Actualización y validación de un modelo de calidad de agua de la cuenca del río Segura

Abstract

[EN] This master’s thesis consists in the development of the Validation and updating of a water quality model for the Segura River basin, using for this purpose the Aquatool software and Gescal module. The first part of the report consists of a description of the study area, presenting the physical-climatic data, hydrology and land use and demands on the Segura river basin. A short analysis of the different existing affluents is also done, in terms of geography and topology. Secondly, the data available for this work are presented, as the models provided, with their lines and physical characteristics; quality and gauge stations; reservoirs and supply infrastructures; natural contributions and sewages. The latter two are discussed from a qualitative and quantitative point of view, given the purpose of the project. The report main point is the calibration and validation, for which a complete analysis and data quality and flow is done, by studying their behaviour and identifying existing anomalies in the data provided. During this process, some changes that will widely affect the model are done; mainly related to the entry of contributions, with the addition of a new temporary period (2005-2011). That is one of the first main goals of the project. The recalibration process is the study of simulated-observed graphs in the different quality stations distributed throughout the basin, to the following constituents: conductivity, BOD5, phosphates, dissolved oxygen, ammonium and nitrate. For this study, we have been made profiles for each of the affluents and zonal analysis for the main river, as the degree of detail provided by the quality stations existing in it, is bigger. Finally, the project concludes with a chapter of trouble spots in the model, which serves as a critical analysis of the obtained solutions, giving recommendations about data that can be reviewed; and areas and contributions, where there are problems in calibration according to the data provided and should be monitored more closely. On areas susceptible to depuration, it has been made a final section called simulations and analysis of results, where the quality of the sections is analyzed and depuration elements in the basin are proposed to achieve the good status of water bodies. Subsequently, the process is accompanied by simulations after the application of the processes described. The conclusions end up with a synthesis of the work done and are followed by the bibliography and annexes with graphics.

[ES] El proyecto realizado consiste en la Validación y Actualización de un modelo de calidad de agua para la cuenca del río Segura, empleando para este propósito el software Aquatool y el módulo Gescal. La primera parte del informe, consiste en una descripción de la zona de estudio que abordará los datos físico-climáticos, hidrológicos y por otro lado, los usos del suelo y demandas en la cuenca hidrológica del Segura. También se realiza un pequeño análisis de los distintos afluentes que la conforman, en cuanto a geografía y topología de los mismos. En segundo lugar, se presentan los datos disponibles para este trabajo, como son los modelos proporcionados, y dentro de ellos, las conducciones que los conforman, y sus características físicas; las estaciones de calidad y aforo que existen en la cuenca; los embalses e infraestructuras de abastecimiento y defensa; las aportaciones naturales y los vertidos existentes. Estos dos últimos, se tratan desde un punto de vista cualitativo y cuantitativo, dado el objetivo del proyecto. El punto central consiste en la calibración y validación, para lo cual se realiza un análisis y completado de los datos de calidad y caudal, estudiando su comportamiento y detectando anomalías existentes en los datos proporcionados. Durante este proceso, se realizan algunas modificaciones que van a afectar de forma generalizada al modelo; principalmente referidas a la entrada de aportaciones, con la adición del nuevo período temporal que se va a estudiar (2005-2011). El proceso de recalibración consiste en el estudio de los pares simulado-observado en las distintas estaciones de calidad distribuidas por la cuenca, para los siguientes constituyentes: conductividad, DBO5, fosfatos, oxígeno disuelto, amonio y nitrato. Para este estudio se han realizado perfiles para cada uno de los afluentes y un análisis zonal para el río principal, dado el mayor grado de detalle que proporcionan las estaciones de calidad existentes en el mismo. Por último, el proyecto concluye con un capítulo de puntos conflictivos en el modelo, que sirve como análisis crítico de las soluciones obtenidas, dando recomendaciones sobre datos susceptibles de ser revisados; y zonas y aportaciones, que resultan conflictivas de acuerdo a los datos aportados y que deberían ser controladas más detalladamente. Y sobre las zonas susceptibles de depuración, se ha realizado un último apartado denominado simulaciones y análisis de resultados, donde se analiza la calidad de los tramos, y se proponen elementos de depuración sobre la cuenca para alcanzar el buen estado de las masas de agua. Posteriormente, el proceso se acompaña con las simulaciones tras la aplicación de los procesos descritos. Las conclusiones finalizan con una síntesis del trabajo realizado y están acompañadas de la bibliografía utilizada y los anejos con los gráficos que acompañan a los argumentos expuestos.

[CA] El projecte realitzat consisteix en la Validació i Actualització d'un model de qualitat d'aigua per a la conca del riu Segura, emprant per a aquest propòsit, el programa Aquatool i el mòdul Gescal. La primera part de l'informe, consisteix en una descripció de la zona d'estudi que abordarà les dades físic-climàtiques, hidrològiques i d'altra banda, els usos del sòl i demandes a la conca hidrològica del Segura. També es realitza un xicotet anàlisi dels diferents afluents que la conformen, en quant a geografia i topologia dels mateixos. En segon lloc, es presenten les dades disponibles per a aquest treball, com són els models proporcionats, i dins d'ells, les conduccions que els conformen, i les seues característiques físiques; les estacions de qualitat i aforament que hi ha a la conca; els embassaments i infraestructures de proveïment i defensa; les aportacions naturals i els abocaments existents. Aquests dos últims, es tracten des d'un punt de vista qualitatiu i quantitatiu, donat l'objectiu del projecte. El punt central consisteix en el calibratge i validació, per això, es realitza una anàlisi i completat de les dades de qualitat i cabal, estudiant el seu comportament i detectant anomalies existents en les dades proporcionades. Durant aquest procés, es realitzen algunes modificacions que afectaran de forma generalitzada al model; principalment referides a l'entrada d'aportacions, amb l'addició del nou període temporal que s’ha de estudiar (2005-2011). El procés de recalibració consisteix en l'estudi dels parells simulat-observat en les diferents estacions de qualitat distribuïdes per la conca, per als següents constituents: conductivitat, DBO5, fosfats, oxigen dissolt, amoni i nitrat. Per a aquest estudi, s'han realitzat perfils per a cada un dels afluents i una anàlisi zonal per al riu principal, donat el major grau de detall que proporcionen les estacions de qualitat existents en el mateix. Finalment, el projecte conclou amb un capítol de punts conflictius en el model, que serveix com anàlisi crítica de les solucions obtingudes, donant recomanacions sobre dades susceptibles de ser revisades; i zones i aportacions, que resulten conflictives d'acord a les dades aportades i que haurien de ser controlades amb més detall. I sobre les zones susceptibles de depuració, s'ha realitzat un últim apartat anomenat simulacions i anàlisi de resultats, on s'analitza la qualitat dels trams, i es proposen elements de depuració sobre la conca per assolir el bon estat de les masses d'aigua. Posteriorment, el procés s'acompanya amb les simulacions després de l'aplicació dels processos descrits. Les conclusions finalitzen amb una síntesi del treball realitzat i estan acompanyades de la bibliografia utilitzada i els annexos amb els gràfics que acompanyen els arguments exposats.