un suministro de humedad anual estimada de 480 hm3 (Ponce et al., 1999).            La vegetación predominante en las partes bajas e intermedias (600-1600 m) es el chaparral y en las partes altas de la cuenca (1600-1800 m) la vegetación dominante es bosque de pinos. El uso de la tierra predominante es el pastoreo, excepto en los valles donde se practica una agricultura de riego intensiva.            A la fecha, el arroyo El Barbón permanece sin haberse medido su escurrimiento. Se ha estimado un coeficiente de escurrimiento anual de 0.1, sobre la base de datos de cuencas vecinas de características muy similares en cuanto a su clima, fisiografía y vegetación (Ponce et al., 1999). Esta cantidad de escurrimiento medio anual (agua superficial) es de 48 hm3, la cual puede ser reducida substancialmente si se llega a demostrar que las pérdidas por infiltración en los canales y la consiguiente alimentación de la napa freática son significativas.            Utilizando la precipitación media anual y datos de temperatura de la estación climatológica de Ojos Negros durante el periodo 1970-1994, la Comisión Nacional del Agua (1997) ha calculado la evapotranspiración actual (ETA) media anual en el valle, la cual es de 360 mm. Para comparación, la evapotranspiración potencial (ETP) de un ecosistema de chaparral es de 750 mm. La diferencia positiva entre la ETA (360 mm) y la lluvia anual (245 mm), de 115 mm, refleja una humedad adicional introducida al sistema por la extracción del agua subterránea. La pequeña diferencia, comparada con el uso consuntivo de agua para la irrigación, se atribuye a que la irrigación no comprende a toda la región en estudio. 2.6 Agua Subterránea            La porción norte del valle de Ojos Negros se localiza sobre el graben descrito con anterioridad. Esta depresión, con una área en superficie de 113 km2, presenta una forma de una vasija la cual ha sido rellenada por materiales de aluvión en una gradación de gravas y arenas en la mitad norte, y por limos y arcillas en la mitad sur. A diferencia de los limos y las arcillas, las arenas y gravas presentan una conductividad hidráulica relativamente alta, que las hace adecuadas para la explotación del acuífero. De acuerdo a la Comisión Nacional del Agua (1997), el acuífero en el valle de Ojos Negros tiene una superficie de 49.7 km2 principalmente en la mitad norte del valle. El agua utilizada para la agricultura de irrigación proviene exclusivamente de este acuífero. Una pequeña cantidad se utiliza para usos domésticos.            La elevación de la tabla de agua varía de los 715 m a la entrada al valle al oeste del cerro Las Flores a los 665-670 m a la salida del valle al NW del cerro del Talco o Portezuelo. La elevación de la tabla de agua es dinámica, modificándose en tiempo y espacio con el bombeo y recarga. Para ilustrar esta dinámica, en febrero de 1997 con el bombeo continuo sin regulación, una porción de la mitad del lado oeste del acuífero había sido abatido hasta los 665 m (Comisión Nacional del Agua, 1997).            El espesor del acuífero varía de 14.5 m a 216 m con una media de 78.2 m. La transmisividad y coeficiente de almacenamiento son de 0.0091 m2 s-1 y de 0.1 respectivamente. El volumen total de almacenamiento es de alrededor de 388 hm3 (Comisión Nacional del Agua, 1997). Fig. 11  Vista tridimensional del acuífero de Ojos Negros.            El acuífero de Ojos Negros tiene suministros de varias fuentes, horizontales y verticales. La recarga horizontal incluye el flujo superficial y subterráneo del Arroyo El Barbón, a la entrada del valle por el extremo nordeste, y la percolación del flujo subterráneo de la parte alta de la cuenca del arroyo con una dirección predominantemente de este a oeste. La recarga vertical proviene de la percolación por efecto de la irrigación (el excedente del uso consuntivo) y la infiltración del agua de lluvia.            La descarga natural del acuífero ocurre de dos modos: (1) descarga concentrada horizontal, en la boca del valle, dirigida por la existencia de un gradiente hidráulico, y (2) descarga distribuida a lo largo del perímetro del valle. La cantidad de la descarga distribuida es difícil de cuantificar directamente; por lo tanto la descarga natural del acuífero es tomada como la descarga concentrada en la boca del valle.            Existen más de 200 sitios de extracción en el valle de Ojos Negros, pero sólo un tercio de ellos permanecen activos. Las bombas activas se concentran alrededor de la porción central del acuífero, lo que ha provocado que el abatimiento sea mayor en ese lugar.            La Comisión Nacional del Agua (1997) ha calculado que hay +12.2 hm3/año de recarga horizontal, +6.8 hm3/año de recarga vertical y -0.4 hm3/año de descarga horizontal. Estos datos dan como resultado un valor de recarga neta de 18.6 hm3/año. En 1997, la medición de la extracción por bombeo fue de 25.1 hm3/año. La diferencia entre la extracción por bombeo y la recarga neta constituye el exceso de extracción, el cual es igual a 6.5 hm3/año, equivalente a 0.32 m/año de promedio de abatimiento del acuífero de Ojos Negros. 2.7 Calidad del Agua            Las cuencas de agua superficial o subterráneas pueden ser o exorreicas o endorreicas, es decir, que drenan, o que no drenan. Debido al tiempo de reciclaje finito, los acuíferos exorreicos por lo general tienen buena calidad de agua, particularmente en lo referente a la salinidad. Por el contrario, los acuíferos endorreicos tienen una calidad de agua muy pobre para ser usado. El acuífero de Ojos Negros, no siendo un acuífero totalmente exorreico debido a su topografía y estructura geológica (es un graben con una forma de vasija), tampoco es completamente endorreico ya que tiene una descarga horizontal medible. Por lo tanto la calidad del agua del acuífero no parece tener limitantes para su uso en una agricultura comercial altamente rentable.            La concentración de sólidos totales (CST) en el año 1989 varió de 437 a 1832 ppm, con un promedio de 722 ppm (Comisión Nacional del Agua, 1997). Las concentraciones altas, más grandes que 1000 ppm, están localizadas inmediatamente al noreste del poblado de Ojos Negros, donde la tabla de agua ha sido mas abatida. Las más bajas concentraciones están localizadas en otros lugares del valle, con valores que van de 437 a 877 ppm, con un promedio de 686 ppm. Debido a que la CST del agua subterránea es cercana a 800 ppm, este acuífero se clasifica, de acuerdo a su capacidad de uso, como ligero a moderado. Fig. 12  Sede del Ejido Real del Castillo, en Ojos Negros. Contenido   1. Introducción   2. Características Físicas   3. Entorno Social y Económico   4. Estudios de Apoyo   5. Modelación   6. Conclusiones y Recomendaciones   7. Bibliografía 3. ENTORNO SOCIAL Y ECONÓMICO 3.1 Entorno Histórico            El desarrollo del valle de Ojos Negros está ligado a la historia del valle de San Rafael y el pueblo de Real del Castillo, en el Municipio de Ensenada, Baja California, México. Con el paso de los años, la porción del valle de San Rafael al sur del Cerro Portezuelo ha llegado a ser conocido como el valle de Ojos Negros, y el arroyo principal (arroyo de San Rafael) se convirtió en el arroyo El Barbón (Fig. 8).            El valle de San Rafael está localizado en las elevaciones bajas del dren Pacífico de la Sierra de Juárez. De acuerdo a Martínez (1937), en el siglo XIX, varios arroyos alimentaban el flujo del arroyo de San Rafael. Este último fluye hacia el Río Guadalupe, el cual sale al Pacífico en La Misión San Miguel de la Frontera, a 40 Km. al norte de Ensenada de Todos los Santos, hoy simplemente Ensenada.            En su detallado recuento de la temprana historia de Real del Castillo, Padilla Corona (1999) menciona que en Junio de 1870, los hermanos Ambrosio y Manuel del Castillo descubrieron oro en la parte norte del valle de San Rafael. La edición del 21 de Julio de 1870 del San Diego Union, en California, publicó la siguiente nota: "Hemos notado que las minas están en el valle de San Rafael, en Baja California, a una distancia de 120 millas (sic) de San Diego, y que estas minas prometen ser tan ricas y extensas como cualquier otra conocida en el pasado en California..."            El descubrimiento de oro trajo consigo un flujo renovado de gente a la región, y en septiembre del mismo año, un grupo de 112 colonos formalmente peticionó tierras al gobierno. El pueblo de Real del Castillo fue fundado oficialmente el 2 de Octubre de 1870 por las autoridades políticas de ese tiempo.            Meadows (1875) menciona que Real del Castillo creció sobre los bancos del arroyo San Rafael. El arribo de extranjeros llevó a otras actividades económicas, incluyendo el comercio, agricultura y ganadería . En 1877 un ranchero noruego, J.B. Hanson adquirió una gran parcela de tierra en los alrededores de "La Laguna" en la Sierra de Juárez. La Laguna ahora es conocida como "Laguna Hanson".            La explotación de las minas de oro no duró mucho tiempo. El ciclo de minería intensivo, el agotamiento de los recursos y el subsiguiente deterioro y abandono duró aproximadamente 12 años. La fiebre de oro resultó en una gran migración de otras partes de México, California y Arizona hacia el área. La nueva prosperidad trajo un incremento en actividades de agricultura y ganadería, las cuales abastecieron a Real del Castillo con productos básicos.            Un evento significativo en la historia del valle fue la designación de José María Villagrana como gobernador de Baja California por parte del entonces presidente Lerdo de Tejada. En 1873 Villagrana tomó posesión del pueblo emergente Real del Castillo, el cual se convirtió en la primer capital de Baja California. En ese entonces, la población de Real del Castillo era de aproximadamente 1,500 habitantes (Meadows, 1985).            Sin embargo, Villagrana era corrupto e impopular, lo cual llevó a una revuelta en 1976 y el establecimiento de un nuevo gobierno bajo el liderazgo de José Moreno. La agitación política que se suscitó se calmó en 1882, con la decisión del Presidente Manuel González de trasladar la capital de Baja California de Real del Castillo a Ensenada. En 1915, la capital de Baja California fue reubicada de nuevo, esta vez en Mexicali (Gray, 1934).            El traslado de la capital precipitó la baja de la economía local, y con ello, el inicio de las adversidades sociales y económicas. En la década de 1890 occurió una gran inundación en el arroyo San Rafael, que casi destruye Real del Castillo. Para 1905, la población había disminuido a menos de 200 personas, y los nuevos asentamientos estaban cambiando hacia el centro del valle. El nuevo pueblo, llamado Real del Castillo Nuevo, es ahora conocido oficialmente como Real del Castillo (abreviado) y se le refiere ampliamente como "Ojos Negros" por los pobladores locales. Conforme se desarrolló Ojos Negros, aumentó el decaimiento y abandono del antiguo pueblo Real del Castillo, rebautizado actualmente como Real del Castillo Viejo. Para 1934 solo once casas y 50 personas permanecían en el antiguo pueblo. En la actualidad, menos de 30 habitantes viven en Real del Castillo Viejo.            Las actividades mineras de la región incluían oro y cuarzo, los cuales fueron exportados en grandes cantidades a los Estados Unidos. Estas actividades eran de tal importancia que ayudaron a establecer una fuerte relación con otras actividades en la región, notablemente la agricultura y ganadería. Al final del siglo XIX una sequía severa tuvo un impacto importante en las actividades económicas, particularmente la agricultura y la cría de ganado. La sequía hizo posible el crecimiento eventual del valle de Ojos Negros, que es la porción localizada inmediatamente al sur de Cerro Portezuelo. Southworth (1899) menciona a Ojos Negros como una de las quince localidades más importantes del municipio de Ensenada. En ese entonces, el rancho de Ojos Negros era propiedad de una compañía británica, la cual cultivaba trigo y frutas.            El nombre "Ojos Negros" se origina en dos pantanos ovalados que parecían dos ojos negros y que existían en los alrededores del rancho Ojos Negros, pero que ahora han desaparecido debido al agotamiento de los mantos freáticos. Estos hechos están documentados de un mapa del valle de San Rafael elaborado en 1864 (Fig. 30) (Minnich y Franco, 1998). 3.2 Entorno Social            A partir de sus humildes orígenes, el valle de Ojos Negros se desarrolló a través de los años para convertirse en una zona agrícola y ganadera de importancia. En 1930 la población del valle era de 37 personas; sin embargo, para 1960 había incrementado a 1055. La población hoy día está concentrada en el pueblo de Real del Castillo u Ojos Negros. La población del pueblo y del valle fluctúa de acuerdo a las necesidades agrícolas y estacionales. Hay una migración significativa de trabajadores agrícolas de otros lugares de México hacia Ojos Negros, especialmente de los estados de Oaxaca, Guanajuato y Michoacán. La población fluctúa entre 1500 y 2000 personas, dependiendo de la estación.            Los ejidos representan intereses muy significativos en el valle. Los ejidos son cooperativas agrícolas y ganaderas establecidas en la década de 1930. Los primeros ejidos de Baja California se establecieron en el Valle de Mexicali; posteriormente se formaron otros ejidos junto a la costa y tierra adentro. Dos ejidos operan dentro de los límites del valle: Real del Castillo y Sierra de Juárez. Un tercer ejido, Real del Castillo Viejo, opera en los alrededores del arroyo El Barbón, al norte de Cerro Portezuelo, y está fuera del valle de Ojos Negros.            El ejido Sierra de Juárez se conforma de concesiones de tierra situadas al este del valle, dentro de la cordillera de la Sierra de Juárez. De manera significativa, el poblado de Puerta Trampa, que se ubica dentro del valle en la parte este, pertenece al ejido Sierra de Juárez. La mayoría de los habitantes de Puerta Trampa, que consisten en aproximadamente 200 personas, son ejidatarios de Sierra de Juárez.            En 1994 el Artículo No. 27 de la Constitución Mexicana fue modificado para permitir la venta de terrenos pertenecientes a los ejidos a terceras personas. Esto ha llevado a la incursión de empresas privadas, las cuales, ya sea rentando o comprando tierras de cultivo privilegiadas, intensificaron la actividad económica del valle. A su vez, esta intensificación es un factor importante en el incremento de la presión sobre los recursos acuíferos.            Los actuales actores locales en el valle de Ojos Negros son: Los ejidatarios, miembros de los ejidos o cooperativas agrícolas, Las compañías agroindustriales, que están rentando las tierras a los dueños legales, Los pequeños propietarios, Los rentistas pequeños, Los residentes permanentes y trabajadores agrícolas temporales, Otros habitantes del valle, principalmente involucrados en el sector de servicios. Fig. 13  Vista del valle de Ojos Negros y alrededores en 1973. Nótese el desarrollo incipiente del poblado de Ojos Negros. 3.3 Entorno Económico            La agricultura en el valle de Ojos Negros está sustentada completamente en los mantos freáticos. No existen represas o depósitos de agua debido a que la tasa de evaporación probablemente sería muy alta. Como consecuencia, el desarrollo de mantos freáticos ha continuado activamente en los últimos 30 años, resultando en un gran número de bombas de agua. Por varias razones, sólo una fracción de estas bombas se encuentran activas.            Las figuras 13 y 14 muestran fotografías aéreas del valle de Ojos Negros en 1973 y 1993, respectivamente. Una comparación de estas fotografías revela la expansión del desarrollo agrícola que ha ocurrido en el valle en ese período de 20 años. Fig. 14  Vista del valle de Ojos Negros en 1993.            Hay cuatro tipos de cultivos en el valle: Forraje perenne, pr ejemplo, alfalfa. Forraje temporal, que consiste en avena, cebada, maíz, sorgo y otros pastos. Granos, incluyendo cebada, trigo, sorgo y maíz. Vegetales, incluyendo cebolla, cebollín, papas, y en menor grado, sandía, melón, ajo, chiles, lechuga, calabaza, rábanos, cilantro, pepinos, col, zanahoria y otras frutas y plantas ornamentales.            Los productos del valle de Ojos Negros se comercializan dentro y fuera de México. En particular, todo el cebollín se exporta a los Estados Unidos y Europa.            Ercan (1999) ha llegado a las siguientes conclusiones a través del análisis de los datos de las cosechas: La cosecha perenne (alfalfa) ocupa la mayor área (de 1,305 a 2,024 has), que viene siendo más de la mitad del área cosechada por ciclo anual. Los vegetales son predominantemente plantados en el subciclo de la primavera-verano. La productividad de los vegetales es alta, con un rango de 15 a 20 toneladas por hectárea-1. El área cosechada de forraje está disminuyendo, mientras la de granos y vegetales está aumentando. Esto refleja un cambio gradual de forraje a granos y vegetales en el período 1991-1997. La producción de forraje está disminuyendo, mientras la de granos y vegetales está aumentando. Así, esto refleja un cambio gradual de forraje a granos y vegetales en el período 1991-1997.            Por muchos años la ganadería ha sido una de las principales actividades económicas del valle de Ojos Negros. Conforme disminuyó la minería a principios del siglo XX, muchos inmigrantes optaron por asentarse y convertirse en rancheros. Las características climatológicas del valle son propicias para la cosecha de especies forrajeras, incluyendo la cebada, trigo y avena, las cuales permitieron el desarrollo sustancial de actividades ganaderas. Fig. 15  La crianza de ganado es una actividad importante en el valle.            En la actualidad, alrededor de 750 personas viven de la cría de ganado en el valle (Ponce et al., 2000). El hato ganadero está compuesto fundamentalmente por ganado bovino productor de carne (4604 cabezas), bovino productor de leche (1862 cabezas), borregos (310 cabezas), caballos (284 cabezas) y marranos (60 cabezas). La infraestructura consiste en 95 km de bardas, 12 corrales, 5 baños antigarrapatas y 10 bebederos. La producción de leche es de 11,700 litros diarios, con 70% de la producción comercializada como leche fresca y el resto (30%) es usada en la producción de queso.            El ganado utilizado en la producción de carne se alimenta de pastos naturales, praderas de riego y residuos de cosechas. Hasta 1996, había lotes de alimentación en el área, pero han sido cerrados. En la actualided el ganado es enviado a Mexicali, Tijuana y Ensenada para su engorda y venta. Fig. 16  Plaza central en el poblado Ojos Negros. Contenido   1. Introducción   2. Características Físicas   3. Entorno Social y Económico   4. Estudios de Apoyo   5. Modelación   6. Conclusiones y Recomendaciones   7. Bibliografía 4. ESTUDIOS DE APOYO 4.1 Climatología            Hay una relación muy intensa entre la hidrología, hidrología subterránea y climatología. En el valle de Ojos Negros en particular, la explotación de agua subterránea ha resultado en la transferencia de grandes cantidades de agua al sistema superficial. Esto produce un aumento en la evapotranspiración, una disminución en el albedo medio (Ponce et al., 1997), y una consecuente humidificación del clima local. En este contexto, la humidificación, el proceso inverso de desertificación, se define como el cambio gradual y medible en variables y parámetros climáticos, que resulta en un ambiente más húmedo.            Ercan (1999) analizó el registro de la estación climática Ojos Negros para detectar tendencias que pudieran ser asociadas con la explotación del agua subterránea. Los registros en las estaciones de El Pinal y Agua Caliente fueron usados como control. La estación de Ojos Negros se localiza en la latitud 31° 54' 42", longitud de 116° 15' 53" y a una elevación de 712 m. La estación El Pinal está en 32° 11' 00" de latitud, 116° 17' 30" de longitud, y a una elevación de 1350 m. La estación de Agua Caliente se localiza en 32° 06' 28 de latitud, 116° 27' 14" de longitud y una elevación de 410 m. La longitud de registro en Ojos Negros es de 49 años, de 1948 a 1996; la estación El Pinal tiene 45 años de datos, de 1949 a 1993; la estación Agua Caliente tiene 27 años de datos, de 1967 a 1993.            Los datos de temperatura consistieron de máxima, mínima y media. Para cada mes, la media de la temperatura máxima diaria fue tomada como la máxima media mensual (MaxMMT). Asimismo, para cada mes, la media de la temperatura mínima diaria fue tomada como la media mínima mensual (MinMMT). Después de examinar el registro completo, los meses de Enero y Julio fueron seleccionados como el más frío y el más caliente, respectivamente.            Para identificar las tendencias a largo plazo en las condiciones climáticas, se analizó el rango de variación estacional. El rango atrasado (RAT) se definió como la diferencia entre la MaxMMT de Julio del año (i) y la MinMMT de Enero del año (i). El rango adelantado (RAD) se definió como la diferencia entre la MaxMMT de Julio del año (i) y la MinMMT de Enero del año (i+1). Una tendencia decreciente en RAT y/ó RAD muestra humidificación, mientras que una tendencia creciente refleja desertificación; esto es, los climas áridos están sujetos a fluctuaciones mayores en la temperatura estacional, en comparación con los climas húmedos.            Ercan (1999) llegó a las siguientes conclusiones: Para cualquier estación, la diferencia entre rangos atrasados y adelantados, como se refleja en los promedios móviles, es casi despreciable. Para todas las estaciones, el registro muestra que hay un decremento finito y medible en rango, atrasado o adelantado. Para los datos de Ojos Negros, el decremento en el rango es marcado, llegando hasta 9°C, como se refleja por el promedio móvil de los últimos 37 años. Para los datos de El Pinal, el decremento en el rango es moderado, llegando hasta 6°C, como se refleja por el promedio móvil de los últimos 35 años. Para los datos de Agua Caliente, el decremento en el rango es ligero, llegando hasta 4°C, como se refleja por el promedio móvil de los últimos 21 años.            Los resultados descritos indican que un cambio climático puede estar sucediendo localmente (Ojos Negros) y regionalmente (El Pinal y Agua Caliente), aunque las razones para este cambio, particularmente a nivel regional, no son del todo aparentes. Los datos muestran que los cambios climáticos postulados son más marcados en Ojos Negros. Estos cambios reflejan humidificación y son atribuidos al efecto antropogénico de transferir el agua desde el sistema subterráneo al sistema superficial. Es claro que un cambio estadísticamente significativo está ocurriendo en la temperatura en Ojos Negros, que tiene el resultado de humidificar el ambiente. 4.2 Sensores Remotos            El término "sensores remotos" se refiere al sensado, medida, o detección de variables específicas de la superficie terrestre, remotamente, usualmente con sensores o cámaras en satélites que operan sobre un amplio rango de frecuencias del espectro electromagnético, incluyendo el rango visible y el infrarojo.            Un índice de vegetación se obtiene combinando datos espectrales de reflectancia multibanda con el objetivo de minimizar la variabilidad debido a efectos externos como nubes, atmosféricos, diferencias en iluminación solar, y otros. Comúnmente los índices de vegetación usan datos de reflectancia espectral contenidos en la porción del infrarojo reflejado (infrarojo cercano reflejado). El tejido vegetativo fotosínteticamente activo tiene alta absorción en el rojo (600-700 nm) y fuerte reflectancia en el infrarojo cercano reflejado (700-1350 nm). Significativamente, esta característica espectral no está compartida por suelo y agua, las otras dos características predominantes del paisaje. Por tanto, los índices de vegetación desarrollados de datos espectrales en estas dos bandas tienen una alta correlación con parámetros comunes vegetativos, tal como el índice de área foliar, contenido de clorofila, fitomasa fresca y seca por arriba del suelo, altura del cultivo, porcentaje de cubierta de suelo por vegetación, población de plantas, y rendimiento de grano o forraje.            Un índice de vegetación ampliamente usado en estudios agroclimatológicos es el Indice de Vegetación de Diferencia Normalizada, o NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Este índice realza el contraste entre vegetación y suelo/roca, mientras que compensa diferencias en iluminación solar. Los valores de NDVI varían de +1 a -1. Cuando r3 = 0 (reflectancia cero en el rojo), NDVI = 1, que muestra un estado muy saludable de la vegetación, no sujeto a deficiencia de agua. Inversamente, cuando r4 = 0 (reflectancia cero en el infrarojo cercano reflejado), NDVI = -1, que muestra rasgos del paisaje no vegetativos tal como agua y nieve. Cuando NDVI = 0, la reflexión en el rojo e infrarojo cercano reflejado son exactamente lo mismo. Sabins (1997) calculó un valor negativo (NDVI= -0.26) para un lugar con suelo seco, y un valor positivo (NDVI= 0.76) para un lugar con vegetación.            El NDVI decrece con deficiencia de agua en un cultivo de pie. Cuando la disponibilidad de agua decrece, ya sea espacialmente (debido a la variabilidad climática geográfica) o temporalmente (debido a deficiencia por sequía), las tasas de evapotranspiración actual reemplazan a las tasas de evapotranspiración potencial. Esto conduce a una reducción en la actividad fotosintética y a un incremento de la reflectancia en el rojo y, por tanto, a un decremento en el NDVI. Cuando la deficiencia de agua se incrementa, el NDVI típicamente decrece de 0.9 a 0.1.            Ercan (1999) analizó dos imágenes del satélite Landsat TM5 usando un software de procesamiento de imágenes. Las figuras 17 y 18 muestran mapas NDVI del valle de Ojos Negros para el 15 de abril de 1993 y 16 de mayo de 1996, respectivamente. Se eligieron varios tintes de verde y marrón para imitar condiciones naturales: verde para vegetación, marrón para suelo y roca. El verdes corresponde a valores positivos y el marrón a valores negativos. Fig. 17  Imagen NDVI para el 15 de abril de 1993.            El año de 1993 fue un año particularmente húmedo, a juzgar por los datos de precipitación. La precipitación en el período de Enero-Marzo de 1993 totalizó 406 mm, substancialmente por encima de la media anual. No hay datos para el año de 1996, ya que la estación de Ojos Negros se descontinuó después de 1995; sin embargo, los habitantes locales confirman que no fue un año particularmente húmedo. Fig. 18  Imagen NDVI para el 16 de mayo de 1996.            El análisis de las figs. 17 y 18, confirmado con observaciones de campo, permite llegar a las siguientes conclusiones: El NDVI de cultivos bajo riego está en el rango de 0.38 a 0.80, dependiendo del tipo de cultivo. El NDVI de vegetación meditarránea esclerófila amplia (chaparral y comunidades relacionadas) está en el rango de 0.12 a 0.38, dependiendo de la deficiencia de agua. Hay más deficiencia de agua en el mapa de 1996, que en el de 1993, confirmando que 1993 fue un año húmedo. El NDVI de tierra agrícola barbechada está en el rango de 0 a 0.12. El NDVI de áreas riparias, que se localizan en el borde noreste del valle, inmediatamente al sur del arroyo El Barbón, es de 0 a 0.12. El NDVI de suelo seco está en el rango de 0 a -0.13. El NDVI del Arroyo El Barbón, cuyo suelo consiste de arena seca media, es de 0 a -0.13. El NDVI de areas húmedas varía de -0.13 a -0.26. Areas pequeñas de humedales están localizadas hacia el extremo noroeste del valle, inmediatamente al Oeste del Cerro Portezuelo, cerca de la confluencia del Arroyo Ojos Negros con el Arroyo El Barbón. 4.3 Comunidades Bióticas            Las áreas riparias del valle de Ojos Negros se localizan alrededor del borde noreste, inmediatamente al este de Cerro Portezuelo, en la proximidad del arroyo El Barbón, sobre la conexión superficie-subsuperficie entre éste último y el acuífero de Ojos Negros. El habitat ripario extrae sus necesidades de agua de la tabla estrecha de agua en este lugar. Estas asociaciones se relacionan a las comunidades riparias del arroyo El Barbón, las cuales lo flanquean tan pronto como hace su entrada al valle, todo el camino hasta la boca de la cuenca, 34 km corriente abajo. Fig. 19  Vegetacion riparia en la llanura de inundación del arroyo El Barbón.            Las primeras asociaciones riparias, al este del transecto que comprende el arroyo El Barbón incluyen Populus fremonti (álamo), Salix bonplandiana (sauce), Quercus agrifolia (encino), y Baccharis glutinosa (romerillo). La vegetación adjunta es chaparral de chamiso (Adenostoma fascicultatum) asociado a Juniperus californica (huata). Este habitat ripario está sujeto a agua superficial intermitente.            Una segunda asociación abarca la planicie inundada del arroyo El Barbón y su conexión al valle de Ojos Negros, incluyendo especies riparias tal como Baccharis glutinosa, Salix bonplandiana, y especies aisladas de Populus fremonti. Este habitat ripario no está sujeto a agua superficial, excepto durante eventos de inundación no frecuentes.            Una tercera asociación se localiza en el borde noroeste del área de estudio, en la boca de la cuenca. La vegetación predominante está representada por Adenostoma fascicultatum, y la vegetación riparia por Populus fremonti, Quercus agrifolia, Baccharis glutinosa, y Atemisia tridentata. Varias hierbas, incluyendo Bromus sp y Eragrostis spicata se localizan dentro del mismo arroyo. Este habitat ripario está sujeto a agua superficial intermitente.            Las áreas de tierras húmedas (humedales), se localizan al noroeste del valle, inmediatamente al este del Cerro El Portezuelo, se caracterizan por especies higrófitas como Juncus sp., Typha dominguensis, y Anemopsis californica.            Los hábitas riparios proveen una transición entre los ecosistemas lóticos y terrestres. Ellos filtran sedimentos, especialmente partículas de arena, las cuales podrían, de otra manera, ser transportadas fuera de la inmediata vecindad de la corriente o río, y moverse hacia tierras agrícolas. También decrecen el albedo, además de suministrar alimento y abrigo para varias especies de vertebrados.            La fauna en el valle de Ojos Negros puede ser dividida en dos grupos (Ponce et al., 2000): (1) aquéllos que habitan áreas riparias y humedales, y (2) aquéllos que habitan ecosistemas terrestres. En el primer grupo, hay una amplia variedad de aves migratorias y residentes, entre los que se encuentran los patos, un ave parecida al pato que vive en agua dulce (Fulica americana), garza (Bubulcus ibis) y abejas silvestres (Apis sp.).            En el segundo grupo, los animales típicos son las ardillas (Spermophilus beecheyi), conejos (Sylviagus audobonii), liebres (Lepus californicus), ratas (Rattus norvegicus), mamíferos grandes como el venado (Odocoileus hemionus fulginata), depredadores como el puma (Puma concolor californicus), coyote (Canis latrans), gato montés (Lynx rufus), y zorro (Urocyon cinereoargenteus). Fig. 20  Liebres en la llanura de inundación del Arroyo El Barbón.            Algunos de los pájaros más comunes son la perdiz (Calliplepla californica), paloma de ala blanca (Zenaida asiatica), huilota (Zenaida Macroura), búho blanco (Tito alba), halcón (Falco sp.), y correcaminos (Geocoxis californicus). Entre los reptiles más representativos están la lagartija (Sceleophorus occidentalis) y la víbora de cascabel (Crotalus ruber). 4.4 Economía Agrícola            El valle de Ojos Negros consiste de aproximadamente 100 km2 de terreno aluvial, del cual alrededor del 30% es intensivamente cultivado por sistemas de riego que han sido desarrollados en las útlimas tres décadas. El agua para riego se obtiene exclusivamente del bombeo de agua subterránea. La Comisión Nacional del Agua (1997) estimó que el rendimiento anual excede la recarga anual en alrededor 6.5 hm3. Esta diferencia ha resultado en la disminución gradual de la napa freática, la cual en algún tiempo (c. 1960) estuvo cercana a la superficie, pero ahora permanece en profundidades de más de 30 m hacia el centro del acuífero.            El costo del bombeo es proporcional a su profundidad; por tanto, es necesario evaluar el efecto que el creciente costo de bombeo pueda tener sobre la empresa agrícola. Para este fin, se ha desarrollado una base de datos agroeconómica, a ser integrada con un modelo hidrogeológico. El objetivo es determinar el efecto del costo de bombeo sobre las utilidades de la empresa agrícola.            La historia del valle de Ojos Negros data de 1870, cuando el descubrimiento de oro en la región causó el asentamiento de muchos recién llegados de otras regiones de México y Estados Unidos. Alrededor del inicio del siglo veinte, la ganadería se erigió, seguida de la minería, como la actividad económica más importante. Después de 1970, la agricultura de riego comenzó a desarrollarse, siendo actualmente ésta la actividad económica más importante en el valle, con 3099 ha operadas con sistemas de aspersores, de goteo y de pivote central. Fig. 21  Campos agrícolas en el valle de Ojos Negros.            Los cultivos predominantes son los forrajes y los vegetales. Los de forraje consisten de alfalfa, cebada, maíz y avena; los principales vegetales son cebollín, sandía, cilantro, cebolla y rábanos. En los últimos seis años, ha habido una tendencia para el reemplazo de forrajes por vegetales; éstos últimos constituyen ahora más del 53% del área irrigada. Aparentemente, esta tendencia se debe al hecho de que los vegetales usan menos agua y, por tanto, menos energía, que el forraje. Además, los vegetales son irrigados con sistemas conservadores de agua, por goteo, mientras que los forrajes con los sistemas convencionales de aspersores.            Otra tendencia de los últimos años es el cambio gradual en la importancia relativa de los actores locales. Antes de este cambio, los miembros del Ejido Real Del Castillo eran los únicos actores locales (un ejido es una cooperativa agrícola mexicana, establecida por la ley de 1938; sus miembros son conocidos como ejidatarios). Hoy en día, los cambios en la ley (que comenzaron en 1994) y la dinámica transfronteriza, alentados por el acuerdo de libre comercio norteamericano (NAFTA) han conducido a la existencia de los siguientes cuatro actores: Propietarios del ejido, o ejidatarios, Otros propietarios individuales, Compañias agroindustriales arrendatarias, y Otros arrendatarios individuales.            Aunque los ejidatarios que personalmente operan los ranchos (una propiedad ejidal) son todavía la mayoría, la tendencia actual es el incremento de arrendatarios. Particularmente en los últimos dos años (1998-2000), la presencia de compañias agroindustriales de capital mezclado (estadounidense- mexicano) se ha sentido marcadamente, con un incremento en la inversión total e incremento asociado en las actividades económicas.            Antes de la llegada de la irrigación, la napa freática estuvo cercana a la superficie al oeste del valle, siguiendo el curso del arroyo de Ojos Negros, que drena el valle (Ponce et al., 1999). Esto hizo posible la existencia de humedales y áreas riparias y sostuvo la vegetación natural de los interfluvios (vegetación de chaparral). De acuerdo a un mapa que data de 1864 (Fig. 30), los pantanos fueron muy extensos. La boca del arroyo de Ojos Negros fue del tamaño de un gran pantano, compitiendo en longitud al del cercano Cerro Portezuelo. Este pantano aún existe hoy, pero se ha reducido a una pequeña fracción de lo que fue hace 100 años. Los dos pantanos en forma ovalada al suroeste, los cuales dieron su nombre al valle de Ojos Negros, han desaparecido.            Con la irrigación, la napa freática se ha reducido a bien abajo de la zona de raíz; los humedales, cienágas, y áreas riparias se han reducido a un mínimo, y la vegetación natural ha sido reemplazada por vegetación artificial, típica de una agricultura intensiva. El paisaje ya no es puro; sin embargo, con este cambio se han incrementado sustancialmente los beneficios económicos.            La metodología para el estudio agroeconómico consistió de los siguientes pasos: Formulación de una hoja electrónica agroeconómica. Esta consistió de las siguientes columnas de datos: usuario, número de parcela, área total (ha), número de bombas, posesión, tipo de cultivo, sistema de riego, área cultivada (ha/año), rendimiento unitario de cultivo (kg/ha), rendimiento anual (kg/año), consumo unitario de agua (m3/ha), rendimiento del acuífero (m3/año), costo unitario de agua ($/m3/m), profundidad de bombeo (m), costo de agua ($/m3), costo total de agua ($/año), materiales ($/año), salarios ($/año), renta ($/año), costo de producción total ($/año), precio unitario de cultivo ($/kg), producción bruta ($/año), subsidio ($/año), producción bruta total (producción bruta más subsidio) ($/año), producción neta ($/año), eficiencia (producción neta/producción bruta) (%), capital ($), y margen de utilidad (producción neta/capital)(%). Colecta de datos en agencias federales mexicanas (SAGAR, CNA, CFE). Para los diferentes cultivos, los siguientes datos fueron obtenidos de la Secretaría de Agricultura (SAGAR): (1) consumo unitario de agua (m3/ha), (2) salarios ($/ha), y (3) precio unitario de cultivo ($/kg). Los siguientes datos se obtuvieron de la Comisión Nacional del Agua (CNA): (1) datos hidrogeológicos como tipo de bomba, cantidad, calendario y rendimiento de bombeo, y (2) profundidad de la napa freática. Los recibos de energía para cada parcela y usuario, para el período 1996-1999, fueron obtenidos de la Comisión Federal de Electricidad (CFE). Entrevistas con actores locales. Los actores locales fueron entrevistados en los meses de Junio y Julio 2000 con el objetivo de obtener, de primera mano, información sobre las operaciones agrícolas. Se hicieron las siguientes entrevistas: 30 propietarios de ejidos, 2 propietarios individuales, 4 compañias arrendatarias y 7 arrendatarios individuales, haciendo un total de 43 entrevistas. Estas se limitaron a parcelas de los Ejidos Real del Castillo y Sierra Juárez, los cuales bombean el acuífero de Ojos Negros, al sur de Cerro Portezuelo. Cálculos de hoja electrónica. Los datos obtenidos de CFE (costo de electricidad), CNA (profundidad de bombeo), y SAGAR (demanda de cultivo de agua), se analizaron con el objetivo de estimar el costo unitario medio de bombeo, que tuvo valor de 0.01 pesos mexicanos/m3/m, equivalente a 0.0011 dólares americanos. 4.5 Impactos Ambientales y Actitudes Sociales            Pineda Villa (2000) recientemente estudió impactos ambientales y actitudes sociales relacionadas, respecto al uso sustentable de agua en el valle de Ojos Negros; él estudió las componentes físicas, naturales y sociales, incluyendo fotointerpretación, y clasificó el valle de Ojos Negros en siete unidades ambientales: Agrícola Ganadera Cerro Doña Eulalia Cerro Portezuelo Humedales Pendientes Poblado            Para evaluar la extensión de los cambios en el uso de la tierra, desde la llegada de la agricultura de riego en el valle, Pineda Villa (2000) usó las imágenes mostradas en la Fig. 13   (1973) y Fig. 14   (1993). El Cuadro 1 muestra los cambios en el uso de la tierra entre 1973 y 1993.   Cuadro 1. Cambio en el uso de la tierra en el valle de Ojos Negros entre 1973 y 1993 (Pineda Villa, 2000). Tipo de uso de la tierra 1973 (%) 1993 (%) Agricultura y Ganadería 61.71 64.75 Cerro Doña Eulalia 1.88 0.56 Cerro Portezuelo 2.23 2.19 Humedales 0.11 0.04 Pendientes 33.72 31.80 Poblado 0.35 0.66 Total 100.00 100.00            Pineda Villa (2000) entrevistó a dieciséis posesionarios en el valle de Ojos Negros con el propósito de determinar actitudes sociales respecto al uso sustentable del agua. La muestra de gente entrevistada incluyó ganaderos, agricultores, gente del pueblo, trabajadores asalariados, indígenas y autoridades locales. Siete de los entrevistados tenían más de 50 años de edad, mientras que el 59% habían nacido en Ojos Negros ó en el estado de Baja California. Pineda Villa (2000) identificó los siguientes impactos de la agricultura de riego: Agotamiento del agua subterránea y pérdida asociada de humedales y tierras riparias. Erosión y compactación del suelo, debido a sobrepastoreo y pobres prácticas de manejo. Incremento en polvo, olores y ruido. Humidificación del aire ambiente debido al incremento de evaporación de tierras irrigadas. Fragmentación del paisaje y decremento de ecosistemas vegetativos naturales. Impactos sociales positivos debido al incremento de actividades económicas.            Pineda Villa (2000) llegó a las siguientes conclusiones respecto al valle de Ojos Negros: Hay necesidad de un programa de conservación que mantenga los humedales, las tierras de pendiente y Cerro Portezuelo de posterior invasión de fuerzas económicas. La población de Ojos Negros no está completamente consciente del valor del agua en sus vidas. No hay más áreas naturales para la expansión agrícola, y los humedales restantes necesitan ser protegidos contra las invasiones. Hay una activa participación de los posesionarios, con suficiente conocimiento de las acciones que son necesarias para conservar la salud del ecosistema modificado del valle. Las políticas delineadas en el "Programa de Ordenamiento Ecológico del Territorio", respecto a metas específicas del valle de Ojos Negros (regulación) no están siendo seguidas. La política general es el "desarrollo," y la política específica es la "regulación;" esto último tiene que ser implementado en el valle. 4.6 Aspectos Sociológicos            El valle de Ojos Negros es un área rural que comprende varios actores sociales que están directa o indirectamente vinculados a la agricultura y la ganadería. Estos son actores principalmente locales; hay algunos otros actores que son individuos, organizaciones, compañías o instituciones que se originan dentro de los confines de la municipalidad (Ensenada), o en otra parte de Baja California, México, y otros países.            Los ejidatarios son el grupo con presencia más grande e influencia en el desarrollo económico y social del valle. Este grupo está involucrado en la agricultura y la ganadería. Hay también unos pocos propietarios individuales, aunque como grupo no son tan importantes como los ejidatarios. Un grupo social extenso está constituido por trabajadores agrícolas migrantes. Aquéllos de origen étnico indígena se originan en los estados de Oaxaca, Chiapas y Michoacán; aquéllos de antecedentes no indígena se originan en los estados de Zacatecas y Durango, entre otros. Unas pocos índigenas locales viven en la comunidad de La Huerta, al este del valle de Ojos Negros. La diferencia entre los índigenas que llegaron recién (trabajadores migrantes) y aquéllos que residen en la región por generaciones (índigenas locales) está en su tipo de trabajo. Los recién llegados son empleados en la siembra y cosecha, y en la industria del empaque, y sus actividades son intensivas, especializadas y algo monótonas. Do otro lado, los índigenas locales están mayormente empleados como vaqueros en los ranchos y no se involucran en actividades monótonas.            La presencia significativa de compañías de origen foráneo, o parcialmente foráneas, es un fenómeno que remarca la importancia agrícola del valle de Ojos Negros. Estas compañias rentan la tierra de los ejidatarios o de propietarios individuales y las trabajan con tecnologías modernas para generar productos agrícolas destinados para mercados de ultramar (Estados Unidos e Inglaterra). Otro grupo social está formado por aquéllos que trabajan en empleos de servicios, tales como comercio, enseñanza y gobierno.            El valle de Ojos Negros está intrínsecamente ligado a la ciudad de Ensenada, y su vida económica está regulada en gran medida por los actores, de los sectores productivos y de gobierno, quienes residen permanentemente en Ensenada. Hay un grupo de ejidatarios que no residen en el valle, pero que se involucran en las actividades productivas. Estos son actores productivos "urbano-rurales", quienes en sus ranchos producen leche, vegetales, y otros productos agrícolas, pero que viven permanentemente en Ensenada.            Hay también "actores de gobierno", que ejercen una considerable influencia en la región. A nivel municipal, el Delegado es la autoridad oficial con respecto a seguridad pública, municipal y otros servicios. El Gobierno del Estado ejerce influencia por medio de la Secretaría de Desarrollo Social y Secretaría de Fomento Agropecuario. La primera apoya proyectos social y comunitarios, tal como campos deportivos, alumbrado público, facilidades educativas y de salud; la segunda provée apoyo económico, logístico y técnico a los actores productivos.            El gobierno federal participa en la vida del valle por medio de la Comisión Nacional del Agua, la Secretaría de Agricultura, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA). El Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas, Forestales y Pecuarias (INIFAP), una unidad de SAGARPA, con oficinas en Ensenada, opera una estación experimental en el valle de Ojos Negros. 4.7 Ley del Agua y Política Administrativa            El valle de Ojos Negros está sujeto a leyes municipales, estatales y federales, respecto a los recursos de agua. La Constitución de los Estados Unidos Mexicanos, en su artículo 27, dice lo siguiente (Ponce et al., 2000): "...La propiedad de tierras y aguas comprendidas dentro de los límites del territorio nacional corresponden en su origen a la nación..."            La aplicación de la Ley Nacional de Aguas, en su artículo 2, Fracción X, define el desarrollo sustentable como sigue: "...El manejo de recursos naturales y la orientación de cambio tecnológico e institucional, asegurará la satisfacción continua de las necesidades humanas para el beneficio de generaciones actuales y futuras..."            La Ley General de Equilibrio Ecológico y Protección del Ambiente, en su artículo 88, estipula que corresponde al estado y a la sociedad, la protección de ecosistemas acuáticos, y el equilibrio de los elementos naturales que forman parte del ciclo hidrológico.            El valle de Ojos Negros es parte de la Delegación de Real del Castillo, municipio de Ensenada, estado de Baja California. El Delegado Municipal, nombrado por el Alcalde de Ensenada, es la cabeza de la oficina de la delegación en Ojos Negros. El Delegado Municpal está a cargo de la administración en general, vigilancia y tráfico, asuntos financieros, agricultura y ganadería, recursos de agua, trabajos públicos, salud, educación, protección ambiental y justicia (Ponce et al., 2000). Fig. 22  Agricultura irrigada por aspersión en el valle. Contenido   1. Introducción   2. Características Físicas   3. Entorno Social y Económico   4. Estudios de Apoyo   5. Modelación   6. Conclusiones y Recomendaciones   7. Bibliografía 5. MODELACIÓN 5.1 Modelo de Agua Subterránea            El valle de Ojos Negros está siendo sometido al abatimiento del acuífero (Comisión Nacional del Agua, 1997). Por lo tanto, se requiere la modelación del agua subterránea para simular el comportamiento a largo plazo del acuífero bajo políticas postuladas de manejo. El ejercicio de modelación es importante porque es la única manera de estimar cuantitativamente el efecto de las políticas de regulación sobre las prácticas de explotación del recurso.            La modelación de agua subterránea busca calcular las variaciones a corto y largo plazo del nivel piezométrico de un acuífero, cunado las características hidrogeológicas y condiciones iniciales y de contorno son conocidas o pueden ser estimadas con cierta certeza. La modelación requiere una selección del número de dimensiones espaciales, una ecuación diferencial apropiada, y condiciones iniciales y de contorno adecuadas.            El número de dimensiones depende del problema a resolver. Dadas la forma y dimensiones del acuífero, la precisión a ser ganada por la modelación en tres dimensiones no está garantizada. Además, la calidad de los datos no justifica la modelación en tres dimensiones. Por lo tanto, la modelación en dos dimensiones es la estrategia preferida para el acuífero de Ojos Negros.            El flujo de agua subterránea es esencialmente un proceso de difusión; por lo tanto, cualquier esquema numérico que resuelva la ecuacion de difusión en dos dimensiones con buenas propiedades de estabilidad y convergencia es apropiado. Los esquemas explícitos son simples, pero son condicionalmente estables; por otro lado, los esquemas implícitos son complicados, pero incondicionalmente estables. Menos conocido es el hecho de que consideraciones de convergencia ponen un límite superior al intervalo de tiempo que puede ser usado en la práctica con un esquema implícito. Además, consideraciones de convergencia ponen un límite inferior al intervalo de tiempo que puede ser usado con un esquema explícito. Dadas estas restricciones, no parece que hay una ventaja clara de los esquemas numéricos implícitos sobre los explícitos.            En este estudio se ha desarrollado un modelo de agua subterránea apropriado para aplicación al valle de Ojos Negros El modelo numérico es una formulación explícita de diferencias finitas de la ecuación de difusión en dos dimensiones. Fuentes (percolación de lluvia o irrigación) y sumideros (bombeo) se consideran como términos específicos de la ecuación de difusión.            Hay seis tipos de condiciones de frontera: Dirichlet Tipo A, que especifica un valor finito de la carga hidráulica. Dirichlet Tipo B, que especifica un valor cero de la carga hidráulica. Neumann Tipo A, que especifica un valor finito del flujo, vale decir, del gradiente ortogonal al contorno (contorno permeable). Neumann Tipo B, que especifica un valor cero del flujo, vale decir, del gradiente ortogonal al contorno (contorno impermeable). Mezcla de Neumann Tipo A y B, que simula un contorno semipermeable. Mezcla de condición de contorno Dirichlet-Neumann, que especifica una combinación linear de carga hidráulica y flujo en el contorno.            La formulación matemática del modelo de agua subterránea de dos dimensiones ha sido presentado por Ponce et al. (2001). Para satisfacer tanto estabilidad como convergencia, el número de Reynolds de la célula se fijó igual a 1 (valores mayores a 1 fueron inestables; valores menores de 1 fueron no convergentes). Esto llevó a una ecuación de diferencias finitas en la cual la carga piezométrica en el nodo no conocido (j, k, n+1), está basada en la media de las cargas piezométricas en los cuatro nodos adyacentes a (j, k, n), la velocidad de percolación r(j, k), la descarga de bombeo p(j,k), el intervalo espacial, el intervalo temporal, y el coeficiente de almacenamiento.            La simulación avanza en el tiempo mediante el cálculo de las cargas no conocidas en todos los puntos interiores. La condición de contorno Dirichlet Tipo A se especifica con un valor finito de la carga hidráulica en los nodos del contorno. La condición de contorno Neumann Tipo A se especifica mediante una extrapolación lineal de los valores en los dos nodos interiores inmediatamente adyacentes al contorno. La condición de contorno Neumann Tipo B se especifica mediante la relocación del nodo interior inmediatamente adyacente (contorno impermeable). Una malla cuadrada de 100 m de lado se sobrepone a la extensión superficial del acuífero. Para satisfacer requerimientos de resolución espacial, la malla cuadrada (1 ha) debe ser una fracción muy pequeña del área total del modelo (9600 ha).            El modelo computacional se escribió en el lenguaje C++ para posibilitar su enlace con el SIG. Entradas y salidas fueron expresadas en formato raster para proveer compatibilidad con el SIG. Los resultados de la simulación pueden ser leidos, analizados, sobrepuestos y manipulados en coordenadas espaciales verdaderas. 5.2 Integración del Modelo Hidrogeológico con el SIG            Los datos necesarios para operar el modelo de água subterránea fueron obtenidos de la Comisión Nacional del Agua (1997). Las cargas piezométricas digitalizadas correspondientes a noviembre de 1995 y febrero de 1997 fueron usadas para crear una superficie continua que permita definir el formato celular para el software Arcview. Estos datos fueron superpuestos con los datos de las parcelas y bombas del valle de Ojos Negros (Fig. 23). El valor estimado de consumo de agua para cada parcela, obtenido del estudio agroeconómico, se uso como condición de partida para el modelo SIG-agua subterránea. Se uso el lenguaje Avenue para preparar un menu especial en Arcview. Esto permitió correr el modelo de agua subterránea dentro del SIG, para simular las condiciones de explotación del manto acuífero. Fig. 23  Localización de parcelas y bombas en el modelo de agua subterránea.            Los datos de febrero 1997 fueron usados como condiciones iniciales para las corridas de simulación. Después de la calibración y prueba del modelo, las condiciones de frontera se fijaron como sigue: Neumann Tipo A, con factor de ponderación a = 1, vale decir, una frontera permeable. Mezcla de Dirichlet-Neumann, con factor de ponderación w = 0.001, una pequeña especificación de frontera tipo Neumann (flujo especificado).            Cinco corridas de simulación fueron hechas a los horizontes t = 5, 10, 20, 30, y 50 años. Los resultados se muestran en la Fig. 24. Este grupo de figuras muestra un decrecimiento gradual en la elevación del manto freático, con una media de 20 m en todo el modelo. Esto representa una media anual de abatimiento del manto freático de 0.4 m, lo cual se compara favorablemente con los datos medidos por la Comisión Nacional del Agua (1997) (0.32 m/año). Fig. 24  Resultados de la simulación con SIG y el modelo de agua subterránea.            Los resultados del modelo de agua subterránea fueron enlazados con la hoja de cálculo agroeconómica, con el fin de evaluar el efecto del abatimiento de la napa freática en la utilidades de las operaciones agrícolas. Las Figuras 26 y 27 muestran utilidades proyectadas para ejidatarios y compañias agroindustriales, respectivamente, en función del tiempo, usando el abatimiento calculado por el modelo de agua subterránea. Fig. 25  Utilidades proyectadas de ejidatarios en el valle de Ojos Negros.            El efecto en las utilidades de los ejidatarios es marcada, aunque no es grande. El efecto en las utilidades de las compañías agroindustriales es pequeño. Esto se atribuye al costo del agua relativamente pequeño, que ha sido estimado en la Sección 4.4 en $0.01 pesos mexicanos para elevar 1 metro cúbico de agua la distancia vertical de 1 m. Asumiendo una profundidad media de bombeo de 30 m, esto resulta en $0.30 pesos mexicanos por metro cúbico para el usuario promedio, o $0.033 por metro cúbico (asumiendo la equivalencia de 1 U.S. dólar = 9 pesos mexicanos). Para propósitos de comparación, el costo del agua superficial en California se estima en U.S. $ 250 por acre-pié, equivalente a $ 0.202 por metro cúbico, lo que es más de seis veces el costo del agua en el valle de Ojos Negros. Esto implica que el costo de bombeo y uso del agua en el valle de Ojos Negros es pequeño comparado con otros lugares. Fig. 26  Utilidades proyectadas de compañías agroindustriales en el valle de Ojos Negros. 5.3 Tarifas de Electricidad            El abatimiento del agua subterránea parece estar relacionado con el costo de la electricidad. Para menores costos de la electricidad por kilowatt-hora, mayor es el incentivo para que los usuarios bombeen agua subterránea y contribuyan al abatimiento del nivel freático. El Cuadro 2 muestra las tarifas eléctricas para el mes de agosto de 2001, tomadas del website de la Comisión Federal de Electricidad (http://www.cfe.gob.mx). Este cuadro muestra en forma concluyente que las tarifas de electricidad en la región son las más bajas para el bombeo para uso agrícola, una decisión que aparentemente está ligada a la necesidad social de apoyar la agricultura irrigada.   Cuadro 2. Tarifas eléctricas para el mes de agosto de 2001, tomadas del website de la Comisión Federal de Electricidad. Tarifa No. Tipo de servicio Costo por kwh (pesos mexicanos) Limitación (kwh) Costo mínimo (pesos mexicanos) 1 Doméstico $ 0.454 0-75 $ 11.35 1 Doméstico $ 0.536 76-200 $ 11.35 1 Doméstico $ 1.568 más de 200 $ 11.35 5 Público (street lights) - medio voltaje $ 1.289 ninguno 4 horas 5 Público (luces de calle) - bajo voltaje $ 1.534 ninguno 4 horas 6 Público (bombeo de agua o desague) $ 0.803 ninguno $ 145.25 7 Temporal (otros usos) $ 1.945 ninguna ninguna 9 Agrícola (bombeo de agua subterránea) - bajo voltaje $ 0.247 0-5000 ninguna 9 Agrícola (bombeo de agua subterránea) - bajo voltaje $ 0.300 5001-10000 ninguna 9 Agrícola (bombeo de agua subterránea) - bajo voltaje $ 0.332 10001-20000 ninguna 9 Agrícola (bombeo de agua subterránea) - bajo voltaje $ 0.366 más de 20000 ninguna 9M Agrícola (bombeo de agua subterránea) - medio voltaje $ 0.249 0-5000 ninguna 9M Agrícola (bombeo de agua subterránea) - medio voltaje $ 0.304 5001-10000 ninguna 9M Agrícola (bombeo de agua subterránea) - medio voltaje $ 0.335 10001-20000 ninguna 9M Agrícola (bombeo de agua subterránea) - medio voltaje $ 0.369 más de 20000 ninguna              En ausencia de una regulación efectiva del acuífero, y en cuanto la tarifas eléctricas para el bombeo de agua subterránea permanezcan las más bajas, es razonable esperar que el abatimiento continuará. Esta conclusión se apoya en estudios agroeconómicos e hidrogeológicos detallados, que muestran que el nivel actual del agua subterránea (profundidad media de 30 m en algunos lugares) no afecta mayormente las economías de los principales actores del valle. Algunos actores, tal vez los ejidatarios menos eficientes, serán afectados, pero es probable que la mayoría de los actores, particularmente las compañías agroindustriales, continuarán operando en el futuro.   5.4 Hacia el Desarrollo Sustentable            El manejo sustentable del agua en el valle de Ojos Negros es una labor interdisciplinaria de mucha complejidad. Aspectos de climatología, ciencia del suelo, hidrología, hidrogeología, economía agrícola, sociología, y dinámica de la frontera, además de limitaciones institucionales y políticas, entre otras, están tejidas en una red compleja de relaciones que datan más de 30 años.            La modelación hidrogeológica puede servir de base para un análisis inicial, pero el planteamiento de políticas adecuadas tendrá que estar basado en el asunto delicado de cómo proveer un balance entre el desarrollo económico y la sustentabilidad ecológica y social. El abatimiento del acuífero de Ojos Negros ha sido ampliamente documentado en este estudio. El análisis demuestra que bajo las actuales circunstancias, es probable que el abatimiento continue por algún tiempo. La tendencia documentada al cambio hacia cultivos que conservan agua puede postergar el problema, pero no lo eliminará.            Está claro que el valle de Ojos Negros está enfrentando un caso típico de la clásica "Tragedia de los Comunes" (Hardin, 1968). De acuerdo a este bien conocido principio, en ausencia de regulación, los recursos que son poseidos en común (los "comunes") serán eventualmente sobreexplotados. Esto se debe a que el beneficio unitario que recibe cada actor se traduce en solo en una fracción de pérdida a los otros actores. Cada actor no pondrá el interés común más allá de su propio interés, pues no hay una garantía que los otros actores hagan lo mismo. En las propias palabras de Hardin: "Imagínense una pradera que está abierta a todos, en común. Se espera que cada ranchero tratará de mantener la mayor cantidad posible de animales en la pradera común... Cada ranchero tiene como objetivo maximizar su ganancia. Explícita o implícitamente, más o menos consciente, él se pregunta: "Cuál es la utilidad para mí de adicionar un animal más a mi rebaño?" Esta utilidad tiene un componente positivo y otro negativo. El componente positivo es una función del incremento de un animal. Como el ranchero recibe todo el beneficio de la venta del animal, la utilidad positiva es cercana a +1. El componente negativo es una función del sobrepastoreo adicional producido por un animal más en el rebaño. Sin embargo, como los efectos del sobrepastoreo son compartidos por todos, la utilidad negativa para cualquiera de los rancheros es solamente una fracción de -1. Sumando las utilidades parciales, el ranchero concluye que la única salida razonable es adicionar un animal más a su rebaño... y otro... Pero ésta es la misma conclusión a la que llega cada uno de los rancheros que comparte la pradera común. Allí esta la tragedia. Cada ranchero está ligada a un sistema que lo obliga a incrementar su rebaño sin límite, en un mundo limitado. La ruina es el destino a la cual todos los rancheros se dirijen, cada cual buscando sus propio interés en una sociedad que cree en la libertad del recurso común. La libertad en los comunes trae la ruina a todos."            La regulación parece ser la única salida al problema del abatimiento del acuífero. La regulación debe ser complementada con el monitoreo, pues las políticas adecuadas siempre deben ser apoyadas en datos correctos. Sin regulación, no hay una manera efectiva de garantizar la sustentabilidad del recurso de agua subterránea. Con regulación, hay una mayor probabilidad de que el recurso se conserve para beneficio de las futuras generaciones. Fig. 27  Casa-habitación para trabajadores temporales en el Rancho Valladolid. Contenido   1. Introducción   2. Características Físicas   3. Entorno Social y Económico   4. Estudios de Apoyo   5. Modelación   6. Conclusiones y Recomendaciones   7. Bibliografía 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6.1 Resumen            Se ha realizado un estudio interdisciplinario del valle de Ojos Negros, en Baja California, con enfoque específico en la explotación del acuífero así como los impactos climatológicos, ecológicos, económicos, y sociales asociados. El estudio busca establecer el fundamento para el manejo sustentable de agua en el valle, localizado aproximadamente 80 km en línea recta al sur de la frontera de México-EE.UU. La importancia del valle como un recurso económico regional, con su marcado efecto transfronterizo, es ampliamente reconocida.            El estudio ha documentado aspectos geológicos, geomorfológicos, climatológicos, pedológicos, biológicos, hidrológicos, hidrogeológicos, ecológicos, económicos, agrícolas, pecuarios, históricos, sociológicos y de política institucional del valle de Ojos Negros, con énfasis específico en el recurso del acuífero y el problema de su sustentabilidad.            El acuífero de Ojos Negros de forma de hoya está contenido en su totalidad  en un graben asentado dentro de los confines de la cuenca del Arroyo El Barbón. El estado detallado del registro climatológico, particularmente la tendencia del promedio móvil en el rango de temperaturas de 10 años, reveló una tendencia de cambio climático hacia un ambiente más húmedo. En el caso del  valle de Ojos Negros, este cambio se atribuye a los efectos antropogénicos, es decir, humidificación resultante de los aumentos en evapotranspiración real que puedan relacionarse con la expansión de la agrícultura de riego desarrollada de las últimas tres décadas.           El  modelo del acuífero de Ojos Negros se formuló, desarrolló, probó, calibró, y aplicó utilizando datos locales. El esquema numérico es una formulación explícita de diferencias finitas de la ecuación bidimensional de flujo en un medio poroso, considerando fuentes y sumideros. Una característica específica del modelo es que requiere  que opere exactamente con un número de Reynolds de la célula (cell Reynolds Number) igual a 1 para satisfacer requerimientos de estabilidad y convergencia. El programa está escrito en C++ y el modelo se enlazó al ambiente GIS mediante el  software (Arcview).            Los resultados de la simulación mostraron el efecto del abatimiento del acuífero en las ganancias de las operaciones agrícolas. Este efecto fue más marcado para las ganancias de los productores del ejido y menos marcado para los ingresos de las compañías agroindustriales. La falta de sensibilidad es atribuida al bajo costo de la energía, debido a que las tarifas eléctricas de bombeo del agua para la agrícultura son las más bajas (vea Cuadro 2, Sección 5.3). Esta práctica produce un bajo costo del agua de bombeo  en el valle, el cual  constituye la raíz del problema del abatimiento del acuífero. Fig. 28  Un álamo muerto, (Populus fremontii), reliquia de un desaparecido humedal, en el Rancho Ojos Negros, en el valle Ojos de Negros. 6.2 Conclusiones            Este estudio ha permitido llegar a las siguientes conclusiones: El Valle de Ojos Negros y su acuífero subyacente constituyen una compleja red de relaciones interdiciplinarias; desde las geológicas a las económicas transfronterizas; desde el manejo sustentable a la política del uso del agua.  Este reporte documenta estas relaciones con el objetivo de encontrar las causas del abatimiento del acuífero, que ha estado ocurriendo en el valle en las pasadas tres décadas. Se han aplicado dinámicas climatológicas, hidrogeológicas, ecológicas, y económicas utilizando modernas técnicas analíticas. El marcado decremento en el rango de temperaturas (9oC) en el Valle de Ojos Negros durante los pasados 37 años, son atribuidos a la humidificación resultante de la irrigación intensiva. La agricultura de riego tiene un efecto en el incremento de la evapotranspiración actual, y consecuentemente, en la humidificación del clima local. Los efectos de la humidificación continuarán en cuanto continúe la transferencia de grandes cantidades de agua del subsuelo a la superficie. El efecto es antropogénico; por lo tanto, se espera que éste desaparezca en el caso improbable de que el bombeo se suspenda. La evidencia histórica sugiere que las ciénagas, humedales y las áreas ribereñas en el valle de Ojos Negros y su entorno eran más extensas en el pasado.  Las ciénagas, que dieron el presente nombre al valle, han desaparecido debido al gradual abatimiento del acuífero. El otrora extenso humedal localizado inmediatamente al oeste del Cerro Portezuelo (Ver Fig. 30) parece haber disminuido substancialmente en tamaño tomando como referencia el mapa (ó croquis) de 1864 el cual documenta su extensión superficial. Relatos locales confirman que el efecto del abatimiento del acuífero ha sido acompañado de un desecamiento progresivo de los humedales y ciénagas existentes. Ciertamente éste ha afectado la biodiversidad vegetal y también ha impactado los corredores aéreos regionales. Por otro lado, el desarrollo de la agricultura de riego ha hecho posible una activa y vibrante economía local, de la cual algunos de sus productos son destinados específicamente para la exportación. El promedio de abastecimiento del manto freático se ha pronosticado ser de 0.4 m/año en un horizonte de planeación de 50 años, asumiendo la tasa actual de extracción (año 2000). Esta tasa de abatimiento tiene un efecto sobre las utilidades de las operaciones agrícolas, aun cuando el efecto no parece ser marcado. En la ausencia de una regulación apropiada, parece que los productores continuarán operando sus empresas agrícolas. Unos pocos productores, típicamente los menos eficientes, serán afectados negativamente, pero la mayoría, particularmente las compañías agroindustriales, continuarán operando en el futuro. El abatimiento del acuífero en Ojos Negros están relacionados al clásico principio de "La Tragedia de los Comunes." De acuerdo a este principio, los recursos manejados en forma comunitaria vendrán a ser sobreexplotados por individuos que velan por sus propios intereses. Vista de esta manera, la regulación del acuífero parece ser el único camino para salvar esta dificultad. La regulación deberá hacerse junto con el monitoreo, debido a que las políticas buenas deben estar basadas en datos de calidad. Sin regulación no existe una manera efectiva de garantizar la sustentabilidad del recurso hídrico. Con regulación existe una oportunidad creciente de que el recurso se conserve para el beneficio de futuras generaciones. 6.3 Recomendaciones            Las siguientes recomendaciones se ofrecen para acciones específicas: La estación climatológica de Ojos Negros ha sido descontinuada desde 1996. Actualmente no hay forma de apoyar conclusiones hidrológicas sobre datos de campo. Se deben hacer esfuerzos para rehabilitar la estación de Ojos Negros de tal manera que pueda apoyar la continuidad de estudios con datos climatológicos de alta calidad. Debe desarrollarse e implementarse una política de regulación del acuífero del valle de Ojos Negros. Dicha política debe de contar con los puntos de vista y la percepción de los actores locales. La política deberá enfocarse a establecer un volumen de extracción de aguas en forma sustentable cada año, o un máximo de abatimiento del manto freático permisible en varios puntos representativos del acuífero. Estos valores deberán estar basados en estudios hidrogeológicos detallados. Los derechos del agua actuales deberán ser tomados en cuenta en el desarrollo de las políticas de conservación. El abatimiento de los mantos acuíferos es un problema común en las Californias a ambos lados de la frontera México-EE.UU. La cooperación efectiva de actores locales, autoridades de todos los niveles de gobierno, profesionales, científicos, universitarios y ciudadanos interesados, es necesaria para aprender de la experiencia de Ojos Negros y otras similares, y para usar esta experiencia en la construcción del difícil camino hacia la sustentabilidad. Fig. 29  Vegetación riparia en la entrada al valle. Contenido   1. Introducción   2. Características Físicas   3. Entorno Social y Económico   4. Estudios de Apoyo   5. Modelación   6. Conclusiones y Recomendaciones   7. Bibliografía 7. BIBLIOGRAFÍA Comisión Nacional del Agua, 1997. Actualización Hidrogeológica del Valle Ojos Negros, Baja California. Ensenada, México. Gerencia Regional de la Península de Baja California, Subgerencia Técnica Regional. Ercan, S. 1999. Sustainable management of water resources in the Ojos Negros Valley, Baja California, Mexico. Tésis, Civil and Environmental Engineering Department, San Diego State University, San Diego, California. Garcia, E. 1981. Modificaciones al Sistema de Clasificacion Climatica de Koppen. Instituto de Geografia. Mexico, D.F.: UNAM, 244 pp. Gray, A. A. Historia de California. D. C. Heath and Co, 1934. Hardin, G. 1968. The Tragedy of the Commons. Science, 162, 1243-1248. Martinez, Z. J. 1937. Real del Castillo: 1870-1882. Biblioteca UABC, Ensenada, Mexico. Meadows, D. 1985. Real del Castillo, Olvidada Capital de Baja California. Tijuana, Baja California, Coleccion Historia Para Todos, folleto 2, Centro de Investigaciones UNAM- UABC, 1985. Minnich, R. A. y E. Franco V., 1998. Land of Chamise and Pines, Historical accounts and current status of Northern Baja California vegetation. Botany 80, University of California Press, Berkeley. Padilla Corona, A. 1999. Real del Castillo: Subprefectura Política del Partido Norte de la Baja California, 1872-1882. Capitulo 6 en Ensenada: Nuevas aportaciones para su historia, Universidad Autónoma de Baja California, Baja California, México. Pineda Villa, A. 2000. Cambios ambientales y uso sustentable del agua en el valle de Ojos Negros, B.C., México. Tesis, Maestría en Ciencias en Manejo de Ecosistemas en Zonas Aridas, Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California, Unidad Ensenada, Baja California, Agosto, 114 páginas. Ponce, V. M. Engineering Hydrology, Principles and Practices. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1989. Ponce, V. M., A. K. Lohani y P. T. Huston. 1997. Surface Albedo and Water Resources: Hydroclimatological Impact of Human Activities. Journal of Hydrologic Engineering, 2, 197-202. Ponce, V. M., R. P. Pandey, y S. Kumar. 1999. Groundwater Recharge by Channel Infiltration in El Barbon Basin, Baja California, Mexico. Journal of Hydrology, 214, 1-7. Ponce C., V. M., W. R. Zúñiga C., F. R. Venegas C., T. Gaona A., R. O. García C., J. I. Sepúlveda B., and G. Arámburo V. 2000. Valle de Ojos Negros: Resumen Interdisciplinario. San Diego State University, Universidad Autónoma de Baja California, and Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas, Forestales, y Pecuarias. Junio, 42 páginas. Ponce, V. M., A, V. Shetty, y S. Ercan. 2001. A convergent explicit groundwater model. Webpublished in http://attila.sdsu.edu/~ponce/gwmodelpaper.html. Rouse, J. W., R. H. Haas, J. A. Schell, D. W. Deering, y J. C. Harlan. Monitoring the Vernal Advancement of Retrogradation of Natural Vegetation. Greenbelt, MD: NASA/GSFC, Type III, Final Report, 1974. Sabins, F. F. 1997. Remote Sensing: Principles and Interpretation. W. H. Freeman and Company, Third Edition, New York. Secretaría de Desarrollo Social. 1993. Plan de Acción para Combatir la Desertificación en México (PACD-México). Comisión Nacional de las Zonas Aridas, Coahuila, Mexico. Soil Survey Staff. Keys to Soil Taxonomy. U. S. Department of Agriculture Soil Conservation Service, Sixth Edition, 1994. Southworth, L. R. 1899. El territorio de Baja California Ilustrado. Ensenada, Mexico: Direccion del Gobierno de Baja California. Weege, B. C. 1976. Geologic Map and Geologic Interpretation of Ojos Negros Valley, Baja California. Senior Thesis Project, San Diego State University, Mayo. Fig. 30  Mapa del valle de San Rafael, que data del año 1864 (Archivos Zárate, Ensenada, Baja California). http://ponce.sdsu.edu/ojosnegrosreportefinal.html 020710