Modelacion Calidad Agua

MODELACIÓN DEL RECURSO HÍDRICO DE LA MICROCUENCA DEL RIO LEYVA UBICADA EN EL MUNICIPIO DE VILLA DE LEYVA BOYACÁ

RESUMEN

El estudio presenta la modelación del recurso hídrico, analizando variables fisicoquímicas para evaluar la calidad del agua. Se establecieron puntos de muestreo a los largo del tramo de estudio con su posterior análisis de laboratorio. El diagnostico de la situación actual y los escenarios de simulación sobre los cuales se trabajaron una vez corrido el modelo Qual2kw son presentados para evaluar la influencia que tienen las descargas de aguas residuales sobre la calidad del agua de la microcuenca.

ABSTRACT

Palabras claves: modelación, aguas residuales modelo Qual2kw, escenarios de simulación, descarga, calidad del agua.

Key Words: modeling, wastewater, Qual2kw model, water quality

INTRODUCCIÓN

El agua es un elemento fundamental de todos los ecosistemas, gracias a las interacciones entre sus elementos constitutivos y por ser indispensable para los diferentes procesos biológicos. Las características hidráulicas, los componentes geoquímicos y el régimen hidrológico, son factores que influyen en la calidad del agua de un río y en su composición natural. En la sociedad moderna la gran mayoría de recursos hídricos han sufrido una alteración en esta calidad natural, debido principalmente al desarrollo de actividades antropogénicas.

La modelación de la calidad del agua se emplea como una herramienta de apoyo para la evaluación del medio ambiente acuático, los resultados obtenidos por esta herramienta proporcionan información valiosa para la gestión del recurso hídrico. El Río Leyva, atraviesa el casco urbano del municipio de Villa de Leyva, presenta un caudal inestable y se caracteriza por su aspecto de arroyo durante la época de sequía y crecidas de corta duración en época de lluvias. En la actualidad, el río Leyva se ha convertido en un foco contaminante, la principal causa es su utilización como receptor de las aguas residuales domésticas (no tratadas) provenientes del alcantarillado del municipio.

El desarrollo metodológico del estudio se realizó en diferentes etapas encaminadas a la evaluación actual del recurso hídrico. Inicialmente, se realizo un diagnostico del área de estudio y la caracterización fisicoquímica de los vertimientos descargados al Río. Se siguió con la modelación de la calidad del agua del Río, con el fin de identificar su situación actual y plantear escenarios de simulación que permitieron realizar comparaciones entre la situación actual y las situaciones supuestas donde se plantean mecanismos de control de la contaminación.

METODOLOGÍA

Este estudio se llevo a cabo en cuatro etapas, la figura 1 describe cada una de estas etapas:

Figura 1. Diseño metodológico

La determinación de la calidad de los vertimientos y del agua del Río Leyva en la cabecera del estudio se realizó mediante una serie de análisis basados en métodos fisicoquímicos que permitieron obtener información del estado de las muestras en el instante mismo en que fueron obtenidas. Para dicha caracterización, se contó con el apoyo del laboratorio de Análisis Ambiental de la Universidad de Boyacá y el laboratorio de análisis de agua de la Empresa de Servicios Públicos de Villa de Leyva, “ESVILLA” E.S.P.

RESULTADOS

Identificación De Vertimientos. En la zona de estudio se ubicaron seis descargas de aguas residuales domiciliarias (figura 2). En tabla 1, se presenta algunas características de las descargas identificadas.

Tabla 1. Puntos de Muestreo Río Leyva.

Cód Punto de Muestreo Georreferenciación Caudal (L/s)

RL-0 Cabecera: calle 12 av. circunvalar 053820,1 N 733148,6 O 1,3

RL-1 Puente calle 12 av. circunvalar 053820,4 N 733148,6 O 1,2

RL-2 calle 12-avenida circunvalar 053820,6 N 733148,6 O 1,8

RL-3 Avenida circunvalar 053820,4 N 733151,0 O 1,5

RL-4 Finca Privada 053829,9 N 733159,4 O 0,02

RL-5 Finca Privada 053834,9 N 733202,2 O 0,6

RL-6 Pozo del caballo 053833,6 N 733211,3 O 0,05

Figura 2. Vertimientos identificados en el tramo de estudio.

Caracterización Fisicoquímica

El análisis fisicoquímico permite conocer las características de los vertimientos que se están descargando a lo largo del tramo del Río Leyva, así como evaluar la situación en la cabecera del área de estudio (RL-0). En la tabla 2 se registran los valores obtenidos de los parámetros físicos y químicos analizados en cada uno de los puntos de muestreo. Los valores de pH presentaron un comportamiento uniforme encontrándose en un rango cercano a la neutralidad de 7,07 a 7,85. No se observó una variación importante en el comportamiento de este parámetro en los puntos de muestreo. Diferente caso se observa con los valores obtenidos de conductividad, la cual oscila entre 203 µS/cm y 565 µS/cm; estos valores revelan altos contenidos de sales disueltas y de minerales característicos de las aguas residuales, siendo el calcio Ca+2 y el magnesio Mg+2 dos de los iones más importantes. Se observa que la conductividad del agua para RL-1 y RL-2 es mayor en comparación con los otros puntos de muestreo, indicando así una alta concentración de iones, y una mayor contaminación en estos puntos, debido a la composición variada de las aguas.

En los puntos de vertimiento RL1 y RL2 se presentaron altos niveles de turbiedad que van de 98 a 185 UNT, causados por la alta concentración de partículas suspendidas y a la presencia de materia orgánica típica de las aguas residuales. La cabecera presenta el valor de turbiedad más bajo, debido a que el agua de este punto de muestreo contiene en suspensión una serie mínima de compuestos orgánicos.

La dureza es un parámetro cuyos valores reflejan el grado de mineralización de las aguas. La dureza de los seis puntos de muestreo se encuentra en un rango de 40mg/L a 58 mg/L; siendo RL4, RL5 y RL6 los que presentan los niveles más elevados de dureza, lo que indica que en estos puntos existe una mayor cantidad de impurezas y de metales alcalinotérreos bajo las formas de carbonato de calcio CaCO3 y carbonato de magnesio MgCO3. Al efectuar una comparación del comportamiento de la alcalinidad, se observó uniformidad entre los valores de los seis puntos de muestreo, el rango de variación fue de 6 mg/L a 19 mg/L. Se presentó una concentración baja para la cabecera (13 mg/L) lo que indica que el agua de este recurso hídrico presenta una baja capacidad de tamponamiento, y por tanto su capacidad de amortiguar los impactos producidos por vertimientos u otros agentes contaminantes es baja. Los valores obtenidos para la alcalinidad de los diferentes puntos de vertimiento es indica que no se están descargando desecho muy básico en el sistema de alcantarillado. Los valores obtenidos para alcalinidad y para pH son indicativo de la presencia del ion bicarbonato HCO3- en el cuerpo de agua.

Los valores obtenidos para cloruros se observó la una alta concentración en los puntos RL-1 y RL-2, lo que indica una mayor contaminación del agua en estos puntos de muestreo, que puede ser originada por excretas humanas, las cuales poseen una concentración de cloruros que es aproximadamente igual a la que cabría de esperar a partir del análisis de la dieta ingerida. El ion cloruro es altamente soluble y estable y es consumido por todos los seres humanos, por esta razón es considerado como un indicador de contaminación antrópica.

Las concentraciones obtenidas de sulfatos en RL1 y RL2 muestran os niveles más altos de sulfatos (SO4=), el contenido de este ion se evidencia además por el olor característico de las aguas residuales producido por las reducción de los sulfatos a ácido sulfhídrico bajo la acción de bacterias anaerobias.

Tabla 2. Parámetros medidos in-situ para la cabecera y las descargas.

Punto Muestreo Fecha / hora de muestreo FÍSICOS QUÍMICOS

pH Conductividad µS/cm Turbiedad (UNT) Dureza

(mg/L) Alcalinidad

(mg/L) Cloruros

(mg/L)

RL-0 31-08-2010 / 16:30 7,53 98 25 40 13 25

RL-1 24-08-2010 / 15:50 7,85 532 166 41 15 50

26-08-2010 / 15:30 7,52 421 104 40 13 55

27-08-2010 / 15:45 7,54 498 143 42 16 60

29-08-2010 / 17:20 7,57 565 166 40 13 60

30-08-2010 / 15:50 7,48 532 155 55 14 55

31-08-2010 / 16:20 7,47 532 185 48 15 90

RL-2 24-08-2010 / 15:50 7,32 465 132 48 19 45

26-08-2010 / 15:30 7,38 332 98 42 15 45

27-08-2010 / 15:45 7,45 338 120 44 19 45

29-08-2010 / 17:20 7,42 495 132 48 16 45

30-08-2010 / 15:50 7,43 478 134 58 13 45

31-08-2010 / 16:20 7,44 487 150 51 14 80

RL-3 24-08-2010 / 15:50 7,43 229 37 43 17 30

26-08-2010 / 15:30 7,23 225 37 43 12 30

27-08-2010 / 15:45 7,32 232 36 42 11 25

29-08-2010 / 17:20 7,40 238 37 47 10 25

30-08-2010 / 15:50 7,44 230 38 52 10 25

31-08-2010 / 16:20 7,35 233 33 52 13 55

RL-4 24-08-2010 / 15:50 7,48 237 46 53 14 20

26-08-2010 / 15:30 7,27 203 30 45 18 25

27-08-2010 / 15:45 7,22 214 31 53 14 20

29-08-2010 / 17:20 7,43 247 46 44 6 20

30-08-2010 / 15:50 7,39 223 32 55 14 25

31-08-2010 / 16:20 7,38 241 43 55 18 65

RL-5 24-08-2010 / 15:50 7,25 440 37 55 12 25

26-08-2010 / 15:30 7,20 330 27 55 13 20

27-08-2010 / 15:45 7,33 332 43 51 15 30

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