JAVIER PAREDES. INSTITUTO DE INGENIERÍA DEL AGUA Y
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JAVIER PAREDES. INSTITUTO DE INGENIERÍA DEL AGUA Y MEDIO AMBIENTE. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA. VALENCIA, 28 DE NOVIEMBRE DE 2007. ¾INTRODUCCIÓN ¾CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LA HERRAMIENTA GESCAL ¾CASOS DE APLICACIÓN: ‐ CUENCA DEL JÚCAR ‐ SISTEMA DE MARINA BAJA ¾CONCLUSIONES SOBRE LAS APLICACIONES ¾FUTURO DE LA HERRAMIENTAS MARCO LEGISLATIVO ¾DIRECTIVA 2000/60/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 23 de octubre de 2000 por la que se establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas ¾RD 907/2007 por el que se aprueba el REGLAMENTO DE LA PLANIFICACIÓN HIDROLÓGICA. GESTIÓN INTEGRAL DE SISTEMAS DE RECURSOS HÍDRICOS Módulo para crear modelos que simulen la evolución de la calidad del agua en una cuenca. ¾Dentro del SSD AQUATOOL. ¾Modeló mecanicista en tramos de río y embalses. ¾Contaminantes convencionales. Contamina ción Difusa CARACTERÍSTICAS DE LA MODELACIÓN: Caudal Conexión con acuífero ¾HIPÓTESIS: UNIDIMENSIONAL CON ADVECCIÓN Y DISPERSIÓN ¾ESTACIONARIO A ESCALA MENSUAL ¾CÁLCULOS HIDRÁULICOS: MANNING O POTENCIAL ¾CONEXIONES HIDRÁULICAS CON ACUÍFEROS ¾CONTAMINACIÓN DIFUSA ¾TEMPERATURA: MODELACIÓN O ESPECIFICADA POR EL USUARIO Ecuación Planteada para tramos de río d ⎛ dC ⎞ d (uC ) S d + Ce qe − Cqs + ∑ Wi + 0 = ⎜E ⎟− dx ⎝ dx ⎠ dx V Evaporación Entrada Dispersión Epilimnion Hipolimnion CARACTERÍSTICAS DE LA MODELACIÓN: Interacción agua‐ sedimento Salida Sedimento ¾DINÁMICO Filtración ¾CICLO DE ESTRATIFICACIÓN ¾DISPERSIÓN ENTRE CAPAS ¾TEMPERATURA: MODELACIÓN O ESPECIFICADA POR EL USUARIO ¾FLUJOS DESDE EL SEDIMENTO Sistema de ecuaciones. Epilimnion. dC1 dV1 dV + C1 + C1 / 2 = Q1e C e − Q1s C1 + E '12 (C 2 − C1 ) + ∑Wi V1 dt dt dt Hipolimnion V2 dV 2 dC 2 dV + C2 − C1 / 2 = Q2 e C e − Q 2 s C 2 + E '12 (C1 − C 2 ) + Sed + ∑ Wi 2 dt dt dt ¾Nudos: Mezcla completa ¾Aportaciones: entrada del usuario ¾Tomas y retornos: la que llega por balance con posibilidad de definir tratamiento o contaminación ¾Centrales hidroeléctricas: no modifican la calidad ¾Acuíferos: concentración constante prefijada ¾TEMPERATURA ¾MODELACIÓN DE VARIOS CONTAMINANTES ARBITRARIOS AL MISMO TIEMPO ¾OXÍGENO DISUELTO Y MATERIA ORGÁNICA ¾OD+MO+ CICLO DEL NITRÓGENO ¾PROBLEMA DE EUTROFIZACIÓN ∑W i =φ net = K eq (Teq − T ) ∑W i ( = −K θ T − 20 ) VS C− C h Sedimentación Sedimentación Norg Mat. Org. Reaireación DOS Mineralización Descomposición OD Porg. Flujo NH4+ Sedimentación Crecimiento Respiración Mineralización Nitrificación Algas Flujo NO3Desnitrificación Pdis. Sedimentación Sedimentación Sedimentación Norg Mat. Org. Reaireación DOS Mineralización Descomposición OD Porg. Flujo NH4+ Sedimentación Crecimiento Respiración Mineralización Nitrificación Algas Flujo NO3Desnitrificación Pdis. Sedimentación Sedimentación Sedimentación Norg Mat. Org. Reaireación DOS Mineralización Descomposición OD Porg. Flujo NH4+ Sedimentación Crecimiento Respiración Mineralización Nitrificación Algas Flujo NO3Desnitrificación Pdis. Sedimentación ¾ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN EN BASE DE DATOS ¾EXPORTACIÓN DE RESULTADOS EN VARIOS FORMATOS •MODELOS DE DETALLE PARA EL ANÁLISIS DE LA CONTAMINACIÓN EN TRAMOS DE RÍO. •MODELOS DE DETALLE PARA EL ANÁLISIS DE LA CONTAMINACIÓN DE TRAMOS DE RÍO. •MODELOS PARTICULARES DE EMBALSES Y TRIBUTARIOS •MODELOS DE DETALLE PARA EL ANÁLISIS DE LA CONTAMINACIÓN DE TRAMOS DE RÍO. •MODELOS PARTICULARES DE EMBALSES Y TRIBUTARIOS •MODELO CONJUNTO GESTIÓN – CALIDAD DEL AGUA PARA SISTEMAS DE RECURSOS HÍDRICOS COMPLEJOS. EN LA MISMA HERRAMIENTA SE DISPONE DE INFORMACIÓN TANTO CUANTITATIVA COMO CUALITATIVA. MEJORA DE LOS MODELOS DE SIMULACIÓN: ‐ MAYOR CONOCIMIENTO DE FLUJOS EN EL SISTEMA: TRAZADORES NATURALES ‐ MAYOR ROBUSTEZ AL MODELO: “HAY QUE HILAR MÁS FINO” ‐ MÁS INFORMACIÓN PARA EVALUAR LAS ALTERNATIVAS CUANTITATIVAS DUERO TAJO JÚCAR SEGURA MODELOS GESTIÓN – CALIDAD PARA LOS SISTEMAS DE EXPLOTACIÓN. LA MAYORÍA: ‐ CONDUCTIVIDAD ‐ SÓLIDOS SUSPENDIDOS ‐ FÓSFORO ‐ DBO5 + OD+ CICLO DEL NITRÓGENO ‐SERPIS: EUTROFIZACIÓN ‐MARINA BAJA: EUTROFIZACIÓN Júcar MODIFICACIONES DEL MODELO INICIAL DE GESTIÓN: ¾INCLUSIÓN DE VERTIDOS ¾FRAGMENTACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE CONDUCCIÓN (MAYOR DETALLE) ¾INCLUSIÓN DE EMBALSES HIDROELÉCTRICOS ¾EN GENERAL … MÁS DETALLE DATOS PRINCIPALES •RED ICA (>1994) •RED BIOLÓGICA •BASE DATOS CALIDAD LABORATORIO •ESTACIONES DE AFOROS, SEGUIMIENTO EMBALSES •DATOS DE VERTIDOS (VOLUMEN Y ANALÍTICAS) DATOS FÍSICOS -MODELO DIGITAL DEL TERRENO -LÍMITES DEL ÁMBITO DE LA CHJ -AZUDES EXISTENTES EN EL RÍO -ESTACIONES DE LA RED ICA -CAPA DE RÍOS DEL SISTEMA -DEMANDAS AGRARIAS -EDARS -NÚCLEOS URBANOS -MAPA DE USOS DEL SUELO -EMBALSES EXISTENTES -ESTACIONES RED BIOLÓGICA -SUBCUENCAS -VERTIDOS URBANOS Al a Fu rcó en n sa nt Fr a La a ile R s C ec as u as ej a de V e M s ol in C J a ar of re l nt anc es e -J úc a C r o N r te ar s an j D in e ro os au rio To us An C te o ll a tes Vi S e l ll . C l en as t te Ag l ló .A n Al b. Ve zi ra Ag r t.A . A lzir a rr. M Az a g ud ro Az Su e Az udC ca ud u M l ler ar a qu es a mg/l Máx-Hco 25 20 15 Simulado Vs. Histórico. OD Med-Hco Min-Hco Max-Sim Med-Sim Min-Sim 10 5 0 Estimar las concentraciones de Amonio y Oxígeno disuelto en el punto más crítico de la cuenca en función del caudal circulante en el tramo bajo Y como afecta todo esto a: ‐Las garantías de suministro de las demandas ‐La calidad del agua en toda la cuenca Estimar el efecto de la puesta e funcionamiento de la EDAR de Alcira RECOGIDA DE DATOS ANÁLISIS DE LA CALIDAD DEL SISTEMA CREACIÓN DEL MODELO DE CALIDAD MODELO CONJUNTO TOMA DE DECISIÓN RED DE AFOROS RED DE CALIDAD FÍSICOS DEL SISTEMA MODELO DE GESTIÓN PROCESO Y TRAT. DATOS DIAGNÓSTICO DE LA CALIDAD MODIFICACIÓN DEL MODELO DE GESTIÓN CARACT. ELEMENTOS MODELO DE CALIDAD CALIBRACIÓN DEL MODELO ACOPLAMIENTO PLANTEAMIENTO DE ESCENARIOS CREACIÓN NUEVOS MODELOS SIMULACIONES ANÁLISIS RESULTADOS ESQUEMA DEL SISTEMA Acuífero Beniardá Volumen: 13 Hm3 Prof máxima: 40 m Embalse de Guadalest Río Guadalest Río Amadorio Fuente del Algar Bombeo AlgarAzud del Algar Azud de Mandem Río Sella Canal Bajo del Algar Río Torres Bombeo Azud de Torres Torres Embalse de Amadorio Volumen: 16 Hm3 Prof máxima: 30 m Río Algar DATOS DISPONIBLES ¾RED ICA. Red Integrada de calidad de Aguas Desde 1994 ¾Consorcio de Aguas de la Marina Baja Periodo 2003 ‐ Periodo 2003 ‐ 2005 ¾Comisarí Comisaría de Aguas (CHJ) (dic‐ dic‐1994 – 1994 – junio 2004) Seguimiento limnoló limnológico Contaminantes considerados ¾Conductividad ¾Sólidos Suspendidos ¾Oxí Oxígeno disuelto ¾Demanda Bioló Biológica de Oxí Oxígeno ¾Nitratos ¾Amonio ¾Fósforo ¾ClorofilaClorofila-a ¾Nitró Nitrógeno orgá orgánico ¾Fósforo orgá orgánico Dif.3 Dif.4 Dif.6 Dif.5 Dif.7 Dif.2 Dif.1 ¾Balance de nutrientes. ¾Cual los factores principales de la producción primaria en los embalse ¾¿Realmente esta empeorando Guadalest? ¾¿Qué pasaría si...? Hipolimnion Amonio (NH4) Guadalest Epilimnion - Amonio (NH 4 ) - Amadorio 1.2 1.0 1.0 0.8 0.8 mg/l mg/l 1.2 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 0.0 0.0 oct-99 may-00 dic-00 oct-99 may-00 dic-00 Eutrojúcar jul-01 feb-02 sep-02 may-03 dic-03 Gescal Epi Máx jul-04 Epi Med feb-05 sep-05 Epi Min EutroJúca r jul-01 fe b-02 sep-02 may-03 dic-03 Gesca l Ica jul-04 feb-05 sep-05 Consorcio MODIFICACIÓN DE LA GESTIÓN DE LOS EMBALSES: ‐MEJORAMOS EL GRADO TRÓFICO DE AMADORIO ‐NO SE EMPEORA GUADALEST ‐PÉRDIDA DE GARANTÍA EN EL SUMINISTRO Epilimnion - Fitoplancton - Amadorio 100 90 80 mg / L 70 60 50 40 30 20 10 0 oct-99 may-00 dic-00 Situación Actua l jul-01 feb-02 sep-02 Esc_1 may-03 dic-03 Esc_2 jul-04 Esc_3 feb-05 sep-05 Esc_4 Déficits en las demandas acumulados en los diferentes Escenarios (Simulación Larga) OTRAS SIMULACIONES: ‐AIREACIÓN DEL HIPOLIMNION ‐DESETRATIFICACIÓN DEL EMBALSE ‐REDUCCIÓN DE NUTRIENTES 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Amadorio / Guadalest Guadalest Esc_0 Amadorio / Guadalest Guadalest Amadorio / Guadalest Esc_1 Guadalest Amadorio / Guadalest Esc_2 1 año 2 años Guadalest Amadorio / Guadalest Esc_3 10 años Guadalest Esc_4 ¾FALTA DE DATOS: TIEMPOS DE VIAJE; ADECUACIÓN REDES DE CALIDAD; CAMPAÑAS ESPECÍFICAS ¾PROBLEMA FUNDAMENTAL DE LOS TRAMO DE RÍO: FUENTES PUNTUALES. PROBLEMAS CON EL OXÍGENO DISUELTO EL AMONIO COMO UNO DE LOS PROBLEMAS CORTO – MEDIO PLAZO. ¾PROBLEMA FUNDAMENTAL EN EMBALSES: EUTROFIZACIÓN Y EL CICLO DE ESTRATIFICACIÓN. NECESIDAD DE ESTABLECER BALANCES DE NUTRIENTES COMO PASO PREVIO A MODELOS MÁS SOFISTICADOS. ACECAR EL PROBLEMA A LA GESTIÓN DE SISTEMAS. ¾GESTIÓN INTEGRAL DE SISTEMAS ¾MEJORAS Y ADAPTACIONES EN FUNCIÓN DE LAS APLICACIONES ¾NUEVOS CONTAMINANTES: TÓXICOS ¾¿BAJAR DE ESCALA?
