Valoración de la calidad del agua en la cuenca del río Guadiana a través de técnicas de modelación a gran escala y planteamiento de alternativas correctoras

Abstract

The present work: "Appraisal of water quality in the Guadiana River Basin through large scale modeling techniques and corrective alternatives proposal". The main objective of this study is to estimate the effect of the different environmental pressures exerted over the surface water bodies of the Guadiana River basin using the RREA (that mean in spanish Respuesta Rápida del Estado Ambiental) model, in order to obtain a holistic view at basin level on the state of their water bodies.

The performance of this work is based on the RESR model. The program has been developed by Professor Javier Paredes of the Water Resources Engineering Group (WREG) of the Universidad Politécnica de Valencia (UPV) and it is addressed to be applied to large water resources systems in order to identify possible problems in non-sampled areas and to test the effect of several sets of improvement alternatives on large scale.

The pollutants modeled are: Biological Oxygen Demand within 5 days, Total Phosphorus and Total Nitrogen. This program estimates the concentrations of pollutants based on: the pollution load brooked by the water body, the possible degradation of each aquatic mass and its flow rate. Hence, the necessary data to execute this program are: The series of inputs, the concentration of the pollutants that receives each mass, the network and flow order of the bodies of the whole basin; this database was provided by the Confederación Hidrográfica del Guadiana and contains the last census of urban and industrial leaks (2015-DATAGUA), as well as the flow records for rivers and reservoirs of the Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas - CEDEX with monthly resolution, besides the georeferencing of the different aquatic masses.

Given that the model estimates the degradation of pollutants along the water body, it is necessary to carry out a calibration of the degradation constants of each modeled element, to validate the model, the calibration will start from values gathered from bibliography and there will be made approaches until compare it with the values reported by the Comisión Hidrográfica del Guadiana in the selected water bodies.

The study area includes the Spanish part of the Guadiana river basin, taking into account the 316 water bodies registered in its Hydrographic Commission. The model will be used to obtain the average concentrations of the pollutants in each mass, and will be classified according to the major or minor contamination state in which it is, depending on this, it will be made an analysis of the masses that are more affected by anthropogenic pressures and those that are in risk of worsening their environmental quality. This work includes a complete analysis of the most important sources of pollution and those that have the greatest impact on the basin, both industrial and urban.

With all this, it is proposed a series of recommendations addressed to recover the good environmental status of the basin. From the large number of possibilities, the corrective measures have been selected based on: simplicity of implementation, accessible technology, costs, adaptation to designs, and impacts on the environment.

El presente trabajo: ¿Valoración de la calidad del agua en la Cuenca del Río Guadiana a través técnicas de modelación a gran escala y planteamiento de alternativas correctoras¿. Asume como principal objetivo de estudio, estimar el efecto de las diferentes presiones ambientales que se ejercen sobre las masas de agua superficiales de la cuenca del Río Guadiana, utilizando el modelo RREA (Respuesta rápida del estado ambiental), a fin de obtener una visión holística a nivel de cuenca sobre el estado de sus masas de agua.

La realización de este trabajo se fundamenta en el modelo RREA, el programa ha sido desarrollado por el profesor Javier Paredes del Grupo de Ingeniería de Recursos Hídricos (GIRH) de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) y está pensado para su aplicación a escala de grandes sistemas de recursos hídricos con la finalidad de localizar posibles problemas en zonas no muestreadas y probar a gran escala el efecto de conjuntos de alternativas de mejora.

Los contaminantes modelados son: la Demanda Biológica de Oxígeno a los 5 días, el Fósforo total y el Nitrógeno total. Este programa, estima las concentraciones de contaminantes en función de: la carga de contaminación que soporta el cuerpo acuático, de la posible degradación que sufre cada masa y de su caudal circulante. Por lo tanto los datos necesarios para ejecutar este programa son: Las series de aportaciones, la concentración de los contaminantes que recibe cada masa, la red y orden de flujo de las masas de toda la cuenca; ésta base de datos, fue proporcionada por la Confederación Hidrográfica del Guadiana y que contiene el último censo de vertidos urbanos e industriales (2015-DATAGUA) , así como los registros de caudal para ríos y embalses del Centro de Estudios y Experimentación de Obras públicas - CEDEX con resolución mensual, además de la georeferenciación de los distintos cuerpos acuáticos.

Dado que el modelo estima la degradación que sufren los contaminantes a lo largo de la masa de agua, es necesario realizar una calibración de las constantes de degradación de cada elemento modelado, para validar el modelo, se iniciará la calibración a partir de valores obtenidos de bibliografía y se realizarán aproximaciones hasta compararla con los valores reportados por la Comisión Hidrográfica del Guadiana en masas de agua seleccionadas. El área de estudio comprende a la parte española de la demarcación hidrográfica del Guadiana, teniendo en cuenta las 316 masas de agua registradas en la Comisión Hidrográfica de dicha cuenca. Se utilizará el modelo para obtener las concentraciones medias de los contaminantes en cada masa, y se clasificará de acuerdo al estado de mayor o menor contaminación en el que se encuentra, en función de esto se realizará un análisis de las masas que se encuentran más afectadas por las presiones antropogénicas y las que están en riesgo de empeorar su calidad ambiental. En este trabajo se incluye un análisis completo de las fuentes de contaminación más importantes y las que ejercen mayor impacto sobre la cuenca, tanto industrial como urbano.

Con todo esto, se propone una serie de recomendaciones orientadas a recuperar el buen estado ambiental de la cuenca. Del gran número de posibilidades se han seleccionado las medidas correctoras en función de: la simplicidad de su implementación, tecnología accesible, costos, adaptación a los diseños, e impactos al medio ambiente.

[CA] El present treball: "Valoració de la qualitat de l'aigua en la Conca del Riu Guadiana a través tècniques de modelació a gran escala i plantejament d'alternatives correctoras". Assumix com a principal objectiu d'estudi, estimar l'efecte de les diferents pressions ambientals que s'exercixen sobre les masses d'aigua superficials de la conca del Riu Guadiana, utilitzant el model RREA (Resposta ràpida de l'estat ambiental) , a fi d'obtindre una visió holística a nivell de conca sobre l'estat de les seues masses d'aigua. La realització d'este treball es fonamenta en el model RREA, el programa ha sigut desenrotllat pel Professor Javier Paredes del Grup d'Enginyeria de Recursos Hídrics (GIRH) de la Universitat Politècnica de València (UPV) i està pensat per a la seua aplicació a escala de grans sistemes de recursos hídrics amb la finalitat de localitzar possibles problemes en zones no muestreadas i provar a gran escala l'efecte de conjunts d'alternatives de millora. Els contaminants modelatges són: la Demanda Biològica d'Oxigen als 5 dies, el Fòsfor total i el Nitrogen total. Este programa, estima les concentracions de contaminants en funció de: la càrrega de contaminació que suporta el cos aquàtic, de la possible degradació que patix cada massa i del seu cabal circulant. Per tant les dades necessàries per a executar este programa són: Les sèries d'aportacions, la concentració dels contaminants que rep cada massa, la xarxa i orde de flux de les masses de tota la conca; esta base de dades, va ser proporcionada per la Confederació Hidrogràfica del Guadiana i que conté l'últim cens d'abocaments urbans i industrials (2015-DATAGUA) , així com els registres de cabal per a rius i embassaments del Centre d'Estudis i Experimentació d'Obres públiques - CEDEX amb resolució mensual, a més de la georeferenciación dels distints cossos aquàtics. Atés que el model estima la degradació que patixen els contaminants al llarg de la massa d'aigua, és necessari realitzar una calibratge de les constants de degradació de cada element modelatge, per a validar el model, s'iniciarà la calibratge a partir de valors obtinguts de bibliografia i es realitzaran aproximacions fins a comparar-la amb els valors reportats per la Comissió Hidrogràfica del Guadiana en masses d'aigua seleccionades. L'àrea d'estudi comprén a la part espanyola de la demarcació hidrogràfica del Guadiana, tenint en compte les 316 masses d'aigua registrades en la Comissió Hidrogràfica de la dita conca. S'utilitzarà el model per a obtindre les concentracions mitges dels contaminants en cada massa, i es classificarà d'acord a l'estat de major o menor contaminació en què es troba, en funció d'açò es realitzarà una anàlisi de les masses que es troben més afectades per les pressions antropogèniques i les que estan en risc d'empitjorar la seua qualitat ambiental. En este treball s'inclou una anàlisi completa de les fonts de contaminació més importants i les que exercixen major impacte sobre la conca, tant industrial com urbà. Amb tot açò, es proposa una sèrie de recomanacions orientades a recuperar el bon estat ambiental de la conca. Del gran nombre de possibilitats s'han seleccionat les mesures correctores en funció de: la simplicitat de la seua implementació, tecnologia accessible, costos, adaptació als dissenys, i impacte al medi ambient.