DRAFT Iniciativa de la calidad del agua del bajo Río Bravo

Iniciativa de la calidad del agua del bajo Río Bravo (LRGWQI)
Sesión binacional sobre modelos de calidad del agua
Y
Reunion del grupo de trabajo técnico
Texas Commission on Environmental Quality
Park 35 Circle Campus, Austin, Texas
July 15 – 19, 2013
Miembros presentes:
Juan Manuel Ortegón Ruiz
Sergio Gallegos Espinoza
Dra. María del Pilar Saldaña Fabela
Jorge Luis Izurieta Dávila
María Ivonne Reyez Luz
José Alfredo Rojas García
Leopoldo Sánchez Espinoza
Claudia Nava Ramírez
Yara Sánchez Johnson
Blanca Isela Martínez Cuellar
Manuel Humberto Soto García
Katrina Coltrain
Dr. Taimur Shaikh
Leslie Grijalva
Wayne Belzer
Lisa Ramirez
Ramiro Silva Tena
Piro A Diaz Puente
Roger Miranda
CONAGUA
CONAGUA
IMTA
IMTA
CONAGUA
CONAGUA
CONAGUA
CONAGUA
CEAT
CEAT
CEAT
EPA
EPA
IBWC
IBWC
IBWC
CILA
CILA
TCEQ
También asistieron: Mark Rudolf, Charlie Marshall, Tim Cawthon, Allison Fischer, Sarah Eagle, Chuck
Dvorksy (TCEQ); Joshua Greene and Adam Torres (University of Texas at Austin)
Actas del LRGWQI sesión binacional de trabajo e entrenamiento; 15-19 de Julio, 2013
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Día 1 (15 de julio de 2013)
Mañana - Aula F2210 (Edificio F)
Por la tarde - Aula A234-235 (Edificio A)
08:00-08:15
Bienvenida, presentaciones y resumen de la sesión de capacitación
08:15-12:00
Repaso de discretización de segmentos de modelado LA-QUAL,
discretización del Río Grande / Río Bravo
Discretización
• Definición
• 3-dimensional vs. 1-dimensional
• Instrucciones Operativas para discretizar un segmento en tramos, elementos
• Contexto de discretización del Rio Bravo
http://www.ibwc.gov/wad/Rio_Grande/2006.pdf
Construir el esquema
Hidrografía capa y puntos de interés
Información general sobre el archivo input
 Es un modelo no calibrado que contiene lugares estimados
 Los parámetros incluyen salinidad, cloruros, SDT, DO, DBO, NH3-N, NO3, N orgánico y N total
 Algunos de los datos de entrada son estimaciones
 Desagües de PTAR se reducen de 10 a 9
 La PTAR de la Ciudad de Roma ha sido descontinuado
 La ubicación de la PTAR para la ciudad de Mier se una aproximación.
 Todavía se necesita la latitud y longitud de las PTARs ubicadas en lado Mexicano.
1:30-4:15
Sesión de entrenamiento en discretización (Edificio A)
Ejercicio 1: ejercicio de discretización del río Álamo, un afluente del río Grande/río Bravo
4:15-05:00
Repaso de las constantes y los coeficientes hidráulicos del sistema de
modelaciόn LA-QUAL
Constantes y coeficientes hidráulicos
 Estos son relaciones matemáticas entre flujo, profundidad y la velocidad de la corriente.
Decisiones claves asociadas con la discretización del río Grande/ río Bravo
 Decisión 1: ¿Cuál debe ser la longitud del tramo?
 Decisión 2: ¿Qué conjunto de datos hidrográficos vamos a utilizar?
 Decisión 3: ¿Cómo debemos manejar los inputs que no son PTARs?
 Decisión 4: ¿Dónde debemos cortar (terminar) los principales afluentes en nuestro
modelo (por ejemplo el río Álamo o río San Juan)?
 Decisión 5: Tenemos que decidir sobre el tamaño de los elementos (longitudes
uniformes en curso). Podemos utilizar tamaños de elementos tan pequeños como
fracciones de un metro, si decidimos hacerlo. Pequeños tamaños de elementos serán
más precisos, pero también será más problemáticos.
 Decisión 6: ¿Hay que modelar el rio San Juan, así como ya modelamos el río Álamo?
 Decisión 7: ¿Queremos calcular una pendiente de promedio para cada tramo del río o
debemos usar la pendiente entre los puntos aguas arriba y aguas debajo de cada
tramo?
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Día 2 (16 de julio de 2013)
Aula A234-235 (Edificio A)
08:00-10:00
Sesión de Entrenamiento Activo Sobre el Cálculo Coeficientes
Hidráulico y Constantes para Modelaciόn con LA-QUAL (Edificio A))
Capacidades / Limitaciones de LA-QUAL
 La-QUAL Es capaz de procesar hasta 200 tramos, 100 cabeceras y 3000 elementos
Ejercicio 2: Utilizar las longitudes del alcance, y la información utilizada para calcularlas, para
construir un esquema de LA-QUAL para el río Álamo
10:15-11:00
Discusión, Preguntas y Respuestas Sobre el Cálculo de Coeficientes
Hidráulicos y Constantes de Modelaciόn con LA-QUAL
Ejemplo: Taim
 Utilizando longitudes de los elementos de este tamaño (pequeños) es muy preciso pero,
dependiendo de la longitud de un cuerpo de agua, puede empujar a la limitación del modelo
LA-QUAL en que sólo puede almacenar hasta 3000 elementos en total.
Ejemplo: Claudia
 Utilizando longitudes de más de 0,5 kilometros cerca PTAR mostrarán menos detalles sobre
los efectos de las PTAR, pero conserva recursos computacionales.
11:00-12:00
Revisión de Balance Hídrico y Calibración Hidráulica del Modelo LAQUAL
Descripción de los parámetros hidráulicos / Cálculo de los parámetros hidráulicos
1:30-2:30
Sesión Práctica de Formación Sobre el Balance Hídrico y la Calibración
Hidráulica del Modelo LA-QUAL
Ejercicio 3: Cálculo de coeficientes hidráulicos y constantes que relacionan la profundidad al flujo
(D= dQe + f)

Calcular la constante hidráulica "d" y el coeficiente "e" utilizando la tabla de profundidad v.
flujo y los registros de flujo encontrados en el archivo Excel del ejercicio
Podemos utilizar los datos LiDAR de la IBWC para estimar la pendiente usando elevación de los
puntos de interés (Tim Cawthon)
Crear una "Unión" en ArcGIS para pendiente Construcción del archivo de entrada
Relacionando la velocidad de descarga con flujo
 Usando la ecuación de Manning, lo único que falta es la pendiente, por lo que podemos
utilizar LiDAR para encontrar que la información crítica
Determinando elevación para cada uno de los puntos (Tim Cawthon)
Creación de una “Join” (unión) en ArcGIS para el cálculo de la pendiente
02:30-3:15
Discusión, Preguntas y Respuestas Sobre el Balance Hídrico y la
Calibración Hidráulica del Modelo LA-QUAL
Q: ¿Se podría usar otro modelo de elevación digital (s) para hacer esto (por ejemplo, las redes de
información USGS DEM de 10/30 metros)?
A: Sí, esto se puede hacer usando una variedad de modelos de elevación digital. Utilizamos LiDAR aquí
porque tiene una muy alta resolución (1 metro), más que otros modelos. Los DEMs de USGS capturan
sólo 1/10 o 1/30 de la resolución de los datos LiDAR.
03:30-04:00
Revisión de Especificación de las Condiciones Iniciales, Condiciones de
Contorno y Cargas de Desechos y Contaminantes
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Propósito del último ejercicio
 Excel ajusto la curva bastante bien - lo suficientemente bien como para trazar la curva sin
ajustar la constante o el coeficiente.
 Se puede ver que las constantes en las ecuaciones de este tipo desplazan las curvas hacia
arriba o abajo sin cambiar la forma. Los coeficientes cambian la forma de las curvas.
Mediante manipulación de los valores de estos, en combinación, se pueden ajustar las curvas
a los datos.
04:00-05:00
Sesión Práctica Sobre Condiciones Iniciales, Condiciones de Límite y
Cargas de Desechos y Contaminantes
Ejercicio 4: Crear un archivo de entrada de LA-QUAL para el Río Álamo, ejecute LA-QUAL y realizar
un balance hídrico
Desde el lunes hemos:
 Discretizado al nivel de tramo
 Discretizado al nivel de elemento
 Usado la tabla que relaciona profundidad a flujo (descarga) para calcular constantes y
coeficientes hídricos
Ahora vamos a poner esta información en un archivo de entrada LA-QUAL
 En el archivo de entrada - veran unas Xs, en los datos de tipo 8 y 9, donde se debe ingresar
los datos (parámetros).
 Sus archivos de entrada pueden no tener el mismo aspecto, ya que los esquemáticos han de
variar. Después de ejecutar el modelo, miren a los componentes individuales.
Día 3 (17 de julio de 2013)
Mañana – Aula F2210 (Edificio F)
TARDE - TBD
08:00-08:45
Discusión, Preguntas y Respuestas, Sobre las Condiciones Iniciales,
Condiciones de Límite y Cargas de Desechos y Contaminantes
Condiciones de límite bajo (Mark Rudolph)
 En los modelos donde el flujo se deposita en un estuario (o incluso el océano), el sistema de
modelación tiene que bregar con el hecho que la masa de agua terminal está influyendo los
últimos elementos del modelo.
 El transporte de contaminantes a base de advección sólo funciona en una dirección (aguas
abajo), pero el transporte a base de dispersión funciona en ambas direcciones.
 Las ecuaciones de dispersión (se hace referencia al manual) están ligadas a la fracción de
agua que se intercambia con el océano, la altura de la marea, el periodo de mareas y el
período de aumento de las mareas.
8:45-9:15
Presentación Sobre Análisis de Datos (IMTA / CONAGUA)
Resultados de Calidad del Agua del Bajo Río Bravo y Afluentes
Claudia Nava Ramírez
09:15-10:00
Discusión, Preguntas y Respuestas Sobre la Presentación de Resultados de
Calidad del Agua del Bajo Río Bravo y Afluentes y el Uso de los Datos
Históricos de la Calidad del Agua para la modelación usando LA-QUAL
Investigar y modelar la CANTIDAD y Calidad del Agua en la Región Fronteriza
México - Estados Unidos de América con Enfoque al mando de las Descargas
de Aguas Residuales - Dra. Maria del Pilar Saldaña Fabela
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IMTA se compromete a monitorear 13 puntos del río principal, 7 en los afluentes y 20
descargas que influyen el río directamente. Seleccionaremos las ubicaciones de los sitios de
monitoreo a base a sus antecedentes y características.
10:30-11:30
Repaso de los Criterios y las Consideraciones para la Selección de
Sitios de Monitoreo para la Calibración de los Parámetros de Calidad
del Agua
Control de Calidad en la toma de muestras de laboratorio
Prospectiva de muestreo y discusión
Plan de Aseguramiento de la Calidad de Datos (QAPP) y proyecto para la identificación de fuentes de
contaminaciόn
1:30-02:00
Revisión de Lugares de Muestreo Propuestos Para la LRGWQI (Roger
Miranda)
Parámetros adicionales propuestos por la TCEQ
 E. coli, Enterococcos, SDT, cloruro, sulfato, clorofila a , SSV, DBO 20, DBOs filtrados, ODs de 24
horas
Localidades de Monitoreo Propuestos
02:00-03:00
Discusión, Preguntas y Respuestas Sobre los de Sitios de Muestreo
Propuestos para la LRGWQI
Logística
 Tres elementos que deben aclararse
o Soporte analítico
o Participación en el Muestreo
o La logística del muestreo
 Recursos para el muestreo
 Sugerencias de la EPA QAPP, posible participación del laboratorio de la EPA en Houston,
tiempo de retención de muestras bacteriológicas; 8hrs v. 48 hrs (Katrina Coltrain)
 Estimación de la contaminación de fuentes no puntuales (estudio de la IBWC y método de
cálculo de la Universidad de Texas)
3:15-05:00
Repaso del Viaje Exploratorio Propuesto para el Esfuerzo Binacional
de muestreo / Sesión de Trabajo Sobre el Reconocimiento para el
Esfuerzo Binacional del Muestreo
Identificación de fuentes no puntuales bajo condiciones de flujo estable (el estudio de
IBWC/TCEQ/UT-Brownsville) y discusión sobre el esfuerzo de muestreo de fuentes no puntuales
bajo condiciones de flujo estable
Discusión sobre la metodología y viabilidad del muestreo binacional y viaje de reconocimiento
Día 4 (18 de julio de 2013)
B201 (Edificio B)
08:00-08:45
Repaso de las Necesidades de Información, Puntos de Acción y
Compromisos asociados con el Viaje de Reconocimiento para el
Esfuerzo de Muestreo binacional
Formato de la propuesta de estudio: plan de muestreo y/o QAPP?
Estructura del plan de muestreo
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




Fundamento para la selección de sitios: las condiciones de físicas de los sitios, lugares de
muestreo históricos, fuentes probables, distribución espacial, fisiografía e hidrografía
(algunos de esto puede ser demasiado)
Sitios de muestreo, parámetros y frecuencia de muestreo
Reconocimiento
Logística y coordinación
Coordinación de laboratorio
Estructura del Plan de Aseguramiento de la Calidad de Datos (QAPP)
 Definición del problema / Antecedentes
 Descripción del proyecto (sería descripción global igual que descripción detallada de las
tareas)
 Modificaciones a la QAPP
 Objetivos y criterios de calidad
 Especificaciones del rendimiento de muestras y medición de datos
 AWRL (es decir, medición de calidad de análisis: - precisión, sesgo, repetitividad,
comparabilidad)
 Documentos y Registros: (lo que cada país va a hacer/cómo se almacenaran los registros de
datos)
 Procedimientos de muestreo de campo/laboratorio
 Métodos de análisis (incluyendo límites de cuantificación, diferencia porcentual relativa, etc)
 Manejo de datos
 Plan de Trabajo (Consultar el propósito del LRGWQI y terminos de referencia de la
iniciativa)
Decisión: ¿Queremos Incluir el Plan de Reconocimiento en el QAPP? Quien se Encarga de
Escribir el Documento?
09:15-10:00
Discusión, Preguntas y Respuestas sobre el Plan de Muestreo, el Plan
de Aseguramiento de Calidad de Datos (QAPP) para los Eventos
Binacionales de Muestreo Calidad del Agua
10:15-12:00
Sesión de Trabajo sobre el Plan de Muestreo y el QAPP para los
Eventos Binacionales del Muestreo de Calidad del Agua
Roger Miranda (TCEQ) comentarios / compromisos
 Revisión de la solicitud de datos y cumplimiento con lo pedido
 Latitud y longitud de PTARs en el lado Mexicano
 Incluir coliformes fecales en el archivo de entrada LA-QUAL
 Re-discretización del río para la modelación (Roger enviará nuevos esquemas)
 Volver a contactar al Laboratorio de la TCEQ para confirmar los compromisos y explorar
apoyos adicionales
 Continúar esfuerzos para autorizar la participación física de Roger en los eventos de
muestreo binacionales
 Enviar Claudia lista de latitudes y longitudes
 Ponerse en contacto con la ciudad de Brownsville para ver el nivel de compromiso en ayudar
con los análisis bacteriológicos
 Comunicarse con la oficina TCEQ en Harlingen para tener una idea acerca de los problemas
de seguridad y pedir apoyo con los eventos de muestreo.
 Coordinar con la IBWC y la EPA (i.e., proyecto para la identificación de fuentes no puntuales
y muestro binacional).
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

Hablar con la EPA y la IBWC para ver lo que es absolutamente necesario para el QAPP y lo
que se puede omitir.
Envíe datos LIDAR.
Wayne Belzer (IBWC) comentarios / compromisos
 Desarrollar el alcance del trabajo y el plan de estudio de identificación de fuentes no
puntuales (lo que a veces hemos llamádo reconocimiento)
 Cumplir con la solicitud de datos para ayudar el refinamiento del archivo de entrada LAQUAL y la calibración del modelo
 Facilitar el entrego de datos del sistema M9 (ADCP) para ayudar el refinamiento del archivo
de entrada LA-QUAL y la calibración del modelo
 Hablar con Delbert sobre una base de datos específica a este proyecto
Katrina Coltrain (EPA) comentarios / compromisos
 Investigar y proporcionar información sobre el tiempo de retención permitido por la EPA
para muestras bacteriológicas
 Investigar la disponibilidad del laboratorio de Houston EPA para ayudar en el proyecto
 Investigar e informar sobre los requisitos de QAPP para el muestreo binacional
Planificación reunirse en el futuro
1:30 - 02:15
Presentación Sobre la Red del Monitoreo Continuo de la Calidad del
Agua en el Bajo Río Grande/ Río Bravo - Chuck Dvorsky (TCEQ)
Estaciones CWQM a lo largo del Río Grande / Río Bravo
 Roger Miranda Observo que 5 de las 7 estaciones coinciden con los límites de los tramos que
hemos usado para el archivo de entrada LA-QUAL
Información resumida sobre CWQM Network
 El Usuario principal de este programa es Rio Grande Watermaster
 Desarrollo de un QAPP muy específico para este tipo de datos, los datos se usan
inmediatamente. Este programa no es para la adquisición de datos que se utilizan para el
análisis a largo plazo. Cuando el TDS excide 1.000 ppm, se notifica al Watermaster.
 Muestreo de datos de calidad de agua cada 15 minutos
 Los datos se transfieren desde la estación a un de servidor “ingest”
 El servidor “ingest” analiza los datos, y si el valor es> que 1000, envía un mensaje al servidor
de listas (Watermaster)
 El Watermaster y el personal local de la TCEQ salen al campo para resolver el problema
Limitaciones de datos
 La limpieza de los sensores y del tubo de despliegue es fundamental. Si no están limpios (se
suelen ensuciar con sedimentos o crecimientos biolόgicos) los valores de muestreo se
degradadan.
 Ensuciamiento del sensor comienza inmediatamente después de su instalación.
Historia de reemplazo de equipos
Modificaciones para prevenir incrustaciones de sedimentos
Modificaciones para prevenir incrustaciones biolόgicas
Validación de datos
Preguntas claves en la validación de datos
• ¿Qué tan bueno son los datos?
• ¿Se puede utilizar los datos?
• ¿Alguien más puede utilizar los datos?
P: ¿Cuáles son los gastos de funcionamiento / costes de mantenimiento de este equipo?
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R: El costo anual por estación es de alrededor de 2.500 dólares por estación. El costo inicial por estación
es de aproximadamente $ 20,000 - $ 25,000.
P: ¿Cómo afecta la transmisión de la información de la estación de trabajo del servidor - no ir a través
de satélite?
R: La telemetría que utilizamos es Internet inalámbrica. Tenemos un pequeño módem con una dirección
IP estática. Los costos para el escrutinio individual son intrascendentes. Lo que hacemos es medir los
costos de Internet inalámbrico por mes. Pagamos alrededor de $ 15 por mes para los gastos de
telemetría.
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