Modelos de Calidad de Aguas

TITULO DE LA ASIGNATURA: MODELOS DE CALIDAD DE AGUAS
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PROFESOR RESPONSABLE: Javier Temprano González
ÁREA: Tecnologías del Medio Ambiente
DOCENCIA: Segundo Ciclo, Segundo Curso, Primer Cuatrimestre, 4,5 créditos (3 horas/semana).
JUSTIFICACION
Ampliación de los conocimientos adquiridos en la asignatura Calidad de Aguas haciendo especial énfasis en la
aplicación práctica de varios modelos.
DESCRIPTORES:
Objetivos. Identificación del sistema. Fenómenos. Variables. Parámetros. Medidas. Calibración. Validación. Aplicación
a sistemas naturales: Ríos, Embalses, etc. Aplicación a sistemas artificiales: redes.
OBJETIVOS GENERALES
El objetivo de esta asignatura consiste en alcanzar el conocimiento detallado de los elementos que constituyen un
modelo destinado a evaluar la calidad del agua de un medio receptor.
El alumno deberá ser capaz de:
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Exponer y explicar los términos y conceptos básicos de la asignatura impartidos en las clases sin necesidad de
ninguna ayuda como libros o apuntes.
Realizar, de forma crítica, simplificaciones de la realidad para obtener modelos que hagan viable obtener una
solución del problema planteado.
Entender las diferentes variables que afectan la calidad de las aguas en diferentes medios receptores y plantear
soluciones (apoyándose en modelos matemáticos) para el caso de que la calidad del agua deba ser mejorada.
Aplicar los modelos QUAL IIe y SWMM a un caso real.
Entender los planteamientos matemáticos, físicos, químicos y biológicos en los que se basan los modelos QUAL y
SWMM, así como las simplificaciones realizadas en ambos.
Hacer un análisis crítico de los resultados obtenidos con un modelo.
FORMAS DOCENTES Y EVALUACION
Clases, seminarios, visitas, trabajos de laboratorio/campo.
Examen final y evaluación continua por exámenes parciales.
Prácticas de laboratorio: mínimo de 15 horas por alumno durante el curso.
OBSERVACIONES
CONTENIDOS
-Conceptos básicos. El proceso de modelización (calibración, validación). Sensibilidad del modelo. Evaluación del
grado de ajuste de un modelo. Discretización y resolución.
-Soluciones numéricas para sistemas en los que no hay mezcla completa. Volumen de control, condiciones de borde,
solución en estado estacionario, matriz de respuesta del sistema, dispersión numérica. Soluciones dependientes del
tiempo (I). Solución explícita. Soluciones dependientes del tiempo (II). Aproximaciones implícitas.
- El modelo QUAL-IIe. Ampliación: Fotosíntesis/respiración, demanda de oxígeno de los sedimentos.
- Evolución del hidrograma y polutogramas en una red de saneamiento. Efecto de la sedimentación y resuspensión.
Cálculo de secciones parcialmente llenas (mediante EXCEL).
- Eutrofización. Carga de fósforo. Correlaciones empíricas. Modelos mecanicistas.
- Modelización de la temperatura de un medio receptor.
- Modelos dinámicos de depósitos.
- Introducción a la modelización de sustancias tóxicas. Aplicación del modelo de mezcla completa. Modelo de mezcla
completa más sedimentos.
Prácticas de laboratorio
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Aplicación del modelo QUAL IIe a un río.
Aplicación del modelo SWMM a una red de alcantarillado.
BIBLIOGRAFIA
GIL RODRÍGUEZ, M. (2005). Procesos de descontaminación de aguas. Cálculos avanzados informatizados. ThomsonParaninfo. ISBN: 84-9732-357-2
The Enhanced stream water quality models QUAL2E and QUAL2E-UNCAS: Documentation and user manual.
EPA/600/3-87/007. Environmental Protection Agency (1987).
Huber, W. C. and Dickinson, R. E., Storm Water Management Model Version 4, User’s Manual. EPA-600/3-88001a, U. S. EPA, Athens, Ga. (1988).
CHAPRA, S. C. (1997). Surface water-quality modeling. McGraw-Hill. EE UU. ISBN: 0-07-115242-3
KRENKEL, P. A. y NOVOTNY, V. (1980). Water Quality Management. Academic Press. EE. UU. ISBN: 0-12426150-7
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THOMANN, R. V. y MUELLER, J. A. (1987). Principles of Surface Water Quality Modeling and Control. Harper
Collins, Nueva York. ISBN: 0-06-350728-5