estado del recurso hÍdrico en la cuenca hidrogrÁfica del … · 2018-04-23 · en la cuenca del...

Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca – CAR Dirección de Monitoreo, Modelamiento y Laboratorio Ambiental

República de Colombia

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Bogotá D.C., Cundinamarca, Colombia.

ESTADO DEL RECURSO HÍDRICO EN LA CUENCA HIDROGRÁFICA

DEL RÍO MACHETÁ, EN TÉRMINOS DE CALIDAD Y CANTIDAD; Y ESCENARIOS DE METAS DE

ACUERDO AL ANÁLISIS DE LAS CONDICIONES QUE MÁS SE

AJUSTEN AL CUMPLIMIENTO DEL OBJETIVO DE CALIDAD

Septiembre de 2016

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INTRODUCCIÓN En desarrollo del artículo 2.2.9.7.3.5 del Decreto 1076 de 2015, relacionado con el proceso de establecimiento de las metas de carga contaminante para la cuenca del río Macheta, es necesario contar con una línea base que realice aportes al planteamiento de los usuarios que contribuirán al cumplimiento de los objetivos de calidad señalados en la Resolución 2814 del 30 de Diciembre de 2008. Por lo anterior se generó el presente documento técnico donde se muestran los resultados de la modelación de calidad del agua en la cuenca del Río Machetá, teniendo en cuenta las cargas contaminantes y vertimientos actuales y proyectados dentro del quinquenio 2016-2020, realizados a partir de la información de caracterizaciones y cargas reportadas en las autodeclaraciones presentadas para el cobro de tasa retributiva, de las obras planteadas en los Planes de Saneamiento y Manejo de Vertimientos – PSMV, y de los datos de población de las cabeceras municipales y centros poblados, que componen la citada cuenca. De acuerdo con lo anterior, se presentan los resultados de la simulación de los escenarios: base (tomando como datos de entrada la i para el año 2015), el escenario de proyecciones carga 2020 sin tratamiento; el escenario de proyecciones carga 2020 con tratamiento que incluye la entrada en funcionamiento de las PTAR proyectadas en el horizonte de planeación de los PSMV´s. Dichas simulaciones se presentan para los determinantes de Demanda Biológica de Oxígeno (DBO5) y Sólidos Suspendidos Totales (SST).

OBJETIVO Dar a conocer a los usuarios de la CAR y al público en general, el estado del recurso hídrico en la cuenca del río Machetá, con base en los resultados de la modelación de calidad del agua a partir de los escenarios propuestos por la autoridad ambiental para el establecimiento de las metas globales de carga contaminante en cumplimiento del artículo 2.2.9.7.3.5 del Decreto 1076 de 2015.







1 Antecedentes En concordancia con el cumplimiento de las funciones de las Corporaciones Autónomas Regionales establecidas en la Ley 99 de 1993 “Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente, se reordena el Sector Público encargado de la gestión y conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema Nacional Ambiental, SINA, y se dictan otras disposiciones”, en donde se señala: “(…) Artículo 31 11. Ejercer las funciones de evaluación, control y seguimiento ambiental de los usos del agua, el suelo, el aire y los demás recursos naturales renovables, lo cual comprenderá el vertimiento, emisión o incorporación de sustancias o residuos líquidos, sólidos y gaseosos, a las aguas a cualquiera de sus formas, al aire o a los suelos, así como los vertimientos o emisiones que puedan causar daño o poner en peligro el normal desarrollo sostenible de los recursos naturales renovables o impedir u obstaculizar su empleo para otros usos. Estas funciones comprenden la expedición de las respectivas licencias ambientales, permisos, concesiones, autorizaciones y salvoconductos (…) Artículo 42. Tasas Retributivas y Compensatorias. La utilización directa o indirecta de la atmósfera, del agua y del suelo, para introducir o arrojar desechos o desperdicios agrícolas, mineros o industriales, aguas negras o servidas de cualquier origen, humos, vapores y sustancias nocivas que sean resultado de actividades antrópicas o propiciadas por el hombre, o actividades económicas o de servicio, sean o no lucrativas, se sujetará al pago de tasas retributivas por las consecuencias nocivas de las actividades expresadas. (…)” En este sentido, la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca-CAR-, comprometida con la aplicación del principio de desarrollo sostenible y en ejercicio de sus funciones, mediante la Resolución 2814 de 2008, estableció los objetivos de calidad del agua para la cuenca del río Machetá a lograr en el año 2020. Así mismo, mediante el Acuerdo 25 del 07 de diciembre de 2010, se establecieron las metas de reducción de las cargas contaminantes de DBO y SST, vertidas a los cuerpos de agua que conforman la cuenca, tramos y subtramos del Río Machetá, para el quinquenio 2010-2015. Teniendo en cuenta que las metas establecidas en el Acuerdo 25 de 2010 se encuentran vigentes hasta el 31 de Diciembre de 2015, es necesario fijar nuevas, teniendo en cuenta lo establecido en el Capítulo 7 del Decreto 1076 de 2015, por el cual se reglamenta el tema de Tasas Retributivas por la utilización directa e indirecta del recurso hídrico como receptor de vertimientos puntuales. En cumplimiento del artículo 2.2.9.7.3.5 de dicho Decreto, por el cual se define el procedimiento para el establecimiento de la meta global de carga contaminante, se debe presentar para conocimiento público el estado actual del recurso hídrico en la cuenca hidrográfica del río Machetá, en términos de calidad y cantidad; y escenarios de metas de acuerdo al análisis de las condiciones que más se ajusten al cumplimiento del objetivo de calidad.







Para realizar el análisis mencionado anteriormente y con el fin de actualizar la información base de caracterización del Río Machetá, se realizó un ajuste del modelo de calidad del agua desarrollado en el Contrato CAR 279 de 2006, por el Consorcio Cuencas 2006, cuyo objeto era: “Modelación de la calidad de agua de las cuencas de segundo orden de jurisdicción de la CAR con el fin de establecer los lineamientos de la política de manejo de vertimientos”, el cual en el año 2012, se alimentó con la información de la red de monitoreo de calidad hídrica de la CAR para la recalibración de cada uno de los tramos establecidos en la modelación del año 2006.

2 Metodología y Fuentes de Información

2.1 Software de Modelación Los modelos de calidad del agua o de simulación de capacidad de asimilación de la fuente receptora de vertimientos líquidos, se han utilizado ampliamente como herramienta fundamental para la caracterización de corrientes y cuencas hidrográficas, así como insumo básico para la toma de decisiones asociadas al uso y manejo del recurso hídrico. Uno de los modelos de simulación más usados para representar el comportamiento de las corrientes naturales es el software QUAL2Kw v.5.1, desarrollado por el Departamento de Ecología del Estado de Washington. El software de modelación QUAL2Kw es una versión moderna del programa Qual2E (Brown y Barnwell, 1985). La versión 5.1 de QUAL2Kw corresponde a un modelo unidimensional de flujo uniforme y permanente que permite el cálculo dinámico de la calidad del agua a nivel diario (con intervalos de 1 hora) y está programado en el entorno Microsoft Excel. Está bien documentado y se puede obtener de forma gratuita (http://www.ecy.wa.gov/). El modelo implementado en el software QUAL2Kw, es una representación matemática del comportamiento del río Machetá, que se basa en la información hidrológica, hidráulica y de calidad medida en la corriente principal, afluentes y vertimientos. La elección de este modelo, se basó en la posibilidad que ofrece de simular el comportamiento del Río Machetá en los diferentes escenarios propuestos con el fin de determinar a partir de los resultados obtenidos, las metas de carga contaminante global.

2.2 Datos de entrada al Modelo Como datos de entrada de este modelo se utilizó la información descrita en la Tabla 1:

Tabla 1 Datos de Entrada del Modelo

DATO FUENTE

Datos Meteorológicos

Provenientes de la red de monitoreo de la CAR. Específicamente se utilizó la información humedad relativa, velocidad del viento, temperatura ambiente, brillo solar y punto de rocío, para cada una de las estaciones seleccionadas por su localización en el tramo de modelación



http://www.ecy.wa.gov/





DATO FUENTE

Datos Hidráulicos

Esta información se extrajo del modelo Consorcio Cuencas: “Modelación de la calidad del agua de las corrientes principales de las nueve cuencas de segundo orden de la jurisdicción de la CAR, con el fin de establecer los lineamientos de la política del manejo de vertimientos”

Datos de Calidad Tomados de los puntos de monitoreo de la red de monitoreo y calidad del agua, localizados sobre la corriente principal, afluentes y vertimientos.

Datos Usuarios/Vertedores

Información de calidad del vertimiento y caudal de vertimiento, los cuales son variables para los escenarios propuestos, como se describirá más adelante. Esta información se obtuvo directamente de los grupos de Tasas Retributivas y seguimiento a PSMV´s de la CAR.

Fuente: Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca-CAR. 2016

2.2.1 Modelación Hidrológica Se identificaron estudios hidrológicos existentes de la cuenca del Macheta. En particular se revisaron: el Estudio Nacional del Agua del año 2014 y el Boletín Estadístico de Hidrología y Climatología del año 2012 elaborado por el IDEAM y la CAR, respectivamente. Sin embargo la mayoría de la información como en todo estudio hidrológico, correspondió a la información de las estaciones hidrometeorológicas dispuestas a lo largo del territorio por la CAR y por el IDEAM. A partir de estas estaciones se obtuvieron curvas de intensidad duración y frecuencia, análisis de frecuencia de los diferentes eventos de precipitación y caudales base para la mayoría de las fuentes hídricas. 2.2.1.1 Estaciones de Medición de Precipitación Las estaciones de medición de precipitación seleccionadas se presentan en la Tabla 2. Estas estaciones en su mayoría se encuentran sobre la cuenca del río Macheta, dado el tamaño de la cuenca, se optó por trabajar con estas dos estaciones. A continuación se encuentra resumida la información de cada una de las estaciones seleccionadas.

Tabla 2 Estaciones seleccionadas


Con el propósito de complementar la información incompleta o faltante en las estaciones

de la cuenca del rio Macheta se procedió a utilizar el programa Chac del Cedex que permite

realizar análisis de doble acumulación y completar información de series mensuales con

base en procedimientos estadísticos de correlación entre estaciones. Con base en las

series mensuales complementadas, generaron los diagramas de Box-Whisker, los cuales

se presentan en las Figuras 1 y 2.

Entidad Codigo

35070480 MET La Esperanza Macheta 5,007417 -73,538389 1854

35070230 MET MACHETA CJA AGROP Macheta 5,07511 -73,579417 1815IDEAM

Estacion Elev msnmLong.Lat. Cuenca Nombre Categoria







Figura 1. Distribución Mensual de la Estación GJA Group Macheta


Figura 2. Distribución Mensual de la Estación La Esperanza Fuente: Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca-CAR. 2016

Los diagramas de Box-Whisker son de gran ayuda pues muestran en una sola gráfica

elementos de la distribución muestral de los datos, tales como: valores máximo y mínimo,

mediana, cuartel inferior y cuartel superior. Este tipo de gráfico permite conocer las

características aproximadas de la información. De acuerdo con lo anterior es posible

concluir que las estaciones La Esperanza y la estación GJA group Macheta, presentan un

régimen bimodal, típico de la zona andina. En las gráficas es posible observar eventos de

mayor precipitación para los periodos de marzo a mayo y otro periodo de precipitaciones

altas para el periodo de octubre a diciembre, de ahí su comportamiento bimodal.

0

10

20

30

40

50

60

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

ESTACION GJA GROUP MACHETA

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

mm

mes

ESTACION LA ESPERANZA







2.2.1.2 Caracterización De La Tormenta

Para caracterizar las tormentas se utilizó información proveniente del IDEAM. A

continuación se muestran las caracterizaciones de las tormentas en términos de frecuencia

y profundidad de la precipitación para cada una de las estaciones. Para tal fin se usaron los

siguientes números de eventos para cada una de las siguientes estaciones: la estación de

La Esperanza se tomaron 120 eventos de precipitación, la estación GJA group Macheta se

tomaron 120 eventos.

Figura 3. Histograma de Frecuencia de la Estación GJA group


Figura 4. Histograma de Frecuencia de la Estación La Esperanza Fuente: Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca-CAR. 2016

Como se puede observar, las distribuciones muestrales de la profundidad de precipitación en las estaciones analizadas muestran comportamientos no simétricos, sesgados hacia la izquierda. En cuanto a la profundidad de precipitación, en las estaciones analizadas el valor más común varía alrededor de 20 mm de lluvia por evento, con eventos mayores que pueden oscilar alrededor de 30 mm en promedio o en otros casos menores a los 20 mm.







Con base en la información suministrada de los eventos de precipitación de tormentas registradas desde 2006 hasta 2015, se procedió a complementar la base de datos de eventos extremos en las cuencas analizadas. Para ello, se generaron las correspondientes series anuales de intensidades máximas para 24 horas, y se desarrollaron los análisis de frecuencia de eventos máximos para determinar las correspondientes curvas IDF. Para esto se utilizó la herramienta computacional Hyfran, para verificar la distribución de los datos de la estaciones se seleccionó la distribución de probabilidad de Gumbel la cual es usada para análisis de frecuencia para eventos de precipitación (AKSOY, 2000) , los métodos de estimación de parámetros de Máxima Verosimilitud, Momentos y Momentos Ponderados para la distribución Gumbel son usados para las 2 estaciones de monitoreo y de esta manera poder encontrar una función de probabilidad que se ajuste a dichos eventos de precipitación. En la Tabla 3 se presentan el resumen de los análisis descritos anteriormente para cada una de las estaciones usadas en el presente estudio.

Tabla 3. Resumen del análisis de frecuencia de las estaciones seleccionadas


Dada la distribución espacial de las estaciones de monitoreo dentro de la cuenca de

Macheta se procedió a realizar 1 curva de intensidad duración para toda la zona. En general

se tomó el promedio de las estaciones La Esperanza, y la Estación GJA Group para generar

una curva IDF para todas las cuencas de ubicadas en la zona media. Las curvas IDF fueron

usadas para generar un hietograma de frecuencia acumulado, el cual será usado para más

adelante para obtener caudales medios y mínimos.

Estación Distribución Método Aceptacion

Distribución

Datos

IndependientesT(años) 1000 200 100 50 20 10 5 3 2

X(t) 77.8 63.2 56.9 50.6 42.1 35.6 28.8 23.4 18.5

Des. Est. 4.93 3.88 3.43 2.99 2.40 1.96 1.53 1.22 0.992

Imin (95%) 68.1 55.6 50.2 44.7 37.4 31.7 25.8 21.0 16.6

Imax (95%) 87.5 70.8 63.6 56.4 46.8 39.4 31.8 25.7 20.4

X(t) 72.1 58.7 52.9 47.1 39.3 33.3 27.1 22.1 17.6

Des. Est. 4.72 3.72 3.29 2.86 2.30 1.88 1.46 1.16 0.949

Imin (95%) 62.9 51.4 46.4 41.5 34.8 29.6 24.2 19.8 15.8

Imax (95%) 81.4 66.0 59.3 52.7 43.8 37.0 29.9 24.4 19.5

Si Si

Si Si

La Esperanza

GJA Group Gumbel

Maxima

VerosimilitudGumbel

Maxima

Verosimilitud







Figura 5. Ubicación geográfica de las Estaciones Seleccionadas. Fuente: Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca-CAR. 2016







Figura 6. Curvas IDF para las Estaciones La Esperanza y Grupo GJA Fuente: Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca-CAR. 2016

2.2.1.3 Modelo Hidrológico Conceptual de la Cuenca Macheta – MODELO HEC HMS Para la obtención de los caudales medios, se usaron las curvas IDF anteriormente descritas para un periodo de retorno de 2 años. Para realizar la modelación, se usó el software HEC HMS el cual es un modelo hidrológico propicio para obtener los caudales del cauce principal en diferentes secciones los cuales serán usados como datos de entrada al modelo de contaminantes QUAL2k. Para generar el modelo hidrológico conceptual de la cuenca se usaron los sistemas de las herramientas de información geográfica (SIG) y así poder determinar las distintas variables necesarias para el cálculo de escorrentía superficial propuesto por el SCS conocido como el método de la Curva Número. Para completar información faltante del modelo conceptual, se usó la información oficial de la CAR obtenida de la metodología del cálculo. Específicamente se usaron la capa de cuencas de orden 3 con el fin de establecer la morfología y áreas de las sub cuencas sobre las cuales se piensa realizar la modelación y la capa raster de los Números de Curva de la zona de estudio para una condición de humedad antecedente promedio (ACM II), las características geográfica de dichas zonas se determinaron mediante el uso de la herramienta HEC GEO HMS. Las variables de tipo geográfico como pendientes, elevaciones, longitud de cauces entre otras, se obtienen directamente de un modelo digital de elevación (DEM) que para el presente estudio se usó el modelo digital de elevación suministrado por la NASA el cual está a cada 33 metros. De la capa oficial del Número de Curva (Universidad de Pamplona, 2010) fue posible estimar el Número de Curva Ponderado para cada una de las sub cuencas, este procedimiento es el recomendado por el SCS al momento de encontrar un número de curva para una zona geográfica cuyos usos del suelo varían a lo largo de su geografía. Como es de esperar, los número de curva obtenidos corresponden a zonas donde la capa impermeable es menor que la capa permeable por lo cual se espera que las pérdidas por infiltración en cada sub cuenca sea alta ya que la cobertura vegetal a lo largo de toda la

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0 50 100 150 200 250 300

Inte

nsi

dad

pro

med

io (

mm

/dia

)Curvas IDF - Estaciones las Esperanza y el Grupo GJA

2

5

10

25

50

100







zona permite una tasa de infiltración alta. En la Figura 7 es posible observar los números de curvas usados para cada sub cuenca.

Figura 7. Numero de curva por subcuenca Fuente: Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca-CAR. 2016







Una variable importante al hacer la modelación usando el método de la curva número es el valor que se le da al coeficiente de abstracción este valor representa la perdidas por intercepción en la vegetación, almacenamiento de agua por razones geográficas, entre otras. Por lo general este coeficiente varía de cuenca a cuenca de acuerdo a sus características geográficas (Shi., 2009) sin embargo, para el presente estudio y debido a las dificultades que representa obtener este valor con certeza, se adoptó un coeficiente de abstracción del 20% (ver ecuación 1) ya que este valor es el descrito y recomendado por el SCS autores del modelo de escorrentía de la Curva Número. Ia=0.2∗S Ecuación 1

Para la estimación de los tiempos de concentración para cada uno de los cauces principales de cada una de las cuencas, se siguió la metodología propuesta por el SCS conocida como TR55. Como n de Manning se asumió 0.035 típico para ríos de montaña (Agriculture, 2009). Este valor se tomó de manera general dadas las dificultades que se pueden presentar para la obtención de este valor para cada cauce principal. Por otro lado el valor adoptado esta registrado en la literatura como válido para ríos de montaña. En el Anexo 4, es posible ver el procedimiento adoptado para el cálculo de los tiempos de concentración obtenidos para cada una de las sub cuencas. En la Tabla 4 se resumen los tiempos de concentración obtenidos para cada una de las sub cuencas.

Tabla 4. Tiempos de concentración obtenidos

Watershed

ID

Manning's

Roughness

Coefficient

Watershed

Time of travel

(hr)

76 0,035 2,509

102 0,035 3,547

120 0,035 4,757

134 0,035 2,814


2.2.1.4 Eventos de Precipitación

Con el cálculo de todas las variables de entrada al modelo hidrológico es posible estimar los caudales en cada uno de los nodos de los cauces de los ríos solo haría falta ingresar el evento de precipitación para cada una de las cuencas objeto de estudio. Estos eventos de precipitación se ingresan con los hietogramas específicos de entrada para cada una de las estaciones de monitoreo como se aprecia a continuación:







Figura 8. Histograma específico para las estaciones La Esperanza y GJA group Fuente: Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca-CAR. 2016

Una vez corrido el modelo se obtuvieron diferentes caudales medios a lo largo de la cuenca los cuales oscilan entre 6 metros cúbicos por segundo desde la cabecera de la cuenca hasta llegar a un caudal de 22 metros cúbicos por segundo en el punto de drenaje de la cuenca. En la siguiente imagen es posible encontrar los caudales medios en cada uno de los puntos en donde se encuentran los ríos tributarios así como los caudales generados en cada una de las sub cuencas.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

mm

horas

Hietograma Estacion LA Esperanza y GJA Group







Figura 9. Caudal Pico por Nodo







2.2.1.5 Caudal Mínimo Una vez obtenidos los caudales medios y con el fin de generar diferentes escenarios de metas de reducción, fue necesario la estimación de un caudal mínimo para todos los tramos de la corriente principal y para todos los puntos de entrega de cada una de las sub cuencas. Para tal fin se optó por aplicar la metodología de reducción propuesta por el IDEAM el cual se basa en un porcentaje de descuento del 25% del caudal medio mensual multianual (IDEAM, 2004).

2.2.2 Determinación de cargas En la elaboración de los diferentes escenarios propuestos, la carga aportada por los usuarios (vertedores) es una de las variables más significativas para estimar los cambios en la calidad del agua y caudal del río Machetá. A continuación se describe la metodología para la proyección de cargas contaminantes: Inicialmente se revisaron los datos de población de cada uno de las áreas (cabeceras municipales y centros poblados), analizando cada una de las fichas de cálculo de carga contaminante para el periodo 2015, en las cuales se encuentra relacionada la población servida y la fuente de información, la cual en muchos casos corresponde a la suministrada en la autodeclaración presentada por los usuarios. Con dicha información se realizaron las proyecciones de población para el quinquenio de acuerdo a la metodología establecida en el RAS 2000. Para los aportes de carga per cápita, se tomaron los datos de caracterizaciones presentadas como sustento de las autodeclaraciones; en los casos en los que no existían caracterizaciones se proyectaron cargas tomando cargas per cápita de 43 g/hab.día para DBO5 y 45 g/hab.día para SST. Los porcentajes de remociones se aplicaron según el sistema de tratamiento existente o proyectado dentro del quinquenio y se tuvo en cuenta la eliminación de puntos, los cuales en su mayoría serían conectados al sistema de tratamiento. Esta información es tomada de los PSMV´s aprobados por la CAR.

2.2.3 Tramo de modelación De otra parte, se dio inicio a la alimentación de datos de entrada del modelo con la definición de un único tramo de modelación, el cual se seleccionó a partir de los siguientes criterios:

El tramo inicia y termina en puntos de la red de monitoreo de calidad del agua ubicados sobre la corriente principal.

Se identificó el nivel de cumplimiento de los objetivos de calidad para las campañas de monitoreo de calidad del agua en términos de DBO5 y SST, en la corriente principal del río Macheta.

El tramo completo de modelación corresponde a 18.4 km aproximadamente En la Figura 1 se presenta la representación del tramo de modelación para el río Machetá:







Figura 10. Tramo de Modelación Río Machetá (Garagoa)

Fuente: Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca-CAR. 2016.







3 Escenarios de simulación implementados

De forma general se realizaron simulaciones en 4 escenarios. De estos, se usaron los escenarios con caudal mínimo del río Machetá, para realizar las comparaciones para el año 2015, con la información de cargas actuales (Escenario 1) y para el 2020 sin sistemas de tratamiento (Escenario 2) y con la carga esperada según los sistemas de tratamiento a implementar durante el quinquenio (Escenario 3). Los escenarios simulados se presentan en la siguiente Tabla 5:

Tabla 5 Escenarios de Simulación Propuestos

ESCENARIOS NOMBRE CÓDIGO

1 ESCENARIO BASE 2015 – Q95 Esc 1

2 ESCENARIO PROYECTADO 2020 (Esc 3 2019) – Qmin Esc 2 2020

3 ESCENARIO IDEAL 2020 (Esc 4 Ideal) – Qmin Esc 3 Ideal


La descripción de los escenarios, teniendo en cuenta las fuentes de información y los cambios realizados en cada uno se presenta a continuación: ESCENARIO BASE 201 (Esc 1)

Con este escenario se estableció la línea base del modelo de calidad. Se realizaron simulaciones con los datos de calidad, hidrología e hidráulica de la segunda campaña de monitoreo de 2015 de la red de calidad del agua de la CAR. Al considerarse como línea base se ajustaron algunos de los parámetros del modelo (tasas de reacción, sedimentación, entre otros) para obtener una mejor representación de los datos reportados por el laboratorio. Los datos utilizados para la simulación de este escenario se evidencian en la Tabla 6:

Tabla 6 Datos de entrada Escenario Base 2015 (Esc 1)

CATEGORÍA SITIO DESCRIPCIÓN FUENTE

CALIDAD HÍDRICA

Corriente principal

Datos de calidad de la corriente principal del río Machetá

Los datos de calidad de la corriente principal fueron tomados de la red de monitoreo de calidad hídrica, para la segunda campaña de monitoreo realizada en noviembre de 2015

Afluentes Datos de calidad de los afluentes principales del río Machetá

Los datos de calidad de los afluentes fueron tomados de las red de monitoreo de calidad hídrica, para la segunda campaña de monitoreo del noviembre de 2015.








ESCENARIO PROYECTADO 2020 (Esc 2 2020) La base de este escenario es el anterior (Escenario Base 2015) y se realizó la simulación modificando los aportes de carga per cápita y la población aportante para el año 2020 según

Vertimientos

Concentraciones de los determinantes de calidad de los vertimientos descargados sobre la corriente principal y los afluentes.

Los datos de calidad de vertimientos corresponden a las concentraciones reportadas como sustento de las autodeclaraciones de vertimientos por los usuarios en el año 2015

HIDROLOGÍA

Corriente principal

Corresponde a los caudales para simulación de la corriente principal.

Los caudales fueron determinados mediante modelación hidrológica. El caudal de simulación es el caudal mínimo correspondiente al Qmin=1.208 m3/s

Afluentes

Corresponde a los caudales aportados por los afluentes a la corriente principal.

Los caudales fueron determinados mediante modelación hidrológica. El caudal de simulación es el caudal mínimo correspondiente al Qmin=1.208 m3/s

HIDRAÚLICA Corriente principal

Corresponde a los datos hidráulicos para simulación (velocidad, profundidad, ancho del rio, secciones trasversales.

La información hidráulica fue tomada de la simulación realizada por el CONSORCIO CUENCAS en el estudio "Modelación de la calidad de agua de las cuencas de segundo orden de jurisdicción de la CAR con el fin de establecer los lineamientos de la política de manejo de vertimientos" Año 2007.

CLIMATOLÓGICA Cuenca del río Machetá

Corresponde a los datos climatológicos de humedad relativa, velocidad del viento, temperatura ambiente, brillo solar y punto de rocío.

La información fue tomada de las estaciones hidrometeorológicas ubicadas en la cuenca del río Macheta, teniendo en cuenta el día del monitoreo de calidad.







la metodología establecida en el RAS, como se explicó anteriormente. La simulación se basó en la modificación de la siguiente información:

Tabla 7 Datos de entrada Escenario Proyectado 2020 (Esc 2 2020)

CATEGORÍA SITIO DESCRIPCIÓN

CALIDAD Vertimientos Se incluyeron las cargas per cápita proyectadas al año 2020

HIDROLOGÍA Corriente principal El caudal de simulación es el caudal mínimo correspondiente al Qmin=1.208 m3/s


ESCENARIO IDEAL 2020 (Esc 3 Ideal) En este escenario se incluyen las cargas a verter en marco del funcionamiento de las PTAR proyectadas dentro del quinquenio. Los porcentajes de remoción de las PTAR fueron tomados de los diseños presentados en los PSMV´s. La simulación se basó en la modificación de la siguiente información:

Tabla 8 Datos de entrada Escenario Ideal 2019 (Esc 4 Ideal)

CATEGORÍA SITIO DESCRIPCIÓN

CALIDAD Vertimientos

Se definió un porcentaje de remoción en carga para los vertimientos que tendrán sistema de tratamiento operando en el quinquenio, que permitirá el cumplimiento de la norma de vertimientos nacional Resolución 631 de 2015.

HIDROLOGÍA Corriente principal El caudal de simulación es el caudal mínimo correspondiente al Qmin=1.208 m3/s








4 Resultados y Análisis Escenarios Los resultados se presentan como gráficas de concentración de SST y DBO5 en función de la longitud de modelación. De forma general para los tramos, se utilizó la información bajo caudales mínimos y cargas actuales, proyectadas sin tratamiento y proyectadas en el ingreso de operación de las PTAR dentro del quinquenio. 4.1 Tramo 1 Los vertimientos significativos en la corriente se presentan en la Tabla 9

Tabla 9. Vertimientos significativos Rio Macheta

Nombre Vertimiento Localización (km)

Caudal (m3/s)

MUNICIPIO DE MACHETÁ 0.177 0.00438

TRUCHAS SURALA S.A.S 0.177 0.1500

CI JVW MORALES SENC 0.177 0.0000

JUAN CARLOS SIERRAS PLAZAS 0.177 0.0500

TRUCHAS SURALÁ SAS 0.177 0.0790

CAMILO ANDRES CALDERON GUEVARA 0.177 0.03325

SOCOMER AGROINDUSTRIAS CCD SAS 0.177 0.00219

SOCOMER AGROINDUSTRIAS CCD SAS 0.177 0.00219

PARAISO TERMAL 9.613 0.0002

MUNICIPIO DE TIRIBITA 9.613 0.0007

LUIS FELIPE CANTE PINTO 13.556 0.0001

ESTACIÓN DE SERVICIO EL ANTILLO 14.725 0.0000

MUNICIPIO DE MANTA 16.785 0.0020

TERMALES NAPOLÉS 0.177 0.0010

ELIBERTO RODRIGUEZ VARGAS/JOSE DE JESUS MURCIA/EMIRO RONCANCIO SIERRA

0.177 0.1240


De acuerdo a la modelación de calidad de la corriente principal del Río Machetá se evidencia que la calidad del recurso en la cabecera de la corriente, goza de buenas condiciones de calidad y se mantiene en el tramo de modelación (18 km), el ingreso de los vertimientos presentados en la Tabla 10 no genera afectación directa sobre la corriente en condiciones de caudal mínimo, no obstante las cargas deberán ser mantenidas o disminuidas en el quinquenio para mantener las mismas condiciones de equilibrio ecológico de la corriente.







Figura 11. Resultados Simulaciones Sólidos Suspendidos Totales

Figura 12. Resultados Simulaciones DBO5

Como se evidencia en las gráficas, las condiciones de calidad del río Macheta cumplen los objetivos de calidad desde la cabecera de la corriente. Lo anterior aplica para los tres escenarios de simulación; el escenario actual, el escenario con cargas proyectadas a 2020

0

5

10

15

20

0 5 10 15 20

SST

(mg/

L)

Absisa (km)

Objetivo Esc 2 Cargas sin Tto E3_cargas 2020 con tto 2015 Base

0

5

10

15

20

0 5 10 15 20

DB

O (

mg/

L)

Absisa (km)

Objetivo Esc 2 Poyectado 2020 sin tto

E3_cargas 2020 con tto Esc 1. Base 2015







sin tratamiento y el escenario proyectado a 2020 teniendo en cuenta la entrada en operación de las PTAR. Esta situación obedece a que esta corriente no está siendo presionada con entradas de cargas contaminantes significativas que puedan afectar las condiciones de calidad. Es importante que los usuarios de la corriente cumplan a cabalidad con las disposiciones establecidas en los PSMV´s aprobados por la CAR.



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