A.- a) G._, né le 15 mai 1949, a travaillé dans la maçonnerie au service de l'entrepreneur B._, à F._, qui l'a engagé dès 1977. A ce titre, il était assuré par la Caisse nationale suisse d'assurance en cas d'accidents (CNA) pour les accidents professionnels et non professionnels.
Le 13 septembre 1993, G._ oeuvrait sur un chantier à X._. Victime d'une chute, il a été transporté d'urgence à l'Hôpital Y._ de X._, où les médecins de la Clinique d'orthopédie et de chirurgie de l'appareil moteur ont diagnostiqué une fracture ouverte du tiers distal du tibia et du péroné droits avec extension intraarticulaire, ainsi qu'une fracture non déplacée de la malléole interne. Ils ont procédé à une ostéosynthèse combinée de la jambe. L'accident a été pris en charge par la CNA.
Présentant une arthrose post-traumatique de la cheville droite, G._ n'a pas repris son activité professionnelle. Le 19 décembre 1995, le docteur M._ a procédé à une arthrodèse tibio-tarsienne à droite.
La CNA a avisé G._ que son médecin d'arrondissement estimait qu'un reclassement professionnel était indiqué dans son cas, raison pour laquelle elle allait demander à l'Office cantonal AI d'examiner la question d'éventuelles mesures de réadaptation professionnelle. Aussi renonçaitelle pour le moment à passer à la liquidation du cas.
b) Par décisions du 4 juin 1996, l'Office cantonal AI du Valais a alloué à G._ à partir du 1er septembre 1994 une rente entière d'invalidité, assortie d'une rente complémentaire pour son épouse et d'une rente pour enfant.
L'office AI a confié une expertise au docteur Z._, Privat-Docent, spécialiste FMH en médecine physique & réadaptation, maladies rhumatismales et médecin de l'Hôpital W._ à S._. Dans un rapport du 27 novembre 1997, l'expert a posé les diagnostics de status après arthrodèse tibio-astragalienne pour arthrose séquellaire à fracture du pilon tibial, d'arthrose sous-astragalienne, de coxarthrose bilatérale à nette prédominance à gauche, de status après excision d'une tumeur desmoïde de la face postérieure de l'épaule droite avec parésie complète de la rotation externe de l'épaule et omarthrose droite, de troubles statiques rachidiens et d'obésité. Sous la rubrique relative à la capacité de travail, il retenait une activité de type magasinier dans un entourage léger (pas de charges à porter) ou de surveillance de station essence comme caissier, voire encore une activité de surveillant dans le cadre d'une grande surface. Dans une activité de ce type où G._ pourrait par exemple se trouver assis devant un écran de surveillance, il n'y aurait pas de limitation à entrevoir. Si l'activité faisait intervenir des déplacements fréquents, on devrait d'emblée diminuer le taux de la capacité résiduelle de travail à 50 % car en plus de l'arthrodèse tibio-astragalienne et de l'arthrose sous-jacente, l'assuré présentait une coxarthrose bilatérale nette. Enfin, selon l'expert, un reclassement professionnel n'était pas judicieux.
c) Le 28 avril 1998, la CNA a informé G._ que de l'avis de son service médical, il n'y avait plus lieu d'attendre de la continuation du traitement médical une amélioration notable des suites de l'accident et qu'elle mettait fin au paiement des soins médicaux avec effet au 30 avril 1998. Elle lui verserait l'indemnité journalière sur la base d'une incapacité totale de travail jusqu'au 31 mai 1998 et d'une incapacité de travail de 50 % jusqu'au 31 juillet 1998, date à laquelle le versement prendrait fin.
Le 4 janvier 1999, la CNA a rendu une décision par laquelle elle allouait à G._ dès le 1er août 1998 une rente d'invalidité pour une incapacité de gain de 30 % et une indemnité de 14 580 fr., compte tenu d'une diminution de l'intégrité de 15 %. Dans la comparaison des revenus, elle retenait un salaire hypothétique d'invalide de 3750 fr. par mois et un gain mensuel de 5350 fr. dans l'activité de maçon.
G._ a formé opposition contre cette décision. Selon lui, les activités retenues pour fixer son revenu d'invalide n'étaient pas adaptées à son handicap, notamment parce qu'elles exigeaient des rotations du corps.
Par décision du 16 août 1999, la CNA a rejeté l'opposition, au motif que ni l'atteinte du membre supérieur droit, ni la coxarthrose bilatérale, ni les troubles statiques rachidiens n'engageaient sa responsabilité dans la prise en charge de l'accident du 13 septembre 1993. En ce qui concernait les séquelles de la cheville droite, les conclusions du docteur Z._ et du docteur K._ étaient superposables.
B.- G._ a recouru contre la décision sur opposition devant le Tribunal cantonal des assurances du canton du Valais, en concluant, sous suite de dépens, à la modification de celle-ci en ce sens qu'il a droit à une rente d'invalidité pour une incapacité de gain de 50 % dès le 1er août 1998.
Par jugement du 27 février 2001, la juridiction cantonale a rejeté le recours.
C.- G._ interjette recours de droit administratif contre ce jugement, en concluant, sous suite de dépens, à l'annulation de celui-ci, la décision sur opposition du 16 août 1999 étant réformée en ce sens qu'il a droit à une rente d'invalidité pour une incapacité de gain de 70 %, subsidiairement de 50 % dès le 1er août 1998.
La Caisse nationale suisse d'assurance en cas d'accidents conclut au rejet du recours. De son côté, l'Office fédéral des assurances sociales renonce à se déterminer.
Considérant en droit :
1.- La notion d'invalidité est, en principe, identique en matière d'assurance-accidents, d'assurance militaire et d'assurance-invalidité. Dans ces trois domaines, elle représente la diminution permanente ou de longue durée, résultant d'une atteinte à la santé assurée, des possibilités de gain sur le marché du travail équilibré qui entre en ligne de compte pour l'assuré (ATF 119 V 470 consid. 2b, 116 V 249 consid. 1b et les arrêts cités).
L'uniformité de la notion d'invalidité, qui doit conduire à fixer pour une même atteinte à la santé un même taux d'invalidité, règle la coordination de l'évaluation de l'invalidité en droit des assurances sociales (ATF 126 V 293 consid. 2d; RAMA 2001 n° U 410 p. 73, 2000 n° U 406 p. 402).
2.- a) La plupart des éventualités assurées (par exemple la maladie, l'accident, l'incapacité de travail, l'invalidité, l'atteinte à l'intégrité physique ou mentale) supposent l'instruction de faits d'ordre médical. Or, pour pouvoir établir le droit de l'assuré à des prestations, l'administration ou le juge a besoin de documents que le médecin doit lui fournir. L'appréciation des données médicales revêt ainsi une importance d'autant plus grande dans ce contexte (Spira, La preuve en droit des assurances sociales, in Mélanges en l'honneur de Henri-Robert Schüpbach, Bâle 2000, p. 268). La jurisprudence a donc précisé les tâches du médecin, par exemple lors de l'évaluation de l'invalidité (ATF 122 V 158 sv consid. 1b). La tâche du médecin consiste à porter un jugement sur l'état de santé et à indiquer dans quelle mesure et pour quelles activités l'assuré est incapable de travailler. En outre, les données médicales constituent un élément utile pour déterminer quels travaux on peut encore, raisonnablement, exiger de l'assuré (ATF 125 V 261 consid. 4, 115 V 134 consid. 2, 114 V 314 consid. 3c, 105 V 158 consid. 1).
b) Dans un examen médical final du 18 juin 1997, le docteur K._, spécialiste FMH en chirurgie et médecin d'arrondissement de la CNA, a considéré que la situation était stabilisée, qu'une reprise du travail dans l'ancienne activité était inimaginable, mais que dans une activité adaptée, une capacité de travail complète serait exigible. Il a précisé, dans une appréciation médicale du 23 juin 1997, que l'assuré était apte à toutes sortes de travail qu'il est possible d'effectuer en position assise, soit en alternant les positions assise et debout, mais à prédominance assise, excepté les travaux qui nécessitent un déplacement fréquent ou le port de charges.
Avec les premiers juges, la Cour de céans n'a aucune raison de s'écarter de l'appréciation du docteur K._ concluant à une capacité totale de travail du recourant dans une activité adaptée à son handicap de la cheville droite. Il n'est pas déterminant que le docteur Z._, dans l'expertise du 27 novembre 1997 effectuée pour l'assurance-invalidité, ait conclu à une capacité résiduelle de travail de 50 % dans toute activité faisant intervenir des déplacements fréquents, puisque cette estimation de la capacité de travail tient compte de la coxarthrose bilatérale, affection dont il est constant qu'elle n'est pas imputable à l'accident incriminé. Pour la même raison, cela vaut également en ce qui concerne l'absence de fonctionnalité du membre supérieur droit en rotation externe et le fait que ce handicap exclut toute activité manutentionnaire répétitive avec les membres supérieurs.
Il s'ensuit que, contrairement à ce que laisse entendre le recourant, les activités exigibles ne se limitent pas à un emploi de type magasinier dans un entourage léger ou à une activité de surveillance dans une station essence comme caissier, voire de surveillant dans le cadre d'une grande surface.
3.- Il reste à évaluer l'invalidité que présentait le recourant au moment - déterminant en l'occurrence (ATF 121 V 366 consid. 1b et les arrêts cités) - où la décision sur opposition a été rendue, soit le 16 août 1999.
a) Aux termes de l'art. 18 al. 2 LAA, est réputé invalide celui dont la capacité de gain subit vraisemblablement une atteinte permanente ou de longue durée. Pour l'évaluation de l'invalidité, le revenu du travail que l'assuré devenu invalide par suite d'un accident pourrait obtenir en exerçant l'activité qu'on peut raisonnablement attendre de lui, après exécution éventuelle de mesures de réadaptation et compte tenu d'une situation équilibrée du marché du travail, est comparé au revenu qu'il aurait pu obtenir s'il n'était pas invalide.
La comparaison des revenus s'effectue, en règle ordinaire, en chiffrant aussi exactement que possible les montants de ces deux revenus et en les confrontant l'un avec l'autre, la différence permettant de calculer le taux d'invalidité qui ne peut pas, en principe, être ensuite arrondi (méthode générale de comparaison des revenus; ATF 104 V 136 consid. 2a et 2b; cf. aussi ATF 114 V 313 consid. 3a et ATF 127 V 129).
Le revenu d'invalide doit être évalué avant tout en fonction de la situation professionnelle concrète de l'intéressé. En l'absence d'un revenu effectivement réalisé, il y a lieu de se référer aux données statistiques, telles qu'elles résultent des enquêtes sur la structure des salaires de l'Office fédéral de la statistique (ATF 126 V 76 sv consid. 3b/aa et bb). On se réfère alors à la statistique des salaires bruts standardisés, en se fondant toujours sur la médiane ou valeur centrale (ATF 124 V 323 consid. 3b/bb; VSI 1999 p. 182). La mesure dans laquelle les salaires ressortant des statistiques doivent être réduits, dépend de l'ensemble des circonstances personnelles et professionnelles du cas particulier (limitations liées au handicap, âge, années de service, nationalité/catégorie d'autorisation de séjour et taux d'occupation) et résulte d'une évaluation dans les limites du pouvoir d'appréciation. Une déduction globale maximum de 25 % sur le salaire statistique permet de tenir compte des différents éléments qui peuvent influencer le revenu d'une activité lucrative (ATF 126 V 79 sv. consid. 5b/aa-cc).
b) S'agissant du revenu que le recourant pourrait réaliser dans l'activité de maçon s'il n'était pas invalide, l'intimée a retenu un gain mensuel de 5350 fr. (part au 13ème salaire comprise), montant qui n'est pas contesté.
c) Dans la décision du 4 janvier 1999, confirmée par la décision sur opposition du 16 août 1999, l'intimée a fixé à 3750 fr. par mois le revenu d'invalide que le recourant pourrait réaliser dans une activité légère, essentiellement en position assise, dans différents secteurs de l'industrie (par exemple divers travaux à l'établi, petite mécanique, auxiliaire sur machines, portier, voire caissier, etc).
Le calcul du revenu d'invalide se fonde en l'occurrence sur des descriptions du poste de travail (DPT), établies par la CNA en fonction des conditions salariales valables dans l'industrie en 1998 dans le canton du Valais et dans le canton de Vaud. Il s'agit des DPT n° 1662, n° 1663, n° 3724, n° 1645, n° 4576 et n° 4611.
Calculé sur la base de ces 6 DPT, le revenu d'invalide s'élève à 3763 fr. par mois (part au 13ème salaire comprise), montant que l'intimée a arrondi vers le bas à 3750 fr.
d) Le recourant reproche pour l'essentiel à l'intimée de ne pas s'être fondée sur les salaires ressortant des statistiques pour calculer le revenu d'invalide.
En l'occurrence, compte tenu de l'activité légère de substitution que pourrait exercer le recourant en position assise, le salaire de référence est celui auquel peuvent prétendre les hommes effectuant des activités simples et répétitives dans le secteur privé (RAMA 2001 n° U 439 p. 347), à savoir 4268 fr. par mois, part au 13ème salaire comprise (La Vie économique, 9-2001 p. 85, tabelle B 10.1; niveau de qualification 4). Ce salaire mensuel hypothétique représente, compte tenu du fait que les salaires bruts standardisés se basent sur un horaire de travail de quarante heures, soit une durée hebdomadaire inférieure à la moyenne usuelle dans les entreprises en 1999 (41,8 heures; La Vie économique, 9-2001 p. 84, tabelle B 9.2) un revenu d'invalide de 4460 fr. par mois (4268 x 41,8 : 40). Adapté à l'évolution des salaires, de 0.3 % en 1999 (La Vie économique, 9-2001 p. 85, tabelle B 10.2), il s'élève à 4473 fr. par mois. Si, compte tenu de l'ensemble des circonstances personnelles et professionnelles du cas particulier, l'on procède à un abattement de 15 %, il en résulte un revenu d'invalide de 3802 fr. par mois.
Comparé au revenu réalisable sans invalidité de 5350 fr. (cf. supra consid. 3b), le revenu d'invalide tiré des statistiques ne permet pas au recourant de se voir reconnaître une invalidité supérieure à 30 %. Le recours s'avère ainsi mal fondé.
4.- Vu l'issue du litige, le recourant ne peut prétendre une indemnité de dépens pour l'instance fédérale (art. 159 al. 1 en corrélation avec l'art. 135 OJ).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral des assurances
prononce :
I. Le recours est rejeté.
II. Il n'est pas perçu de frais de justice ni alloué de
dépens.
III. Le présent arrêt sera communiqué aux parties, au
Tribunal cantonal des assurances du canton du Valais
et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 14 mars 2002
Au nom du
Tribunal fédéral des assurances
Le Président de la IIIe Chambre :
Le Greffier: