modelación qual2k - calidad de agua

CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL DEL VALLE DEL CAUCA DIRECCIÓN TÉCNICA AMBIENTAL

Orden de trabajo CVC No. 575 de Abril 21 de 2005

CARACTERIZACIÓN Y MODELACIÓN DE LA CALIDAD DEL

AGUA DEL RIO TULUÁ

TRAMO JARDÍN BOTÁNICO – ANTES DESEMBOCADURA

VOLUMEN I

Caracterización y Modelación del Río Tuluá Listados

CVC María Fernanda Hernández López

i

TABLA DE CONTENIDO

Pág.

1 INTRODUCCIÓN ..........................................................................................1.1 2 CARACTERIZACIÓN DEL RÍO TULUÁ ....................................................2.1

2.1 Características Generales ................................................................................................... 2.1 2.2 Climatología......................................................................................................................... 2.2

2.2.1 Estadística Descriptiva de Registros Mensuales Multianuales ................................... 2.2 2.2.2 Diferencias Estacionales ........................................................................................... 2.5 2.2.3 Temperatura............................................................................................................. 2.8 2.2.4 Humedad Relativa ................................................................................................... 2.9 2.2.5 Precipitación y Evapotranspiración Total ................................................................ 2.10 2.2.6 Radiación Solar...................................................................................................... 2.10 2.2.7 Vientos .................................................................................................................. 2.11 2.2.8 Zonas de Vida ....................................................................................................... 2.11

2.3 Suelos .................................................................................................................................. 2.13 2.3.1 Uso Actual del Suelo.............................................................................................. 2.13 2.3.2 Uso Potencial del Suelo........................................................................................... 2.14

2.4 Hidrología .......................................................................................................................... 2.16

2.4.1 Estación Mateguadua............................................................................................. 2.16 2.4.2 Estación La Rafaela .............................................................................................. 2.19

2.5 Usos del Agua.................................................................................................................... 2.19

2.6 Calidad del Agua ............................................................................................................... 2.23 2.6.1 Estadística Descriptiva ........................................................................................... 2.29 2.6.2 Diferencias Estacionales ......................................................................................... 2.39 2.6.3 Evaluación Espacial por Condición Estacional (1996 – 2005) ............................. 2.51 2.6.4 Índices de Calidad .................................................................................................. 2.55 2.6.5 Índice de Contaminación –ICOMO ....................................................................... 2.60



ii

3 MODELO MATEMÁTICO QUAL-2K...........................................................3.1

3.1 Descripción del Modelo .................................................................................................... 3.1 3.2 Representación Conceptual .............................................................................................. 3.3 3.3 Representación Funcional ................................................................................................. 3.4

3.3.1 Ecuación del Transporte de Masa............................................................................. 3.4 3.3.2 Características Hidráulicas ....................................................................................... 3.6

3.4 Modelo de la Temperatura ................................................................................................ 3.7

3.5 Reacciones Fundamentales ............................................................................................... 3.9

3.5.1 Reacciones Bioquímicas............................................................................................. 3.9 3.5.2 Estequiometría de la Materia Orgánica .................................................................... 3.9 3.5.3 Efecto de la Temperatura en las Reacciones............................................................. 3.10

3.6 Reacciones de los Constituyentes .................................................................................. 3.10

3.6.1 Fitoplancton (ap) .................................................................................................... 3.10 3.6.2 Algas (ab) .............................................................................................................. 3.12 3.6.3 Detritus (Mo)......................................................................................................... 3.13 3.6.4 DBOC lentamente oxidable (Cs) ........................................................................... 3.14 3.6.5 DBOC rápidamente oxidable (Cf) ......................................................................... 3.14 3.6.6 Nitrógeno Orgánico Disuelto (no) ........................................................................... 3.14 3.6.7 Nitrógeno Amoniacal (na)...................................................................................... 3.15 3.6.8 Amonio Desionizado.............................................................................................. 3.16 3.6.9 Nitratos (nn).......................................................................................................... 3.16 3.6.10 Fósforo Orgánico (po) ............................................................................................. 3.17 3.6.11 Fósforo Inorgánico (pi)............................................................................................ 3.17 3.6.12 Sólidos Suspendidos Inorgánicos (mi) ..................................................................... 3.17 3.6.13 Oxígeno Disuelto .................................................................................................. 3.18 3.6.14 Coliformes .............................................................................................................. 3.22 3.6.15 Constituyentes no Conservativos .............................................................................. 3.23 3.6.16 pH ......................................................................................................................... 3.23 3.6.17 Carbono Inorgánico Total ....................................................................................... 3.24 3.6.18 Alcalinidad ............................................................................................................ 3.24

3.7 Entradas del Sistema ........................................................................................................ 3.25

3.8 Solución Numérica ........................................................................................................... 3.25



iii

4 MODELACIÓN DEL RÍO TULUÁ...............................................................4.1

4.1 Introducción ........................................................................................................................ 4.1 4.2 Definición de la Red........................................................................................................... 4.2 4.3 Fronteras del Modelo......................................................................................................... 4.2

4.3.1 Fronteras Externas .................................................................................................. 4.2 4.3.2 Fronteras Internas .................................................................................................... 4.3

4.4 Red Esquematizada ............................................................................................................ 4.4 4.5 Bases de Datos .................................................................................................................... 4.4

4.5.1 Georeferenciación ...................................................................................................... 4.5 4.5.2 Datos Geográficos y Climatológicos ........................................................................... 4.5 4.5.3 Datos Hidráulicos .................................................................................................... 4.6 4.5.4 Condiciones de Frontera............................................................................................ 4.7

4.6 Calibración y Verificación del Modelo............................................................................ 4.9

4.6.1 Modelo Hidrodinámico ............................................................................................. 4.9 4.6.2 Modelo de Calidad del Agua .................................................................................. 4.10 4.6.3 Análisis de la Calibración y Verificación del Modelo del Río Tuluá ....................... 4.18

4.7 Modelo Parte Alta del Río Tuluá (Jardín Botánico – Puente Nuevo) ..................... 4.19

4.7.1 Fronteras Externas ................................................................................................ 4.20 4.7.2 Fronteras Internas .................................................................................................. 4.21 4.7.3 Bases de Datos ....................................................................................................... 4.21 4.7.4 Calibración y Verificación del Modelo .................................................................... 4.24

4.8 Modelo Parte Baja del Río Tuluá (Puente Nuevo – Desembocadura Vereda El

Salto) ................................................................................................................................... 4.27 4.8.1 Fronteras Externas ................................................................................................ 4.27 4.8.2 Fronteras Internas .................................................................................................. 4.28 4.8.3 Bases de Datos ....................................................................................................... 4.29 4.8.4 Calibración y Verificación del Modelo .................................................................... 4.31

5 MODELACIÓN DEL RÍO TULUÁ...............................................................5.1

5.1 Introducción ........................................................................................................................ 5.1 5.2 Escenario Crítico ................................................................................................................ 5.2



iv

5.2.1 Fronteras Externas .................................................................................................. 5.2 5.2.2 Fronteras Internas .................................................................................................... 5.3 5.2.3 Resultados ................................................................................................................ 5.7

5.3 Escenario Metas de Calidad ............................................................................................ 5.10

5.3.1 Tratamiento Primario............................................................................................. 5.10 5.3.2 Tratamiento Secundario.......................................................................................... 5.17

5.4 Consideraciones Finales................................................................................................... 5.24

6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................6.1

7 BIBLIOGRAFÍA ..............................................................................................7.1



v

LISTADO DE TABLAS Capítulo 2 Pag. Tabla 2.1 Resumen Estaciones Climatológicas en la Cuenca del Río Tuluá ........................... 2.2 Tabla 2.2 Resumen de la Curtosis para la Temperatura Mínima, Media y Máxima en la

Estación Acueducto Tuluá (CVC)................................................................................. 2.3 Tabla 2.3 Resumen de la Simetría para la Temperatura Mínima, Media y Máxima en la

Estación Acueducto Tuluá (CVC)................................................................................. 2.4 Tabla 2.4 Resultado Prueba de Kolmogorov – Smirnov para los Parámetros de

Precipitación y Evaporación Total, Humedad Relativa, y Temperatura Mínima, Media y Máxima de la Estación Acueducto Tuluá (CVC)......................... 2.5

Tabla 2.5 Resultados de la Prueba F de Varianzas de Dos Muestras para Establecer Diferencias Significativas entre las Condiciones Estacionales de Verano e Invierno de los Registros de Evaporación Total y Humedad Relativa Estación: Acueducto Tuluá (CVC)............................................................................... 2.8

Tabla 2.6 Resultados de la Prueba de Mann-Whitney para establecer Diferencias Significativas entre las Condiciones Estacionales de Verano e Invierno de la Precipitación y Temperatura Mínima, Media y Máxima Estación: Acueducto Tuluá (CVC) ...................................................................................................................... 2.8

Tabla 2.7 Áreas de las Zonas de vida en la Cuenca del Río Tuluá (Caicedo y Medina, 2005). ................................................................................................................................ 2.12

Tabla 2.8 Cobertura y Uso Actual del Suelo.............................................................................. 2.13 Tabla 2.9 Uso Potencial del Suelo en la Zona de Ladera de la Cuenca del Río Tuluá ........ 2.15 Tabla 2.10 Uso Potencial del Suelo en la Zona Plana de la Cuenca del Río Tuluá. ............. 2.15 Tabla 2.11 Registros de Aforos Estación: La Rafaela (CVC) (1998 – 2005)......................... 2.20 Tabla 2.12 Georeferenciación Estaciones de Calidad y Vertimientos sobre el Río

Tuluá. ................................................................................................................................ 2.26 Tabla 2.13 Parámetros Críticos Identificados para Diferentes Usos en el Río Tuluá

(CVC-Universidad del Valle, 2005) ............................................................................. 2.28 Tabla 2.14 Resultados de la Prueba de Normalidad Shapiro – Wilks por Condición

Estacional de los Parámetros de Calidad del Agua Estación Jardín Botánico (CVC)................................................................................................................................ 2.40

Tabla 2.15 Resultados de la Prueba de Normalidad Shapiro – Wilks por Condición Estacional de los Parámetros de Calidad del Agua Estación Barrio Justicia (CVC)................................................................................................................................ 2.41



vi

Tabla 2.16 Resultados de la Prueba de Normalidad Shapiro – Wilks por Condición Estacional de los Parámetros de Calidad del Agua Estación Puente Nuevo (CVC)................................................................................................................................ 2.42

Tabla 2.17 Resultados de la Prueba de Normalidad Shapiro – Wilks por Condición Estacional de los Parámetros de Calidad del Agua Estación Después Urbanización Maracaibo (CVC)................................................................................... 2.43

Tabla 2.18 Resultados de la Prueba de Normalidad Shapiro – Wilks por Condición Estacional de los Parámetros de Calidad del Agua Estación Desembocadura Vereda El Salto (CVC)................................................................................................... 2.44

Tabla 2.19 Resultados de la Prueba F de Varianzas de Dos Muestras en la Estación Jardín Botánico (CVC)................................................................................................... 2.45

Tabla 2.20 Resultados de la Prueba de Mann-Whitney en la Estación Jardín Botánico (CVC)................................................................................................................................ 2.46

Tabla 2.21 Resultados de la Prueba F de Varianzas de Dos Muestras en la Estación Barrio Justicia (CVC) ..................................................................................................... 2.47

Tabla 2.22 Resultados de la Prueba de Mann-Whitney en la Estación Barrio Justicia (CVC)................................................................................................................................ 2.47

Tabla 2.23 Resultados de la Prueba F de Varianzas de Dos Muestras en la Estación Puente Nuevo (CVC)..................................................................................................... 2.48

Tabla 2.24 Resultados de la Prueba de Mann-Whitney en la Estación Puente Nuevo (CVC)................................................................................................................................ 2.49

Tabla 2.25 Resultados de la Prueba F de Varianzas de Dos Muestras en la Estación Después Urbanización Maracaibo (CVC) .................................................................. 2.50

Tabla 2.26 Resultados de la Prueba de Mann-Whitney en la Estación Después Urbanización Maracaibo (CVC)................................................................................... 2.50

Tabla 2.27 Resultados de la Prueba F de Varianzas de Dos Muestras en la Estación Desembocadura Vereda El Salto (CVC) .................................................................... 2.51

Tabla 2.28 Resultados de la Prueba de Mann-Whitney en la Estación Desembocadura Vereda El Salto (CVC)................................................................................................... 2.52

Capítulo 3 Pag. Tabla 3.1 Variable del Modelo QUAL2K ................................................................................... 3.11 Tabla 3.2 Datos de Entrada ........................................................................................................... 3.26 Capítulo 4 Pag. Tabla 4.1 Localización de las Fronteras Internas y Estaciones de Calidad del Agua en la

Red Esquematizada del Río Tulúa................................................................................. 4.4 Tabla 4.2 Abscisado de la Red de Trabajo .................................................................................... 4.5 Tabla 4.3 Datos Geográficos ........................................................................................................... 4.6

Caracterización y Modelación del Río Tuluá Capítulo 1. Introducción


1.1

1 INTRODUCCIÓN El recurso hídrico ha sido aprovechado de manera intensa por el hombre para múltiples actividades como el consumo humano, uso agrícola e industrial, generación de energía, navegación, pesca, recreación, etc. Este aprovechamiento puede generar conflictos con las funciones naturales de los ríos, como son la conducción de agua, transporte de sedimentos del cauce y materiales de erosión de la cuenca y las orillas, transporte de sustancias y desechos naturales, soporte del ecosistema acuático y terrestre, etc. A su vez, los ríos también son generadores de grandes desastres tales como inundaciones, avalanchas, contaminaciones y colapso de estructuras como compuertas, presas, diques, puentes y bocatomas. Predecir la respuesta de un río ante la intervención natural de los diferentes fenómenos que pueden ocurrir en él o de forma artificial generados por el hombre es factible en muchos casos sólo por medio de modelos matemáticos o modelos físicos a escala. En la actualidad gracias al gran avance tecnológico en el desarrollo de software, casi sin excepción, toda intervención importante en un río sólo se lleva a cabo después de un estudio previo de modelación matemática, donde se determina y evalúa los posibles efectos hidráulicos, morfológicos y ambientales, lo que permite seleccionar la alternativa que genere los beneficios deseados, sin ir en detrimento del ecosistema para las futuras generaciones. El río Tuluá, objeto del presente estudio, es el principal cauce tributario del río Cauca en términos del deterioro que presenta en la calidad del agua y su influencia sobre el río Cauca de acuerdo con CVC – Universidad del Valle (2004), quienes se basaron en tres criterios de selección basados en la priorización de la ordenación de cuencas planteada por la CVC, aporte de carga contaminante y los niveles de oxígeno disuelto reportados en la desembocadura. El tramo comprendido entre las estaciones de calidad, Jardín Botánico y Antes Desembocadura con 14359 m de longitud, corresponde a la zona de interés del presente estudio. Donde las descargas de agua residual en la zona plana del municipio de Tuluá, son los principales afluentes. Por medio de la Orden de Trabajo No. 575 del 21 de Abril de 2005, se efectuó el Proyecto de Modelación de la Calidad de las Aguas Superficiales de los Ríos Tulúa y Guadalajara, en el cual se adelantaron los estudios para la implementación de un sistema de modelación matemática. El sistema de modelación permitió el análisis y la toma de decisiones para

Caracterización y Modelación del Río Tuluá Capítulo 2. Caracterización


2.1

2 CARACTERIZACIÓN DEL RÍO TULUÁ

2.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES La cuenca hidrográfica del río Tuluá, se localiza en el suroccidente de Colombia en el centro del departamento del Valle del Cauca, está limitada por el Norte con las cuencas de los ríos Morales y Bugalagrande, por el Este con el departamento del Tolima, por el Sur con las cuencas de los ríos Amaime, Guabas, Guadalajara y San Pedro y por el Oeste con el cauce del río Cauca. El río Tuluá nace en el Parque Natural de las Hermosas, a una altura de 4100 m.s.n.m y pertenece a la vertiente de la Cordillera Central en jurisdicción de los municipios de Tuluá, Buga, San Pedro y Cerrito. La cuenca hidrográfica del río Tuluá tiene una extensión de 732 Km2 hasta la estación Mateguadua, constituyéndose en una de las cuencas más grandes tributarias del Río Cauca en el departamento del Valle del Cauca (CVC – Universidad del Valle, 2001). La longitud del cauce principal es de 49.9 Km y son tributarios los ríos Cofre, Loro y San Marcos, y las quebradas Nogales, San Antonio, Peñas, La Magdalena y San Isidro. La subcuenca más grande de la cuenca del río Tuluá es la del Río Cofre, con un área de 199 Km2 y una longitud del cauce de 24.81 Km (CVC – Universidad del Valle, 2001). La Cuenca se extiende desde el río Cauca hasta el Parque Natural Nacional Páramo de las Hermosas en la Cordillera Central, límites con el Departamento del Tolima, con alturas que van desde los 900 hasta los 4100 m.s.n.m. El 85,9% del área corresponde a la zona de ladera y el 14,1% al valle geográfico del río Cauca o zona plana (Caicedo y Medina, 2005). La cuenca esta conformada por áreas pertenecientes a los municipios de Tuluá (41,3%), Buga (45,2%), San Pedro (6,7%) y El Cerrito (6,8%). Contiene el 100% del área urbana de Tuluá y cuenta con ocho concentraciones de población considerables como son: Tres Esquinas, Aguaclara, La Marina, La Moralia, Monteloro, Santa Lucía en Tuluá, La Mesa de Ríoloro en Buga y Buenos Aires en San Pedro (Caicedo y Medina, 2005).



2.2

2.2 CLIMATOLOGÍA De acuerdo con la información disponible en la sección de Monitoreo Ambiental de la Corporación Autónoma del Valle del Cauca – CVC y Cenicaña se seleccionaron tres estaciones climatológicas representativas de la zona de estudio (Tabla 2.1).

Tabla 2.1 Resumen Estaciones Climatológicas en la Cuenca del Río Tuluá

Ubicación Estación Entidad

Latitud LongitudAltitud Registros Período

Tipo de Registro

Acueducto Tuluá CVC 4.04 76.19 1014

Precipitación Total Evaporación Total Temperatura Mínima Temperatura Media Temperatura Máxima Humedad Relativa

1967-2001 Mensual Multianual

Yotoco Cenicaña 3.52 76.2 960 Velocidad y Procedencia del Viento 1997-1999 Mensual

Multianual

Tuluá Cenicaña 4.03 76.1 960

Precipitación Media Temperatura Seca Mínima Temperatura Seca Media Temperatura Seca Máxima Oscilación de Temp. Humedad Relativa Radiación Solar

1993-2003 Mensual Multianual

2.2.1 Estadística Descriptiva de Registros Mensuales Multianuales En el Anexo 1 se presenta el resumen de la estadística descriptiva para los registros mensuales multianuales de los parámetros climatológicos existentes en la estación Acueducto Tuluá donde se muestra la media, error típico, mediana, la moda, desviación estándar, varianza, curtosis, coeficiente de asimetría, rango, mínimo, máximo y número de datos. • Precipitación Total El 16.6% de los meses, correspondientes a febrero y mayo, los registros mensuales multianuales están muy concentrados en torno a la media existiendo pocos valores extremos, comportándose como variables de tipo leptocúrticos donde la curtosis es mayor a cero; durante el mes de abril la curtosis es igual a cero, indicando una distribución para este mes tan apuntada como una distribución normal, y por lo tanto se tiene una variable mesocúrtica. El resto de los meses (75%) se presenta un comportamiento platicúrtico o curtosis menores a cero, teniendo muchos valores extremos para los meses en donde se presentan.



2.3

En cuanto a la simetría, se encontró que el 91.7% de los meses (11) se presenta un coeficiente de asimetría positivo, y la media es ligeramente mayor a la mediana, indicando un sesgo positivo o derecho, donde la mayoría de los datos son bajos existiendo pocos datos altos y los valores extremos se presentan a la derecha de la distribución. En el mes de marzo se presenta una distribución simétrica, donde los registros se concentran en torno a la media. • Evaporación Total El 75% de los meses se presentaron curtosis positivas o variables leptocúrticas, indicando que existen pocos valores extremos y los datos se encuentran muy concentrados en torno a la media; el resto del tiempo (25%) correspondiente a los meses de agosto, octubre y diciembre, la curtosis es negativa (variables platicúrticas), o sea que existen muchos valores extremos en estos meses. Durante los meses de enero, noviembre y diciembre se presenta un comportamiento simétrico, por lo que los registros se concentran en torno a la media. En los meses de febrero, abril, junio y julio se presentó una asimetría positiva, en donde los valores extremos se presentan a la derecha de la distribución, por lo tanto la mayoría de los datos son bajos y pocos datos son altos. En el resto de los meses (marzo, mayo, agosto, septiembre y octubre) la asimetría es negativa, donde la mediana es mayor a la media distribuyéndose los datos a la derecha y presentándose los valores extremos a la izquierda de la distribución. • Temperatura Mínima, Media y Máxima Curtosis Se presenta un 66.7 y un 91.7% del tiempo para la temperatura mínima y media respectivamente, un comportamiento platicúrtico donde la curtosis es negativa y por lo tanto se tienen muchos valores extremos para los meses en donde se presentan. En el mes de septiembre para la temperatura media y en los meses de abril, mayo, julio y diciembre en el caso de la temperatura mínima se presenta un comportamiento leptocúrtico o curtosis positiva. La curtosis en el caso de la temperatura máxima presenta un mayor porcentaje del tiempo valores positivos, y en los meses de julio, agosto y septiembre una curtosis negativa (Tabla 2.2).

Tabla 2.2 Resumen de la Curtosis para la Temperatura Mínima, Media y Máxima en la Estación Acueducto Tuluá (CVC)

Curtosis Temperatura Leptocúrtica

(%) Mesocúrtica

(%) Platicúrtica

(%) Mínima 33.3 0 66.7 Media 8.3 0 91.7 Máxima 75.0 0 25.0



2.4

Coeficiente de Asimetría El coeficiente de asimetría para la temperatura mínima indica que el 58.3% de los meses se presenta valores extremos mínimos, mientras que el 75% de los meses para la temperatura máxima se presentan valores extremos máximos o a la derecha de la distribución (Tabla 2.3). Tabla 2.3 Resumen de la Simetría para la Temperatura Mínima, Media y Máxima en

la Estación Acueducto Tuluá (CVC)

Asimetría Temperatura Positiva

(%) Simétrica

(%) Negativa

(%) Mínima 41.7 0.0 58.3 Media 58.3 16.7 25.0 Máxima 75.0 0.0 25.0

La temperatura media presenta una distribución variable de los datos durante el año. Durante los meses de julio, noviembre y diciembre (25%) se presentan valores altos pero extremos, mientras que el 16.7% de los meses (mayo y octubre) se presenta una concentración de los datos alrededor de la media; y el resto del tiempo (58.3%) se presentan valores bajos y pocos valores altos pero extremos. La temperatura mínima, media y máxima presenta una variación pequeña, que se ve reflejada en su coeficiente de variación donde se observan valores menores a 10 para los diferentes meses en cada uno de estos parámetros. • Humedad Relativa Durante los meses de febrero, septiembre y octubre se presenta una curtosis positiva o leptocurtosis, es decir, que la distribución de los datos es más apuntada que una distribución normal, y por lo tanto los valores de la variable están muy concentrados en torno a su media y hay pocos valores extremos. El resto de los meses (75%) se presenta una curtosis negativa o platicurtosis, la forma de la distribución es menos apuntada que la normal por lo que se evidencia muchos valores extremos. En el mes de octubre se presenta una asimetría negativa, o una concentración de los registros a la derecha de la media y los valores extremos se concentran a la izquierda; en el mes de septiembre los registros se concentran alrededor de la media, mientras el resto de los meses se presenta una simetría derecha o positiva, presentándose pocos valores altos pero extremos y la mayoría de los datos son bajos o se presentan al izquierda de la media.



2.5

2.2.2 Diferencias Estacionales • Pruebas de Normalidad De acuerdo con la Tabla 2.4 y las Figuras 2.1 y 2.2, se encontró que los registros de evaporación total y humedad relativa para ambas condiciones estacionales, y la temperatura media para la condición de verano proceden de una población de tipo normal, puesto que el nivel de significancia es mayor a 0.05 y los registros se concentran en torno a los datos esperados para una población normal en los gráficos Q-Q.

Tabla 2.4 Resultado Prueba de Kolmogorov – Smirnov para los Parámetros de Precipitación y Evaporación Total, Humedad Relativa, y Temperatura Mínima,

Media y Máxima de la Estación Acueducto Tuluá (CVC)

Verano Invierno Parámetro Estadístico Significancia Normalidad Estadístico Significancia Normalidad

Precipitación Total 0.086 0.000 No 0.161 0.00 No Evaporación Total 0.047 0.200 Si 0.049 0.200 Si Humedad Relativa 0.069 0.033 Si 0.081 0.006 Si Temp. Mínima 0.114 0.000 No 0.148 0.000 No Temp. Media 0.044 0.200 Si 0.062 0.000 No Temp. Máxima 0.121 0.000 No 0.147 0.000 No Para determinar si existen diferencias estacionales o no para cada uno de los parámetros climáticos evaluados, se realizó pruebas paramétricas y no paramétricas dependiendo de si procedían una población normal o no. En el caso de las pruebas paramétricas se uso la Prueba t Combinada para Dos Muestras para Varianzas Iguales y Diferentes dependiendo cual fuera el caso. Para las estadísticas no paramétricas se uso la Prueba de U de Mann-Whitney con un nivel de significancia (α) en ambos casos de 0.05 • Pruebas Paramétricas y No Paramétricas En las Tablas 2.5 y 2.6 se presentan los resultados de las pruebas estadísticas paramétricas y no paramétricas respectivamente, para establecer si existían diferencias en las condiciones estacionales de verano e invierno. La evaporación y la temperatura mínima y máxima presentan diferencias en las condiciones estacionales, mientras que la precipitación total, temperatura media y la humedad relativa no presentan diferencias significativas en las condiciones de verano e invierno, que como se puede observar en las tablas ni las medianas ni las medias por condición estacional difieren significativamente.



2.6

a) Precipitación Total

b) Evaporación Total

c) Humedad Relativa

Figura 2.1 Gráficos Q-Q de Normalidad por Condición Estacional de los Registros de Precipitación Total, Evaporación Total y Humedad Relativa Mensual

Multianual en la Estación Acueducto Tuluá (CVC)

Verano

Valor observado

3002001000-100

Val

or N

orm

al e

sper

ado

300

200

100

0

-100

Invierno

Valor observado

200010000-1000

Val

or N

orm

al e

sper

ado

500

400

300

200

100

0

-100

-200

Verano

Valor observado

180160140120100806040

Nor

mal

esp

erad

o

3

2

1

0

-1

-2

-3

Invierno

Valor observado

180160140120100806040

Nor

mal

esp

erad

o

3

2

1

0

-1

-2

-3

Verano

Valor observado

10090807060

Nor

mal

esp

erad

o

3

2

1

0

-1

-2

-3

Invierno

Valor observado

10090807060

Nor

mal

esp

erad

o

3

2

1

0

-1

-2

-3



2.7

a) Temperatura Mínima

b) Temperatura Media

c) Temperatura Máxima

Figura 2.2 Gráficos Q-Q de Normalidad por Condición Estacional de los Registros de Temperatura Mínima, Media y Máxima Mensual Multianual en la Estación

Acueducto Tuluá (CVC)

Verano

Valor observado

4038363432302826

Nor

mal

esp

erad

o

3

2

1

0

-1

-2

-3

Invierno

Valor observado

4038363432302826

Nor

mal

esp

erad

o

3

2

1

0

-1

-2

-3

Verano

Valor observado

2120191817161514

Nor

mal

esp

erad

o3

2

1

0

-1

-2

-3

Invierno

Valor observado

20191817161514

Nor

mal

esp

erad

o

3

2

1

0

-1

-2

-3

Verano

Valor observado

2827262524232221

Nor

mal

esp

erad

o

3

2

1

0

-1

-2

-3

Invierno

Valor observado

292827262524232221

Nor

mal

esp

erad

o

3

2

1

0

-1

-2

-3



2.8

Tabla 2.5 Resultados de la Prueba F de Varianzas de Dos Muestras para Establecer Diferencias Significativas entre las Condiciones Estacionales de Verano e Invierno de

los Registros de Evaporación Total y Humedad Relativa Estación: Acueducto Tuluá (CVC)

Varianza Medias

Parámetro Ver1 Inv

Fcal Ftabla Relación Igualdad

de Varianza Ver Inv

tcal t tabla Relación Igualdad

de Medias

Evaporación Total 438,5 447,4 0.980 0.801 Fcal>Ftab No 108.3 105.3 1.502 1.648 tcal<t tablas Si

Humedad Relativa 50.83 35.89 1.420 1.280 Fcal>Ftab No 78.8 80.78 2.856 1.649 tcal>ttablas No

Tabla 2.6 Resultados de la Prueba de Mann-Whitney para establecer Diferencias Significativas entre las Condiciones Estacionales de Verano e Invierno de la

Precipitación y Temperatura Mínima, Media y Máxima Estación: Acueducto Tuluá (CVC)

Mediana

Parámetro Verano Invierno

Nivel de Significancia

(p) Relación

Igualdad de

Medianas Precipitación Total 69.0 127.5 0.000 p < α No Temperatura Mínima 17.0 17.0 0.350 p > α Si Temperatura Media 24.2 23.95 0.003 p < α No Temperatura Máxima 32.9 32.5 0.178 p > α Si

2.2.3 Temperatura La temperatura promedio mensual multianual es de 23°C, el promedio mensual multianual máxima asciende a 29.4°C. y el promedio mensual multianual mínima es 18.7°C. Las temperaturas mínimas oscilan entre 18.3 y 19.1°C, mientras que las temperaturas máximas se encuentran del orden de 28.7 a 30.1°C tomando como base la estación climatológica de Tuluá de la red Metereológica Automatizada de Cenicaña (Figura 2.3). En la estación Acueducto Tuluá, monitoreada por la CVC, se presenta valores extremos en cuanto a las temperaturas máximas y mínimas con respecto a la estación Tuluá de Cenicaña. La temperatura promedio, máxima y mínima anual multianual son de 24.1, 32.8 y 16.9°C respectivamente. Las tendencias de variación que presentan en promedio las temperaturas máximas, medias y mínimas mensuales multianuales, pueden considerarse uniformes durante todo el año. 1 Ver = Condición Estacional de Verano; Inv = Condición Estacional de Invierno



2.9

Figura 2.3 Temperatura Promedio Mensual Multianual

2.2.4 Humedad Relativa Los valores promedios mensual multianual de la humedad relativa para las estaciones de Tuluá (Cenicaña) y Acueducto Tuluá (CVC) son de 84 y 79.8% respectivamente (Figura 2.4). Mayo se destaca como el mes en el cual la humedad relativa presentó los valores más altos del año, y los menores valores de humedad relativa tuvieron lugar en el mes de agosto en ambas estaciones.

Figura 2.4 Humedad Relativa Promedio Mensual Multianual

15

20

25

30

35

40

45

Ene Feb Ma Abr Ma Jun Jul Ag Sep Oct No Dic

Tiempo (Meses)

Tem

pera

tura

(°C

)

Estación Tuluá Es tación Acued ucto TuluáCenicaña CVCMáxima MáximaPromed io Promed ioMínimo Mínimo

50

60

70

80

90

100

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

Tiempo (Meses)

Hum

edad

Rel

ativ

a (%

)

Estación Tuluá Estación Acueducto Tuluá



2.10

2.2.5 Precipitación y Evapotranspiración Total El régimen de lluvias se encuentra influenciado por las corrientes de aire húmedo que entran a la cuenca por el Norte y por el Sur, encontrando barreras montañosas que provocan su precipitación antes de llegar a la zona central de la cuenca. En el sector del Crucero Nogales, Los Bancos y La Playa del Buey se forma un núcleo subhúmedo en el que circula una corriente de aire húmedo proveniente de la zona plana (CVC – Universidad del Valle, 2001). La zona de estudio presenta un régimen bimodal, caracterizado por dos períodos lluviosos (Marzo – Abril - Mayo y Septiembre - Octubre – Noviembre) y dos períodos secos (Diciembre - Enero – Febrero y Junio – Julio – Agosto). Tomando como referencia la estación Tuluá de Cenicaña, esta zona se presenta un promedio multianual de precipitación de 1134 mm. El mes de abril corresponde al mes más lluvioso durante los períodos evaluados (143 mm), mientras que julio corresponde al mes más seco (35 mm) para el mismo período. En cuanto a la evapotranspiración para el período 1993 – 2003, se presentan en esta zona un promedio multianual de 1919 mm, excediendo el valor de precipitación histórico (Figura 2.5).

Figura 2.5 Precipitación y Evapotranspiración Total Promedio Mensual Multianual

Estación: Tuluá (Cenicaña) Período: 1993 - 2003

2.2.6 Radiación Solar A nivel anual multianual el valor promedio de la radiación solar registrado en la estación Tuluá de la red metereológica de Cenicaña es de 462.3 cal/cm2 d, mientras que su valor máximo y mínimo corresponden a 481 y 430 cal/cm2 d (Figura 2.6).

0

30

60

90

120

150

180


Pre

cipi

taci

ón T

otal

(m

m)

100

125

150

175

200

Eva

potr

ansp

irac

ión

Tot

al

(mm

)Precipitación Evapotranspiración



2.11

Figura 2.6 Radiación Solar Promedio Mensual Multianual Estación: Tuluá (Cenicaña) Período: 1993 - 2003

2.2.7 Vientos El flujo general del aire sobre la superficie de la tierra se produce por sistemas de presión a gran escala. La fuerza y la dirección del viento en cualquier punto están determinadas por la posición, intensidad y movimiento de estos sistemas. De acuerdo con la Figura 2.7, en la estación Yotoco de Cenicaña, el viento no tiene una procedencia predominante claramente definida; por el contrario, el viento puede proceder de cualquier orientación, presentándose un rango de frecuencia entre el 5 y el 9%, siendo la dirección SE la de mayor frecuencia (9%), mientras que las direcciones WNW y SW son las direcciones de menor frecuencia de procedencia (4%) (Hernández-López, 2005). La velocidad promedio durante el período 1997 – 1999 fue de 6.9 kph, presentándose valores máximos y mínimos de 15.2 y 3.4 kph a las 18 y 7 horas respectivamente. 2.2.8 Zonas de Vida Según Holdridge (1978) son áreas definidas por parámetros de precipitación (isoyetas), elevación (curvas de nivel) y temperatura (isotermas). La combinación de estos factores define ciertos rangos en donde pueden existir formaciones vegetales particulares, definidas en categorías. En la cuenca del río Tuluá se tienen zonas de vida que van desde el piso tropical hasta el subandino (Tabla 2.7).

400

415

430

445

460

475

490


Rad

sol

ar (

cal/

cm2 d

)



2.12

Figura 2.7 Rosa de Vientos Estación: Yotoco (Cenicaña) Período: 1997 – 1999

Tabla 2.7 Áreas de las Zonas de vida en la Cuenca del Río Tuluá (Caicedo y Medina, 2005).

ZONAS DE VIDA AREA (ha)

%

BOSQUE SECO TROPICAL (BS – T) 11307.3 12.4

Bosque seco premontano (bs – PM) 3089.1 3.4 Bosque seco montano bajo (bs – MB) 2559.2 2.8 Bosque húmedo premontano (bh – PM) 11058.2 12.1 Bosque húmedo montano bajo (bh – MB) 24527.7 26.8 Bosque húmedo montano (bh – M) 15323.8 16.7 Bosque muy húmedo montano bajo (bmh – MB) 613.2 0.7 Bosque muy húmedo montano (bmh – M) 18308.3 20.0 Bosque muy húmedo subandino (bmh – SA) 4698.6 5.1 Total 91485.5 100.0

0

5

10

15

20N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSE

S

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW

FREC. (%)



2.13

2.3 SUELOS 2.3.1 Uso Actual del Suelo El uso actual del suelo comprende las coberturas vegetales establecidas en el suelo o existentes en él y el manejo que se pueda dar a la misma en un momento dado. A lo largo de la cuenca del río Tuluá se presentan diversas actividades basadas en el uso del suelo, las cuales influencian las condiciones medioambientales de la zona y la calidad del recurso hídrico. En esta cuenca se han considerado 6 tipos de cobertura vegetal: vegetación natural, áreas cultivadas, cuerpos de agua, asentamientos, infraestructura industrial, y tierras eriales, los cuales están asociados con los siguientes usos del suelo: protección, agrícola, ganadería, vivienda, industria y extractivo como se muestra en la Tabla 2.8

Tabla 2.8 Cobertura y Uso Actual del Suelo

Tipo de Cobertura Uso Estructura Área de

Extensión (Ha)Porcentaje

(%) Vegetación de Páramo 14191.7 15.51Bosque Natural 13041.4 14.26Bosque de Guadua 22.9 0.02

Protección

Rastrojo 14117.0 15.43Bosque Plantado 95.2 0.10Caña 7907.6 8.64

Vegetación Natural

Protección Agrícola Cultivos Permanentes

(cacao, plátano, etc) 54.6 0.06

Cultivos Transitorios (soya, maíz, sorgo, algodón, etc)

2853.1 3.12

Café 829.5 0.91Agrícola

Árboles Frutales 89.0 0.10

Áreas Cultivadas

Ganadería Pastos Cultivados y Naturales 37026.6 40.47

Cuerpos de Agua Protección Lagos, Lagunas, Masreviejas 142.4 0.16

Asentamientoa Vivienda Zonas Urbanas 1028.2 1.13Infraestructura Industrial

Industria y comercio Infraestructura 81.3 0.09

Tierras Eriales Carcava Las Azules 4.9 0.01

Total 91485.5 100

Nota: Modificado de Caicedo y Medina (2005). De acuerdo con Caicedo y Medina (2005), el uso predominante en la cuenca del río Tuluá es la ganadería extensiva (40.5%), la cual es practicada desde la zona plana hasta las partes más



2.14

altas de la cuenca, donde algunas de estas áreas forman parte de las zonas de reservas. El 29,7% del área de la cuenca corresponde a coberturas de bosques naturales (BN) en diferentes estados de sucesión incluyendo los bosques de guadua (BG) y rastrojos (RA), los cuales se encuentran ubicados hacia las áreas de mayores pendientes y son explotados básicamente para la extracción de leña, estacones y varas, localizados especialmente en pequeñas franjas repartidas en toda la cuenca. El uso predominante en la zona plana corresponde a uso agrícola intensivo con alto grado de mecanización basado en la explotación de la caña de azúcar (8,6 %) y algunos cultivos temporales (3.2%) como sorgo, maíz, soya, piña, y algodón entre otros. Mientras que las plantaciones forestales son muy escasas y se lleva a cabo en áreas muy pequeñas (<100 ha) (Caicedo y Medina, 2005). 2.3.2 Uso Potencial del Suelo Caicedo y Medina (2005) evaluaron el uso potencial del suelo de la cuenca del río Tuluá dividiéndola en zona de ladera y plana. En la zona de ladera aplicaron la metodología utilizada en la CVC, que consiste en organizar el suelos en cuatro grandes grupos de uso: Tierras cultivables (C1 a C4), Tierras para pastoreo (P), Tierras para recuperación (AF) y Tierras forestales (F1, F2, F3) y Reservas Naturales o Parques Nacionales (R), los cuales están determinados por la pendiente, erosión, profundidad efectiva y susceptibilidad a la erosión. Para esta zona se encontró que los posibles usos potenciales tienden a ubicarse en las categorías que son menos agresivas con el recurso suelo como son: áreas para protección (F3) (45%), bosques productores (F1) (5.4%), bosques productores protectores (F2) (10.9%) y Parque Nacional (R) (11.4 %). También se tienen algunas áreas a recuperar (AF) por presentar problemas graves de erosión (7,2%) sobre todo en ubicadas en la zona de colinas de piedemonte debido a la sobre explotación del suelo con ganadería extensiva. En menor proporción es posible adelantar algunos de los tipos de agricultura pero condicionadas a prácticas muy estrictas de manejo de suelos como los cultivos semilimpios (C2), cultivos densos (C3) y cultivos en multiestrato (C4). En cuanto al pastoreo se puede apreciar que es una actividad poco recomendada debido a que menos del 1% del área es apta para este uso (Tabla 2.9). La zona plana fue evaluada con base en la aptitud del suelo por medio de la clasificación agrológica, que consiste en agrupar diferentes suelos en unidades que permitan dar recomendaciones para su manejo y uso adecuados. Las clases agrológicas son ocho y se designan con números romanos.



2.15

Tabla 2.9 Uso Potencial del Suelo en la Zona de Ladera de la Cuenca del Río Tuluá

Uso Potencial Área (Ha)

Porcentaje (%)

Áreas a Recuperar (AF) 7775.6 7.2 Cultivos Semilimpios (C2) 522.3 0.5 Cultivos Densos (C3) 243.0 0.2 Cultivos en Multiestratos (C4) 3864.4 3.6 Bosques Productores (F1) 5856.6 5.4 Bosques Productores – Protectores (F2) 11810.7 10.9 Áreas Protectoras (F3) 48547.3 45.0 PNN Páramo de las Hermosas 12319.6 11.4 Áreas de Pastoreo (P) 992.5 0.9 Nota: Modificado de Caicedo y Medina (2005)

Estas clases pueden ir acompañadas de letras en minúsculas o subclases que describen el tipo de limitaciones que presenta el suelo. Las subclases encontradas en esta zona son: e: Susceptibilidad a la erosión o erosión presente. h: Exceso de humedad dentro del perfil, encharcamientos e inundaciones. s: Inconvenientes físicos o químicos para el normal desarrollo radicular. En la Tabla 2.10 se presenta el grupo la clasificación agrológica y sus características en la cuenca del río Tuluá.

Tabla 2.10 Uso Potencial del Suelo en la Zona Plana de la Cuenca del Río Tuluá

Clase Agrológica

Área (Ha)

Porcentaje (%)

Características

I 776.1 0.7 Suelos que no poseen limitaciones de uso, o son muy pocas.

IIs 1672.1 1.6 Suelos con algunas limitaciones para su uso por lo cual requieren de unas mínimas prácticas de conservación.

IIIs 6040.2 5.6 Suelos con limitaciones que reducen el número de cultivos agronómicos propios de la zona.

IVsh 1023.2 1.0 IVes 745.2 0.7 IVs 1291.5 1.2

Suelos con bastantes limitaciones que hacen disminuir la elección de cultivos a muy pocos.

Vh 431.3 0.4 Vs 2255.0 2.1 Vsh 350.3 0.3

Todos aquellos cultivos que mediante inversiones fuertes de capital se pueden mejorar y pasar a una clase con menores limitaciones.

Zonas Urbanas (ZU) y Aeropuerto

1450.1 1.4



2.16

2.4 HIDROLOGÍA El estudio hidrológico está enfocado hacia el comportamiento de los diferentes niveles hidrométricos y caudales más representativos del río Tuluá en las estaciones hidrográficas Mateguadua y La Rafaela. 2.4.1 Estación Mateguadua • Relación Nivel-Caudal La relación nivel de agua-caudal se usa para convertir los registros de niveles de agua en caudales. En la Figura 2.8 se presenta la curva de calibración Nivel-Caudal vigente para esta estación y las regresiones calculadas con base en la información suministrada por CVC.

Figura 2.8 Curva de Calibración Nivel – Caudal Estación: Mateguadua (CVC) Vigente desde: 01/08/2001

• Histograma de Caudales Medios Mensuales Multianuales Con base en la información disponible de los caudales mensuales medios se calcularon los caudales medios mensuales multianuales (Figura 2.9). Se aprecia una distribución bimodal de caudales con períodos húmedos en el segundo y cuarto trimestres (Abril-Mayo-Junio y Octubre-Noviembre-Diciembre) y períodos secos en el primer y tercer trimestres (Enero-Febrero-Marzo y Julio-Agosto-Septiembre). El máximo caudal (22.4 m3/s) ocurre en el mes de Noviembre y el mínimo caudal (8.52 m3/s) se presenta en el mes de Septiembre.

Q = 8.7263h2 + 22.649h - 23.663

0

20

40

60

80

100

120

140

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

Nivel de Mira h (m)

Cau

dal Q

(m3 /s

)



2.17

Figura 2.9 Histograma de Caudales Medios Mensuales Multianuales (Estación Mateguadua-CVC) y Precipitación Media Mensual Multianual

(Estación Tuluá-Cenicaña) Período: 1987 - 2005

• Variación Anual de Caudales y Niveles Máximos, Medios y Mínimos Anuales En la Figura 2.10 y 2.11 se presentan las curvas de variación anual de caudales y niveles máximos, medios y mínimos en la estación hidrográfica de Mateguadua. Los valores promedio de caudales máximos, medios y mínimos son de 28.5, 15.3 y 7.5 m3/s respectivamente y donde los valores promedios anuales de niveles máximos, medios y mínimos son de 1097.47, 1097.28 y 1097.13 m respectivamente.

Figura 2.10 Caudales Máximos, Medios y Mínimos Anuales Estación: Mateguadua (CVC) Período: 1945 - 2005

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Tiempo (Años)

Cau

dal

(m³/s

)

Caudal Máximo Caudal Medio Caudal Mínimo

0

3

6

9

12

15

18

21

24


0

30

60

90

120

150

180

Caudal Precipitación Total



2.18

Figura 2.11 Niveles Máximos, Medios y Mínimos Anuales Estación: Mateguadua (CVC) Período: 1987 – 2005

• Curva de Duración de Caudales y Niveles En la Figura 2.12 se presenta la curva de duración de caudales y niveles, donde se relacionan caudales y medios del río, ordenados por su magnitud, contra la frecuencia de ocurrencia del evento en términos del porcentaje total.

Figura 2.12 Curvas de Duración de Caudales y Niveles de Agua Diarios Estación: Mateguadua (CVC) Período: 1987 - 2005

1096.0

1096.5

1097.0

1097.5

1098.0

1098.5

1099.0

1099.5

1100.0

1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007

Tiempo (Años)

Niv

el (m

snm

)

Nivel Máximo Nivel Medio Nivel Mínimo

1

10

100

0 25 50 75 100Porcentaje de Tiempo en que un

Caudal es Igualado o Excedido (%)

Cau

dal D

iari

o (m

³/s)

0.1

1

10

0 25 50 75 100Porcentaje de Tiempo en que un Nivel es Igualado o Excedido (%)

Niv

el D

iari

o (m

)



2.19

El 90% del tiempo, es decir, durante 329 días al año en promedio, el caudal en el río Tuluá a la altura de la estación Mateguadua es inferior a 6 m3/s; el 75% del tiempo, es decir, durante 274 días al año en promedio, el caudal es inferior a 8 m3/s. El 50% del tiempo, es decir, 182 días al año en promedio, el caudal diario es inferior a 12.1 m3/s. Mientras que el 25% del tiempo (91 días al año), el caudal es inferior a 18.4 m3/s; y el 10 del tiempo (36 días al año), el caudal es inferior a 27.2 m3/s. 2.4.2 Estación La Rafaela La estación La Rafaela fue puesta en funcionamiento en el año de 1998. Desde su instalación hasta la fecha existen 2 registros de secciones transversales (Figura 2.13), 12 aforos (Tabla 2.11) y datos de niveles a partir del año 2004. En la Figura 2.14 se presentan las curvas de Nivel – Caudal generadas a partir de la información existente y por medio del método de Manning para extender la curva de calibración a niveles más altos.

Figura 2.13 Sección Transversal Estación: La Rafaela (CVC)

2.5 USOS DEL AGUA Las aguas derivadas del río Tuluá, se emplean para satisfacer la demanda de agua del acueducto del municipio de Tulúa y el riego de cultivos de caña de azúcar, pastos y abrevaderos de animales principalmente.

926

927

928

929

930

931

932

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Abscisa (m)

Cot

a (m

.s.n

.m.)

Feb 23/01 Oct 17/02



2.20

Tabla 2.11 Registros de Aforos Estación: La Rafaela (CVC) (1998 – 2005)

Número Fecha Nivel (m)

Caudal (m3/s)

1 Julio 7 / 99 --- 12,504 2 Sep 28 / 99 1,72 32,22 3 Oct 21 / 99 --- 10,257 4 Ene 26 / 00 2,17 21,812 5 May 17 / 00 1,89 24,71 6 Jun 23 / 00 1,60 18,744 7 Jul 18 / 00 1,38 9,078 8 Oct 20 / 00 1,17 4,445 9 Feb 26 / 02 0,88 2,824 10 Oct 17 / 02 0,75 1,527 11 Nov 29 / 02 0,75 1,76 12 Oct 22 / 03 0,97 13,15

Figura 2.14 Curvas Nivel – Caudal Estación: La Rafaela (CVC)

De acuerdo con CVC (1999), la zona media de la cuenca del río Tuluá, la cual está localizada por encima de la cota 1050 m.s.n.m, no presenta conflictos por el uso del agua y corresponde al área de la cuenca productora. En la zona media el uso del recurso corresponde a abastecimiento para consumo humano. Mientras que la zona plana que se encuentra localizada por debajo de la cota 1050 m.s.n.m, tiene la mayor demanda y consumo del recurso, y es en esta zona donde se presentan conflictos por el uso del recurso y en especial el sector agrícola.

Q = 3,7272 h3,1831

R2 = 0,999

Q = 3,6463 h3,2204

R2 = 0,9988

-30

0

30

60

90

120

150

180

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Nivel de Mira, H (m)

Cau

dal (

m3 /s)

Oct 17 / 02 Feb 26 /01



2.21

Para el aprovechamiento del agua en este río, actualmente existen 3 derivaciones. La derivación 1 corresponde al abastecimiento para consumo humano por medio de la Planta de Tratamiento El Rumor mediante una captación de tipo lateral construida a lo ancho del cauce, localizada en la margen izquierda frente al Jardín Botánico de la Secretaria de Agricultura del Valle; en las coordenadas IGAC 937.336 N - 1’100.740 E (Foto 2.1). El caudal disponible para distribución de acuerdo con la Reglamentación del río Tuluá (CVC, 2003) es de 4000 l/s, 2500 l/s regresan al río Tuluá después de haber sido utilizada en la generación de energía; y el restante (1500 l/s), atraviesa el río por medio de un sifón, en el que están incluidos los 500 l/s que deben ser trasvasados a la quebrada La Rivera para que a través de este cauce lleguen al río Morales, formado parte del caudal base de distribución en la zona baja de este río.

Foto 2.1 . Derivación 1: Bocatoma Planta El Rumor (Junio 2/2005)

La segunda derivación, corresponde a Acequia Grande localizada en la margen izquierda del río Tuluá en el predio “El Rumor” en las coordenadas IGAC 940.671,776 N – 1’098.656,162 E. Esta derivación posee una captación de tipo lateral y abastece de agua al Ingenio San Carlos y Levapan, por medio de dos compuertas (Foto 2.2). La derivación 3 es denominada acequia La Rafaela y se localiza sobre la margen izquierda del río en el predio “Thailandia” en las coordenadas IGAC 946.577,995 N - 1’096.829,179 E. No posee obra y la captación se realiza de manera frontal por medio de un trincho con material del río para poder conducir el agua hacia un canal en tierra (Foto 2.3).



2.22

a) Bocatoma b) Canales de Conducción

Foto 2.2 Derivación 2: Acequia Grande (Junio 2/2005)

Foto 2.3 Derivación 3: Acequia La Rafaela (CVC, 2003)

De acuerdo con CVC – Universidad del Valle (2005), el principal uso del agua del río Tuluá corresponde a uso agrícola con un 88.8% (5936 l/s) del caudal total asignado, seguido por el abastecimiento para consumo humano el cual presenta el 10.5% (707 l/s) y la industria con un 0.6% (39 l/s). Además el río es empleado para actividades recreativas por los habitantes de los sectores cercanos al río. Según la Resolución No. SGA 006 del 17 de Enero 2003 de la CVC, por la cual se reglamenta el uso del agua en el río Tuluá, las aguas derivadas de este río se emplean principalmente para satisfacer la demanda del agua del acueducto de Tuluá y el riego de cultivos de caña de

Ingenio San Carlos Levapan



2.23

azúcar, semestrales, pastos y abrevaderos de animales, por medio de una red de distribución que consta de tres derivaciones principales (Acequia Planta El Rumor, Acequia Grande, y acequia La Rafaela) y seis derivaciones por tramo directos del río (Figura 2.15 y 2.16).

Figura 2.15 Localización de la Zona Reglamentada del Río Tuluá (CVC, 2003).

2.6 CALIDAD DEL AGUA En la parte alta de la cuenca del río Tuluá, se drenan las aguas residuales de 12 veredas y 8 corregimientos del municipio de Buga por una serie de quebradas afluentes al río Loro, que a su vez drenan al río Tuluá. En esta parte de la cuenca también se drenan las aguas mieles de beneficiaderos de café al río Tuluá.



2.24

Figura 2.16 Distribución de Caudales del Río Tuluá (CVC, 2003)

En la parte baja de la cuenca, el río Tuluá atraviesa la cabecera municipal de Tuluá, por lo que recibe las descargas de aguas residuales domésticas, industriales y agropecuarias provenientes de la cabecera municipal de Tuluá. Las aguas residuales domésticas son combinadas con las industriales, puesto que industrias como la Compañía Nacional de Levadura Levapan y la Productora de Jugos S.A., se encuentran localizadas dentro de la cabecera municipal, cuyas aguas son vertidas al río Tuluá por medio del alcantarillado municipal.

Qec

ológ

ico

= 85

0 l/s

Río Cauca

Derivación 1

Derivación 2

Qderivado en este tramo : 42 lps

Derivación 3



Acequia Planta El Rumor Qdisponible: 4000 l/s

Regresan al río 2700 l/s

Acequia Grande Qdisponible: 5350 l/s



Acequia La Rafaela Qdisponible: 360 l/s



Q disponible: 8200 lps



2.25

Las aguas residuales domésticas e industriales provenientes de la cabecera municipal son colectadas por el alcantarillado combinado, para posteriormente ser vertido al río Tuluá en diferentes lugares en su recorrido al atravesar la ciudad de Tuluá (Foto 2.4).

a) Colector del Barrio Portales del Río (Tuluá)

b) Aguas Residuales Barrio Fátima c) Aguas Residuales Barrio Portales del Río

Foto 2.4 Descargas de Aguas Residuales Domésticas e Industriales al Río Tuluá

En la Tabla 2.12 y la Figura 2.17 se presenta un listado de las estaciones de calidad implementadas por la CVC y los vertimientos localizados en el tramo Jardín Botánico – Desembocadura Vereda El Salto o Puente Papayal sobre el río Tuluá.

río Tuluá

río Tuluá río Tuluá

río Tuluá



2.26

Tabla 2.12 Georeferenciación Estaciones de Calidad y Vertimientos sobre el Río Tuluá

Estación Vertimiento Derivación Coordenadas

Nº Nombre Nº Descripción Nº Descripción N W Observaciones

1 Jardín Botánico --- --- --- --- 939257.65 1.100005.83 --- --- --- --- --- 1 Planta el Rumor 937.336 1.100.740 ---

--- --- --- --- 2 Acequia Grande Abastece al Ingenio San Carlos y Levapan

--- --- 1 Aguas residuales del barrio la Rivera y la escuela Simón Bolívar

--- --- 04º04´17.5” 76º11´41.7” Margen derecha. Barrio Fátima

--- --- 2 Aguas Residuales del barrio Fátima --- --- 04º04´46.6” 76º11´42.8” Margen derecha. Barrio

Fátima (Cll 32 con Cra 50)

--- --- 3 Aguas residuales del barrio La Victoria --- --- 04º04´43.9 76º11´42.7”

Margen derecha. En el puente del Club Colonial. Cra 29 con Cll 28

--- --- 4 Aguas residuales sin información del barrio proveniente

--- --- 04º05´05.9” 76º11´42.2”

Margen derecha. En el puente Blanco y el Parque del Comercio. Cll 30 con Cra 26. Barrio La Rivera.


--- --- 04º05´12.5” 76º11´41.8”

Margen izquierda. Al pie del Cuerpo de Bomberos. Cll 24 con Cra 27. Barrio Villanueva.

2 Barrio Justicia -- --- --- --- 944.626 1.097.891 ---


--- --- 04º05´40.5” 76º11´44.4”

Margen izquierda. 200 m después de la estación anterior. Barrio La Trinidad..


--- --- 04º05´44.4” 76º11´47.7” Margen izquierda. Barrio La Graciela

3 Puente Nuevo --- --- --- --- 975.427 1.097.775 ---

--- --- 8

Aguas residuales domésticas e industriales, sin información del barrio proveniente

--- --- 04º06´09.4” 76º11´50.2”

Margen izquierda. 30 m después de Puente Nuevo en el barrio Portales del Río.


--- --- 04º06´17.3” 76º11´51.3” Margen derecha. Barrio El Paraíso.


--- --- 04º06´20.5” 76º11´56.8” Margen izquierda. Barrio Portales del Río.

--- --- --- --- 3 Acequia El Cairo 945.848 1.097.588 ---

--- --- 11 Colector del aguas residuales --- --- 04º06´41.0” 76º11´18.7” Margen izquierda. Barrio

Bosques de Maracaibo. --- --- --- --- 4 Acequia La Rafaela 945.848 1.097.588 ---

4 Después Urbanización Maracaibo

--- --- --- --- 946.591 1.096.831 ---

5 Puente Papayal --- --- --- --- 948762 1.095.418 ---



2.27

DESPUÉS URBANIZACIÓN MARACAIBO

PUENTE NUEVO

BARRIO JUSTICIA

JARDÍN BOTÁNICODerivación 1 Acueducto

El Rumor

Aguas Residuales Barrio La Trinidad

Aguas Residuales Barrio Portales del Río + Levapan

Aguas Residuales Barrio Portales del Río

Aguas Residuales Barrio Bosques de Maracaibo

PUENTE PAPAYAL

Ingenio San Carlos

Levapan

Aguas Residuales Barrio Fátima

Aguas Residuales Barrio Fátima II

Aguas Residuales Barrio La Victoria

Aguas Residuales Barrio La Rivera

Aguas Residuales Barrio Villanueva

Aguas Residuales Barrio La Graciela

Aguas Residuales Barrio ?Q = 6 l/s

Derivación 4 Acequia La Rafaela

Derivación 2Acequia Grande

Sobrante Planta El Rumor

CONVENCIONES

Extracciones de AguaEstaciones de CalidadDescargas Contaminantes



2.28

Figura 2.17 Esquema de Estaciones de Calidad y Vertimientos sobre el Río Tuluá

Los parámetros críticos identificados por CVC - Universidad del Valle (2005) para los diferentes usos del agua en la cuenca del río Tulúa (agrícola, abastecimiento para consumo humano y recreación) son oxígeno disuelto, DBO5, DQO, sólidos totales, suspendidos y disueltos, turbiedad, color, nitrógeno amoniacal, fosfatos, bicarbonatos, hierro, manganeso, coliformes totales y coliformes fecales (Tabla 2.13).

Tabla 2.13 Parámetros Críticos Identificados para Diferentes Usos en el Río Tuluá (CVC-Universidad del Valle, 2005)

Usos del Agua

Parámetros Críticos Consumo Humano Agrícola y Pecuario Recreación

Oxígeno Disuelto x DBO5 x DQO x Sólidos Totales x Sólidos Suspendidos x x Sólidos Disueltos x Turbiedad x Color x Nitrógeno Amoniacal x Fosfatos x Bicarbonatos x Hierro x Manganeso x Coliformes Totales x x x Coliformes Fecales x x x

Los parámetros críticos encontrados están asociados básicamente a vertimientos de origen doméstico e industrial que recibe el río, principalmente en su paso por la ciudad de Tuluá, y procesos erosivos presentados en la cuenca debido a las actividades de ganadería en la zona de ladera y agricultura intensiva en la zona plana. El promedio de carga contaminante total durante el período 1996-2003 en la desembocadura al río Cauca son de 488.15 y 72.28 Ton/día en los períodos de invierno y verano respectivamente (CVC – Universidad del Valle, 2005). El oxígeno disuelto en este mismo punto de muestreo es de 5.14 y 1.93 mg/l para las condiciones de invierno y verano respectivamente; por lo que en la condición de verano no se cumple con el requisito mínimo para garantizar la diversidad biológica en cuerpos de agua de acuerdo con el Decreto 1594 de 1984, como consecuencia de la disminución en la capacidad de dilución.



2.29

2.6.1 Estadística Descriptiva En el Anexo 2 se presenta el resumen de la estadística descriptiva de 34 parámetros de calidad del agua en las 5 estaciones implementadas por la CVC durante el período 1996 – 2005 donde se muestra la media, el error típico, la mediana, la moda, la desviación estándar, la varianza, la curtosis, el coeficiente de asimetría, el rango, el mínimo, el máximo y el número de datos. La estadística descriptiva se presenta por las condiciones estacionales de invierno y verano, las cuales se determinaron de acuerdo con los caudales diarios y la curva de duración de caudales de la estación limnigráfica de Mateguadua monitoreada por la CVC (Figura 2.12); para caudales mayores al 50% del tiempo en que es igualado o excedido (12.1 m3/s) se tomó como condición de invierno y los caudales por debajo de este valor se consideró como verano. A continuación se analiza la estadística descriptiva por estación de calidad de los parámetros considerados para la posterior modelación y los que se consideran más relevantes para corrientes superficiales. 2.6.1.1 Jardín Botánico En la Tabla 1 del Anexo 2 se presenta la estadística descriptiva de los registros de calidad en la estación Jardín Botánico para las condiciones estacionales de invierno y verano durante el período 1996 – 2005. • pH Para la condición de invierno se presenta una curtosis y un coeficiente de asimetría negativo indicando que existen bastantes valores extremos y que estos se ubican a la izquierda de la media. Existe muy poca dispersión de los datos. En cuanto a la condición de verano, se encontró que existen pocos valores extremos (curtosis positiva) y el coeficiente de asimetría mostró que los valores extremos se encuentran a la izquierda de la media; al igual que en la condición de invierno se presenta una dispersión de los datos muy baja. • Temperatura Para la condición de invierno se presenta pocos valores extremos que se reflejan en una curtosis positiva, y un coeficiente de asimetría negativo indicando que existen bastantes valores extremos y que estos se ubican a la izquierda de la media, por lo que la media se ve



2.30

influenciada por estos valores extremos evidenciado en que la media es menor que la mediana. En verano, tanto la curtosis como el coeficiente de asimetría son positivos por lo que existen pocos valores extremos y estos se ubican a la derecha de la media. En cuanto a la variación de los datos se encontró que estos oscilan entre 12 y 20.3. • Turbiedad, Sólidos Totales, Suspendidos y Disueltos Los registros que se presentan en la condición de invierno y verano para estos parámetros, muestran una curtosis de tipo leptocúrtica evidenciando pocos valores extremos con una asimetría positiva, donde estos valores extremos se encuentran a la derecha de la media, por lo que se encuentra un sesgo positivo donde la media es mayor que la mediana y el promedio se ve influenciado por estos valores extremos. Esto se evidencia además en que la desviación y el coeficiente de variación son grandes. • Oxígeno Disuelto En invierno se presenta una curtosis y un coeficiente de asimetría negativo indicando que existen bastantes valores extremos y que estos se ubican a la izquierda de la media, existiendo poca dispersión de los datos. En verano, se encontró que existen pocos valores extremos (curtosis positiva) y que el coeficiente de asimetría mostró que los valores extremos se encuentran a la derecha de la media, aunque la mayoría de los registros son bajos por lo cual se tiene un sesgo negativo o la izquierda y por lo tanto la dispersión de los datos es baja. • DQO y Conductancia Específica Para las condiciones de invierno y verano en esta estación se encuentra que los existen pocos valores extremos de DQO y que estos valores se encuentran a la derecha de la media generando un sesgo a la derecha reflejado en que la media es mayor que la mediana. La varianza y la desviación estándar muestra que este parámetro muestra una gran variabilidad, donde esta variabilidad se observa más pronunciada en la condición de invierno que en verano. • Cloruros En invierno, los cloruros presentan un comportamiento de tipo platicúrtico, reflejado en una curtosis negativa, indicando que existen valores extremos altos ubicados a la derecha de la media, donde esta se ve influencia por estos valores extremos y por lo que la media es mayor que la mediana.

Caracterización y Modelación del Río Tuluá Capítulo 3. Modelo Matemático QUAL2K

CVC María Fernanda Hernández López 3.1

3 MODELO MATEMÁTICO QUAL-2K

3.1 DESCRIPCIÓN DEL MODELO QUAL2K es el resultado de un desarrollo histórico de los modelos de fósforo, oxígeno disuelto y nitrógeno que dieron paso a extensiones y a una complejidad creciente. El punto de partida era el modelo pionero de Streeter-Phelps basado en la descripción del aumento y la disminución en el déficit de oxígeno disuelto aguas arriba y aguas abajo de una fuente de materia orgánica. Más tarde fue ampliado a los procesos de nitrógeno que incluyeron sobre todo nitrificación en el modelo matemático QUAL1. Finalmente, los ciclos del fósforo y las algas fueron añadidos en la creación de la familia de modelo de QUAL2 (Brown y Barnwell, 1987). Varias versiones de QUAL2 están disponibles según el objetivo del empleo (Brown y Barnwell, 1987). Sin embargo, QUAL2K compila los mejores rasgos de las versiones disponibles de QUAL2 sobre las cuales fueron añadidas las opciones de análisis de incertidumbre. El QUAL2K es un modelo unidimensional de la EPA que puede aplicarse a lagos, ríos, reservorios y estuarios, y permite modelar descargas de aguas residuales, extracciones, flujos tributarios, mediante la representación de un río y sus afluentes coma una descarga lateral. Donde cada elemento tiene flujo unidimensional y se asume un mezclado completo en las dimensiones verticales y transversales y se pronostica niveles de agua, temperatura y varios parámetros de calidad del agua, en condiciones de flujo permanente. En el QUAL2K las ecuaciones de transporte de masa (advección - dispersión) y de reacción son resueltas mediante un esquema de diferencias finitas. En donde el río es dividido en tramos y subdividido en subtramos o elementos computacionales, y en cada elemento computacional se efectúa un balance hidrológico en términos de flujo, un balance de calor en términos de temperatura y un balance de masa en términos de concentración de los materiales. El programa simula cambios en las condiciones de flujo a lo largo de la corriente mediante el cálculo de una serie de perfiles de la superficie del agua bajo flujo permanente. El caudal en cada una de las secciones transversales que corresponden a un elemento computacional se evalúa por un balance de masas. Con base en éste se calculan la velocidad media, la profundidad y el área de la sección transversal. Lo anterior permite determinar las



transferencias de calor y masa de constituyentes que entran o salen de los elementos computacionales. En cada elemento computacional, el modelo computa las interacciones principales entre las variables de estado en cualquier combinación requerida por el usuario. Los componentes que pueden ser utilizados son: • El ciclo del nitrógeno se compone de cuatro componentes: nitrógeno orgánico y amoniacal,

nitritos y nitratos. El equilibrio del nitrógeno considera la mineralización y la fijación del nitrógeno orgánico, la nitrificación que se divide en la oxidación del amoníaco en nitrito y la oxidación del nitrito en el nitrato, regeneración del sedimento y de la respiración algal.

• El ciclo del fósforo tiene dos componentes. El equilibrio del fósforo considera la fijación y la

mineralización del fósforo orgánico en el fósforo inorgánico, la regeneración del sedimento y la respiración de las algas.

• Algas. El QUAL2K utiliza la clorofila-a como indicador de la biomasa planctónica de las

algas. Este asume una reacción de primer orden para describir la acumulación de la biomasa de las algas. La acumulación de la biomasa se calcula como equilibrio entre el crecimiento, la respiración y la fijación de las algas. La taza de crecimiento máxima se modela como carga ligera y alimento limitado. Dos funciones están disponibles para calcular el factor de limitación: (1) los cambios diarios y climáticos de la radiación, y (2) la extinción de luz en la columna del agua debido a la turbiedad.

• Temperatura. Todas las reacciones de las variables de estado expresadas anteriormente son

dependientes de la temperatura, y este modelo calcula un factor de la corrección para todos los coeficientes usando una formulación del tipo de Streeter-Phelps. La temperatura del agua es calculada automáticamente por el modelo. En cada componente, un equilibrio de calor completo en la interfaz aire-agua se computa entre la radiación entrante total de onda larga, la radiación atmosférica total entrante, la radiación de la superficie del agua, la pérdida de calor por la evaporación y la pérdida de calor por la conducción a la atmósfera.

• Los coliformes se utilizan como indicador de la contaminación patógena en las aguas

superficiales. Se utiliza una función de primer orden de simple decaimiento, que consideran solamente el decrecimiento de los coliformes en función de la temperatura, la luz y la sedimentación.

• DBO Carbonácea. El QUAL2K usa dos formas de para representar el carbono orgánico.

Estas formas son la forma lentamente oxidable (DBOs) y la forma rápidamente oxidable (DBOf).



• pH. La simulación de este parámetro en una corriente superficial se basa en la simulación de la alcalinidad y el carbono orgánico total.

• Alcalinidad. Este parámetro depende de la fotosíntesis y respiración de las plantas,

hidrólisis del nitrógeno y del fósforo, y los procesos de nitrificación y desnitrificación. • Conductividad. Este es un parámetro conservativo donde no sufre ningún tipo de reacción,

sino que esta sujeto a un balance de masas.

3.2 REPRESENTACIÓN CONCEPTUAL La representación conceptual consiste en una idealización gráfica del prototipo o sistema real, el cual describe los atributos topológicos y geométricos que deben ser preservados en el modelado y que identifican el dominio espacial, las condiciones de frontera y las interacciones entre las diferentes partes del prototipo. El modelo QUAL2K representa el sistema de corrientes como una red principal, conformada por elementos denominados tramos que se a su vez se subdividen en sub-tramos o elementos computacionales, cada uno con una longitud ∆x, variable (Figura 3.1).

Figura 3.1 Esquema de Segmentación del QUAL2K

1

2

3

456

8

7

Extracción no Puntual

-

Entrada noPuntual

Entrada Puntual

Entrada Puntual

Extracción de AguaExtracción de Agua

Frontera de Cabecera

Frontera Aguas ArribaEntrada Puntual



La razón fundamental de la subdivisión en tramos es que el modelo asume valores constantes de parámetros físicos, químicos y biológicos para todos los elementos dentro de un tramo. Los tramos son entonces zonas homogéneas y la variación espacial estará representada por los cambios en las propiedades de un tramo al siguiente. El flujo a través de los elementos se describe como intercambios consecutivos entre ellos. Para cada uno de los elementos computacionales, el balance hidrológico se escribe en términos de flujo entrante en la cara aguas arriba del elemento (Qi-1), fuentes externas o extracciones, (Qxi) y el flujo de salida en la cara aguas abajo del elemento (Qi). Similarmente se puede establecer un balance de materiales para cualquier constituyente de interés C. En el balance de materiales se consideran transferencias entre los elementos

tanto por transporte advectivo (Q C), como un transporte por dispersión ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

∆ xC

xDA L y un

transporte de masa a lo largo del eje del río. La masa puede ser adicionada o removida del sistema por fuentes externas o extracciones (QxCx)i por medio de demanda béntica o transformación biológica (Si). En la Figura 3.2 se muestra la representación discreta de un sector de un río, dividido en tramos y en elementos computacionales, donde se indican los intercambios de masa de agua y los constituyentes que se asocian a las diferentes formas del transporte.

3.3 REPRESENTACIÓN FUNCIONAL 3.3.1 Ecuación del Transporte de Masa La ecuación básica de transporte resuelta por el modelo QUAL-2K es la ecuación unidimensional de transporte de masa por advección - dispersión, el cual es integrada numéricamente en el espacio y tiempo para cada constituyente de calidad del agua. Esta ecuación incluye los efectos de advección, dispersión, dilución, reacción y aportes o extracciones de constituyentes. Al aplicar el principio de conservación de masa a un volumen de control diferencial, se obtiene una ecuación diferencial que define la concentración C de un constituyente genérico, en un río con flujo unidimensional, de la siguiente forma:

Sdtdc

x

dxAVCxcAD

tC L

++∂

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

∂∂

∂=

∂∂ (3.1)



Figura 3.2 Sistema Discretizado del flujo (Brown & Barnell, 1985).

Qi-1

Qi

Qxi ∆x

(Qc)i-1

Sj

(QxCx)i

(Qc)i

i

L

xC

xDA ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

∆

1−

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

∆ i

L

xC

xDA

i+1 x

i-1 x

i x

Tramo n

Elemento Computacional

Balance de Flujo

Balance de Masa



Donde: C = Concentración del constituyente particular t = Tiempo en la distancia x a lo largo de la corriente A = Área de la sección transversal DL = Coeficiente de dispersión V = Velocidad media de flujo en la sección S = Aporte o extracción del constituyente C

Bajo condiciones de flujo permanente, el cambio temporal de la masa en cualquier sector del río es cero. Los términos del lado derecho de la ecuación representan los siguientes procesos de transporte respectivamente, dispersión, advección, los diferentes procesos físicos, químicos y biológicos que conllevan a cambios locales en la concentración de los constituyentes, y los aportes o extracciones de masa del constituyente por intercambio de flujos de agua. El modelo asume dos formas posibles para el transporte de contaminantes: advección y dispersión/difusión. La importancia relativa del transporte de constituyentes por cada uno de los fenómenos depende de las características hidrológicas e hidrodinámicas de los cuerpos de agua. En el transporte advectivo, los solutos y materias en suspensión se mueven con el bloque de fluido, el cual se desplaza según leyes de la hidráulica. El fenómeno de transporte dispersión/difusión depende de los gradientes de concentración en los diferentes sectores del sistema y de los patrones de distribución de velocidades en las secciones transversales. Los balances de masas determinan las concentraciones de los minerales conservativos, los coliformes y los constituyentes no conservativos en cada elemento computacional. Los principales procesos de transformación al interior de los elementos incluyen transformación de nutrientes, producción de algas, demanda béntica, demanda carbonácea y reaireación atmosférica, y se estima el efecto de todos esos procesos en el balance de oxígeno disuelto. 3.3.2 Características Hidráulicas El QUAL-2K asume una condición de flujo permanente, por lo cual el caudal debe permanecer constante en un sitio determinado del sistema de corrientes. Dado que el modelo trabaja sobre un dominio discreto, estas localizaciones corresponden a sub-tramos o elementos computacionales de longitudes (∆X). Entre dos elementos consecutivos el modelo formula un balance de caudales según la siguiente ecuación:

xiii QQQ ±=−1 (3.2)



Donde: Qi-1 = caudal entrante al elemento computacional i Qi = caudal saliente del elemento computacional i-1 Qxi = cntradas o extracciones al elemento computacional i

Como este modelo asume un régimen permanente en el río, el cambio del caudal en el tiempo es cero, por lo tanto, el balance hidrológico en los elementos computacionales se evalúan por balance de masas, en donde el cambio del caudal en el espacio (∂Q/∂x)i, es igual a la sumatoria de las entradas y salidas de agua en el sistema (QX)i. Las demás variables hidráulicas de los tramos del sistema, se pueden calcular de acuerdo a las siguientes ecuaciones:

u = aQb (3.3) A = Q/V (3.4) d = αQβ (3.5)

Donde a, b, α y β son constantes y d es la profundidad del río. Estas constantes se determinan mediante el cálculo de una serie de perfiles de las descargas al sistema en cada elemento computacional según los caudales locales. De igual forma, las propiedades de la sección transversal de los segmentos o tramos del río son obtenidos como una función de la profundidad (d), y la velocidad (u) que se obtienen como una función de la descarga por soluciones de ensayo y error de la ecuación de Manning:

2/13/2486.1 SeRAn

Q X= (3.6)

Donde:

A = área de la sección transversal del canal (pies2) Rx = radio hidráulico efectivo medio (pies) n = factor de rugosidad de Manning Se = pendiente de la línea de energía Q = caudal (pie3/s)

3.4 MODELO DE LA TEMPERATURA La temperatura es simulada por medio de un balance de calor debido al intercambio de calor entre las entradas y salidas, la superficie del agua, la atmósfera y los sedimentos, en



cada elemento computacional en el sistema (Figura 3.3). En este balance se incluye las ondas cortas y largas de radiación, convección y evaporación.

Figura 3.3. Balance de Calor

( ) ( )

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

−+−+−−= +−−

−−

cm 100m

cm 100m

cm 10m ,,

36

3,

1

'

1

'1,

11

ipww

is

ipww

ih

ipww

ih

iii

iii

i

ii

i

iabi

i

ii

i

ii

HCJ

HCJ

VCW

TTVE

TTV

ET

VQ

TVQ

TV

Qdt

dT

ρρρ

(3.7)

Donde:

Ti = temperatura en el tramo i (oC) t = tiempo (d) E’i = coeficiente de dispersión entre los tramos i y i + 1 (m3/d) Wh,i = calor neto de las entradas puntuales y no puntuales en el tramo i (cal/d) ρw = densidad del agua (g/cm3) Cpw = calor específico del agua (cal/(g oC)) Jh,i = flujo de calor entre el aire y el agua (cal/(cm2 d)) Js,i = flujo de calor entre el sedimento y el agua (cal/(cm2 d)).

ientradas Salidas

dispersión dispersión

Entradade Calor

Salidade Calor

TransferenciaSedimento - Agua

-

sedimento

Transferencia Atmosférica



3.5 REACCIONES FUNDAMENTALES 3.5.1 Reacciones Bioquímicas Las siguientes ecuaciones con usadas para representar las reacciones bioquímicas en este modelo (Stumm y Morgan, 1996): • Fotosíntesis y Respiración de las Plantas

Amonio como sustrato: +=+ ++⇔+++ HOPNOHCOHHPONHCO 1410710816106 2161102631062442 (3.8)

Nitrato como sustrato:

2161102631062432 1381812216106 OPNOHCHOHHPONOCO +⇔++++ +=− (3.9)

• Nitrificación y Desnitrificación

+−+ ++⇒+ HOHNOONH 22 2324 (3.10) OHNCOHNOOCH 22232 725445 ++⇒++ +− (3.11)

3.5.2 Estequiometría de la Materia Orgánica El modelo requiere la estequiometría de la materia orgánica, como las plantas y el detritus, sean especificados por el usuario. Chapra (1997) sugiere la siguiente aproximación: 100gD : 40gC : 7200 mgN : 1000 mgP : 1000 mg A Donde: gX = masa del elemento X (g) mgY = masa del elemento Y (mg) D = peso seco C = carbono N = nitrógeno P = fósforo A = clorofila-a Estos valores se combinan para determinar las relaciones estequiométricas de la siguiente forma:



gYgXrxy = (3.12)

3.5.3 Efecto de la Temperatura en las Reacciones En el modelo, las constantes de reacción, excepto la tasa de saturación del oxígeno, son especificadas a 20°C, y la dependencia de la temperatura en todos los procesos es descrita por la expresión de Arrhenius:

( ))20(

20−

°= TCt KK θ (3.13)

Donde:

K(T) = constante de temperatura del agua K20°C = constante de reacción a 20° C θ = coeficiente de temperatura de Arrhenius T = temperatura de la corriente superficial (° C)

3.6 REACCIONES DE LOS CONSTITUYENTES Las relaciones matemáticas que describen las reacciones de cada parámetro y las concentraciones de las variables del modelo (Tabla 3.1) son presentadas a continuación. La cinética del proceso que se presenta en la Figura 3.4 son disolución (ds), hidrólisis (h), oxidación (x), nitrificación (n), desnitrificación (dn), fotosíntesis (p), muerte (d), y respiración/excreción (r). Los procesos de transferencia de masa son reaireación (re), sedimentación (s), demanda de oxígeno béntico (SOD), intercambio del sedimento (se), y flujo del carbono inorgánico del sedimento (cf). 3.6.1 Fitoplancton (ap) El fitoplancton se incrementa por la fotosíntesis y se ven afectadas por la respiración, muerte y sedimentación.

PhytoSettl PhytoDeath PhytoResp PhytoPhoto −−−=apS (3.14)



Tabla 3.1 Variable del Modelo QUAL2K

Variable Simbolo Unidades*

Conductividad s1, s2 µmhos Sólidos suspendidos inorgánicos mi,1, mi,2 mgD/L Oxígeno disuelto o1, o2 mgO2/L DBOC lentamente oxidable cs,1, cs,2 mg O2/L DBOC rápidamente oxidable cf,1, cf,2 mg O2/L Nitrógeno orgánico no,1, no,2 µgN/L Nitrógeno amoniacal na,1, na,2 µgN/L Nitritos nn,1, nn,2 µgN/L Fósforo orgánico po,1, po,2 µgP/L Fósforo inorgánico pi,1, pi,2 µgP/L fitoplancton ap,1, ap,2 µgA/L Detritus mo,1, mo,2 mgD/L Patógenos x1, x2 cfu/100 mL Constituyente genérico gen1, gen2 user defined Alcalinidad Alk1, Alk2 mgCaCO3/L Carbono inorgánico total cT,1, cT,2 mole/L Algas (en la superficie del agua), bacterias heterotróficas (en la zona del sedimento hiporreíco) ab,ah gD/m2

Algas nitrogenadas INb mgN/m2

Algas del fósforo IPb mgP/m2

Figura 3.4 Cinética del Modelo y los Procesos de Transferencia de Masa

rcn

rcp

cf

h

d

r

rpx

rnx

dnhna

s

s

mi

hpi

cs

rnd

rpd

rcd

no

po sapab

sodcfcT o

s

Alks

x

nnn

p

cT o

x

cT o

s

s

mo

rdx

re

ds

s se

se

se se



Fotosíntesis

pp aµ PhytoPhoto = Donde:

µp = tasa de fotosíntesis dependiente de la temperatura, los nutrientes y la luz (1/d) Respiración

prpoxp aTkF )( PhytoResp = Donde:

krp(T) = tasa de respiración dependiente de la temperatura (1/d) Foxp = atenuación por la cantidad de oxígeno (adimensional)

Muerte

pdp aTk )( PhytoDeath =

Donde:

kdp(T) = tasa de muerte dependiente de la temperatura (1/d).

Sedimentación

pa a

Hv

PhytoSettl =

Donde:

va = velocidad de sedimentación (m/d) H =Profundidad (m)

3.6.2 Algas (ab) El crecimiento de las algas se debe a la fotosíntesis y las pérdidas son por la vía de respiración y la muerte.

hBotAlgDeat BotAlgResp oBotAlgPhot −−=bS (3.15)



Fotosíntesis

LbNbgb TC φφ)( oBotAlgPhot = (3.16)

Donde: Cgb(T) = tasa máxima de fotosíntesis dependiente de la temperatura de orden

cero(gD/(m2d)) φNb = factor de atenuación de los nutrientes (número dimensional entre 0 y 1) φLb = coeficiente de atenuación por la luz (número dimensional entre 0 y 1)

Respiración El efecto de la respiración en las algas esta representada por una tasa de 1er orden atenuada por concentraciones bajas de oxígeno.

brboxb aTkF )( BotAlgResp= (3.17)

Donde:

krb(T) = tasa de respiración dependiente de la temperatura (1/d) Foxb = atenuación por el oxígeno (adimensional)

Muerte La muerte de las algas está representada por una tasa de primer orden.

bdb aTk )( h BotAlgDeat = (3.18)

Donde:

kdb(T) = tasa de muerte dependiente de la temperatura (1/d) 3.6.3 Detritus (Mo) El detritus o materia orgánica particulada se ve incrementada por la muerte de las plantas y se ve afectada por la disolución y la sedimentación.

DetrSettl DetrDiss hBotAlgDeat PhytoDeath −−+= damo rS (3.19) Donde: odt mTk )( DetrDiss =

odt m

Hv

DetrSettl =

Caracterización y Modelación del Río Tuluá Capítulo 4. Modelación


4.1

4 MODELACIÓN DEL RÍO TULUÁ

4.1 INTRODUCCIÓN Uno de los principales problemas de la calidad del agua en una corriente es el agotamiento del oxígeno disuelto como consecuencia de descargas de aguas residuales de origen doméstico e industrial que se vierten a las corrientes. Por esta razón es indispensable contar con herramientas como los modelos de simulación que aporten información objetiva que faciliten la toma de decisiones y la gestión de los recursos hídricos. La modelación es una técnica de análisis que permite reproducir una serie de eventos por medio de expresiones matemáticas que representan los diferentes componentes a estudiar, por lo que el modelo debe ser una aproximación precisa del sistema real y contener el mayor número de aspectos reales, sin que esto implique un grado de complejidad que haga difícil su comprensión y aplicación (Thoman, 1987). El modelo de calidad de agua involucra un conjunto de expresiones matemáticas que definen las relaciones funcionales de los procesos físicos, químicos y biológicos que tienen lugar en un cuerpo de agua. Una vez que se seleccionan las variables de interés, se plantean balances de masas que involucran el transporte de constituyentes a través del cuerpo de agua y la degradación o transformación de componentes, los cuales dependen del caudal, la velocidad, la sección transversal y el radio hidráulico. En este capítulo se presenta el proceso de implementación del modelo matemático del Río Tuluá en el tramo Jardín Botánico – Desembocadura Vereda El Salto utilizando el modelo QUAL2K, en donde se presentan los criterios y las metodologías adoptadas para la esquematización geométrica y física, selección de tramos, selección del espaciamiento máximo entre los nodos de la red o elementos computacionales de la red y la selección de las constantes necesarias a emplear en la simulación. Posteriormente se presenta el proceso de calibración y verificación del modelo, iniciando por el hidrodinámico puesto que es el núcleo básico del sistema y continuando con la calibración y verificación de la componente de calidad del agua.



4.2

4.2 DEFINICIÓN DE LA RED La esquematización del modelo se realiza por medio de una red de canales y nodos, donde un canal corresponde a un tramo del cauce el cual presenta una mínima variación en la geometría de la sección transversal, y el nodo es el lugar donde se unen dos o más tramos. El modelo realiza una discretización del sistema continuo en un conjunto de tramos definidos, ya sea por la presencia de nodos en el sistema de ramificación (confluencias) o por la diferencia en condiciones físicas, en donde cada tramo se subdivide en subtramos de longitud unitaria o elementos computacionales. Para la implementación del modelo matemático QUAL2K, el río Tuluá se esquematizó como una red simple con descargas laterales, conformada por 4 tramos y cada tramo fue representado por una sección transversal típica, realizadas en la campaña de campo correspondiente a Octubre de 2005 (Anexo 5). Los tramos se subdividen en subtramos o elementos computacionales, con una longitud unitaria definida que corresponde al ∆x seleccionado de 400 m, para cumplir así con la limitación de 20 elementos máximo por tramo del modelo numérico QUAL2K.

4.3 FRONTERAS DEL MODELO Las condiciones de borde o frontera son aquellas condiciones físicas introducidas al modelo que controlan los fenómenos representados por el mismo y están conformadas por los datos recolectados en campo. 4.3.1 Fronteras Externas Las fronteras externas corresponden a los límites del tramo a modelar del cauce en estudio. La localización de las fronteras abiertas del modelo y la definición de las condiciones hidrodinámicas y de calidad del agua, dependen del número de tributarios encontrados a lo largo del cauce, y deberán ubicarse en sitios suficientemente distanciados de las zonas de mayor interés, con lo cual las posibles intervenciones allí propuestas no introducirán cambios hidrodinámicos significativos en el sistema físico tales que puedan alcanzar las fronteras abiertas. Las fronteras abiertas sobre el río Tuluá se definieron así: la frontera externa superior o frontera de aguas arriba en la Estación 1: Jardín Botánico localizada en la abscisa K0 + 000, como frontera inferior o frontera de aguas abajo, la Estación 5 Desembocadura Vereda El Salto ubicada en la abscisa K14+359.



4.3

4.3.2 Fronteras Internas Las fronteras internas del modelo matemático del río Tuluá corresponden a los diferentes tributarios y derivaciones existentes a lo largo del cauce principal, como son los ríos o canales tributarios, las descargas residuales (industriales, agrícolas y domésticas) y las derivaciones de agua. • Ríos Tributarios Los ríos tributarios pueden representarse en el modelo como canales o ramales conectados a la red del río principal en nodos localizados en los sitios de confluencia ó como descargas laterales, el modelo del río Tuluá se implementó como una red principal compuesta por descargas laterales. En el tramo de interés para modelación, Jardín Botánico – Desembocadura Vereda El Salto, el río Tuluá no tiene ríos tributarios, sólo tiene una entrada correspondiente al sobrante de agua de la Planta El Rumor. • Descargas Residuales Domésticas e Industriales El río Tuluá presenta una contaminación por materia orgánica debida a las descargas de aguas residuales domésticas e industriales que son vertidas directa e indirectamente al cauce principal. En el modelo matemático se incluyeron 10 vertimientos de aguas residuales combinadas del municipio de Tuluá. • Extracciones de Agua De acuerdo con el recorrido realizado en el tramo de interés y la reglamentación del uso del agua en el río Tuluá (CVC, 2003), las aguas derivadas de este río se emplean principalmente para satisfacer la demanda del agua del acueducto de Tuluá y el riego de cultivos de caña de azúcar, semestrales, pastos y abrevaderos de animales, por medio de una red de distribución que consta de tres derivaciones principales (Acequia Planta El Rumor, Acequia Grande, y Acequia La Rafaela) y seis derivaciones directas del río. En Tabla 4.1 se presenta la información de ubicación relacionada con las fronteras internas del modelo y las ubicaciones de las estaciones de monitoreo de calidad del agua.



4.4

Tabla 4.1 Localización de las Fronteras Internas y Estaciones de Calidad del Agua en la Red Esquematizada del Río Tulúa

Item Descripción Abscisa 1 Estación 1: Jardín Botánico K0+000 2 Derivación: Planta El Rumor K1+416.9 3 Sobrante de la Planta El Rumor K3+343.9 4 Derivación: Acequia Grande K4+360.7 5 Aguas Residuales: Barrio Fátima K5+998.3 6 Aguas Residuales: Barrio Fátima II K6+599.9 7 Aguas Residuales: Barrio La Victoria K6+883.8 8 Aguas Residuales: Barrio La Rivera K7+543.9 9 Aguas Residuales: Barrio Villanueva K7+674.9 10 Estación 2: Barrio Justicia K8+282.4 11 Aguas Residuales: Barrio La Trinidad K8+597.4 12 Aguas Residuales: Barrio La Graciela K8+639.1 13 Estación 3: Puente Nuevo K9+503 14 Aguas Residuales: Barrio Portales del Río + Levapan K9+625.6 15 Aguas Residuales: Barrio Portales del Río K10+066.8 16 Aguas Residuales: Urbanización Bosques de Maracaibo K11+038.4 17 Estación 4: Después Urb. Bosques de Maracaibo K11+227 18 Derivación: Acequia La Rafaela K11+227 19 Estación 5: Antes Desembocadura (Puente Papayal) K14+359

4.4 RED ESQUEMATIZADA La red esquematizada del río Tuluá en el tramo Jardín Botánico – Desembocadura Vereda El Salto para fines de la modelación numérica quedó definida de la siguiente manera: • 4 tramos representados por cinco secciones transversales (consideradas las más

representativas de la morfología del cauce en cada uno de los tramos). • 2 fronteras externas (aguas arriba en la Estación 1: Jardín Botánico, y aguas abajo en la

Estación 5: Desembocadura Vereda El Salto); y, • 14 fronteras internas (3 derivaciones, 1 entrada puntual de agua y 10 descargas de aguas

residuales).

4.5 BASES DE DATOS Para la implementación del modelo matemático se contempló un escenario hidrológico asociado al régimen pluviométrico de la zona correspondiente a la condición estacional de invierno por ser considerado como el más crítico dentro de las campañas de monitoreo con fines de modelación. El período de invierno está representado por los resultados de la campaña de campo realizada el día 7 de junio del año 2005.



4.5

4.5.1 Georeferenciación En la implementación del modelo se georeferenció la red asignando un abscisado a partir del punto de inicio correspondiente a la Estación 1: Jardín Botánico, el cual se definió como abscisa cero. En la Tabla 4.2 se presenta el abscisado correspondiente a la georeferenciación de campo y el utilizado en el modelo, este último es la red de campo invertida, debido a que el software QUAL2K requiere de un abscisado descendente desde el punto origen de la modelación.

Tabla 4.2 Abscisado de la Red de Trabajo

Abscisado (m) Item Descripción

Campo Modelo 1 Estación 1: Jardín Botánico K0+00 K14+359 2 Derivación: Planta El Rumor K1+416.9 K12+942.1 3 Sobrante de la Planta El Rumor K3+343.9 K11+015.1 4 Derivación: Acequia Grande K4+360.7 K9+998.3 5 Aguas Residuales: Barrio Fátima K5+998.3 K8+360.7 6 Aguas Residuales: Barrio Fátima II K6+599.9 K7+759.1 7 Aguas Residuales: Barrio La Victoria K6+883.8 K7+475.2 8 Aguas Residuales: Barrio La Rivera K7+543.9 K6+815.1 9 Aguas Residuales: Barrio Villanueva K7+674.9 K6+684.1 10 Estación 2: Barrio Justicia K8+282.4 K6+076.6 11 Aguas Residuales: Barrio La Trinidad K8+597.4 K5+761.6 12 Aguas Residuales: Barrio La Graciela K8+639.1 K5+719.9 13 Estación 3: Puente Nuevo K9+503 K4+856 14 Aguas Residuales: Barrio Portales del Río + Levapan K9+625.6 K4+733.4 15 Aguas Residuales: Barrio Portales del Río K10+066.8 K4+292.2 16 Aguas Residuales: Urbanización Bosques de Maracaibo K11+038.4 K3+320.6 17 Estación 4: Después Urb. Bosques de Maracaibo K11+227 K3+132 18 Derivación: Acequia La Rafaela K11+227 K3+132 19 Estación 5: Antes Desembocadura (Puente Papayal) K14+359 K0+000

4.5.2 Datos Geográficos y Climatológicos Aquí se debe especificar datos geográficos tales como latitud, longitud, meridiano estándar y elevación de la cuenca (Tabla 4.3). Los datos climatológicos pueden ser constantes o diferentes en los tramos y esto dependerá de la información de la cual se disponga, puesto que el modelo solicita la información de temperatura del aire y de rocío, velocidad del viento, cobertura de nubes y sombra. Los tres primeros fueron determinados a partir de los registros climatológicos (Tabla 4.4), mientras que los datos de cobertura de nubes y sombra fueron parámetros de calibración por no disponer de esta información.



4.6

Tabla 4.3 Datos Geográficos

Latitud Longitud Estación Elevación

(m) Grados Minutos Segundos Grados Minutos SegundosJardín Botánico 1065,213 4,00 1 40,1 76,00 10 10Barrio Justicia 964,551 4,00 5 40,5 76,00 11 44Puente Nuevo 954,944 4,00 6 9,4 76,00 11 50Después B. Maracaibo 944,822 4,00 6 39,2 76,00 12 12Desemb Vereda El Salto 931,480 4,00 7 57,0 76,00 13 13

Tabla 4.4 Datos Climatológicos

Tramo Número Estaciones

Temperatura del Aire

Temperatura Punto de Rocío

Velocidad del Viento

1 Jardín Botánico Barrio Justicia 22.3 18.9 1.67 2 Barrio Justicia Puente Nuevo 22.3 18.9 1.67 3 Puente Nuevo Después B. Maracaibo 22.3 18.9 1.67 4 Después B. Maracaibo Desemb Vereda El Salto 22.3 18.9 1.67

4.5.3 Datos Hidráulicos En la Tabla 4.5 se presenta las estaciones correspondientes a cada tramo, las cotas de las estaciones, la altura de cada tramo, la longitud entre tramos y el valor de la pendiente.

Tabla 4.5 Características de los Tramos Implementados

Estación Cota (km) Tramo

Inicio Final Inicio Final Longitud

(km)

1 1 2 14,354 6,077 8,277 2 2 3 6,077 4,856 1,221 3 3 4 4,856 3,132 1,724 4 4 5 3,132 0,000 3,132

Las características hidrogeométricas del río a ingresar en el modelo dependen de la opción que se halla seleccionado en la hoja correspondiente a los tramos. Existen dos opciones, la representación funcional y la trapezoidal. En el caso de seleccionar la representación trapezoidal, se deben especificar el coeficiente de rugosidad de Manning, la pendiente del canal, el ancho y la pendiente del río. El coeficiente de rugosidad de Manning puede ser estimado mediante la siguiente expresión:



4.7

n = (Se1/2 d2/3) / u Donde:

Se: pendiente longitudinal (m/m) d: profundidad del cauce (m) u: velocidad media (m/s)

La geometría del río Tuluá se representó por secciones transversales trapezoidales las cuales presentan una conductancia hidráulica promedio a las de las secciones transversales reales. La información hidráulica correspondiente al coeficiente de manning, geometría y pendiente fue determinada a partir de las mediciones de campo en el presente estudio las cuales se presentan en la Tabla 4.6.

Tabla 4.6 Datos Hidráulicos Iniciales

Estación CoeficienteManning

Talud Izquierdo

Talud Derecho

AnchoCanal

Pendiente Hidráulica

1 0.0400 0.2912 0.2410 8.00 0.100 2 0.2384 0.2373 0.1526 27.00 0.116 3 0.4266 0.5700 0.4393 22.30 0.782 4 0.2784 0.1713 0.0367 6.00 0.548 5 0.2690 0.1204 0.2331 9.95 0.297

4.5.4 Condiciones de Frontera 4.5.4.1 Fronteras Internas Las fronteras internas del modelo corresponden a los cauces tributarios, las descargas de aguas residuales domésticas e industriales, las extracciones de agua y a flujos que representan el intercambio entre el cauce principal y el acuífero, los cuales son representados en el modelo como flujo incremental. En estas fronteras internas se definieron como condiciones hidrodinámicas y de calidad del agua. En la Tabla 4.7 se presenta la información hidráulica y de calidad del agua de los diferentes efluentes que llegan al cauce principal del río Tuluá que se implementaron en la hoja correspondiente a entradas/salidas puntuales. Se asumieron los parámetros de calidad del agua para las descargas de aguas residuales que no fueron cuantificadas de acuerdo con Romero (2001) y Hahna (2005).



4.8

Tabla 4.7 Características Hidráulicas y de Calidad del Agua de Tributarios al Río Tuluá en el Tramo Jardín Botánico – Desembocadura Vereda El Salto

(Junio 7 de 2005)1

Flujo Lateral

Ubicación (km)

Flujo (m3/s)

Temp (°C)

Conductividad(umhons)

OD (mg/l)

DBO (mg/l)

SSD (mg/l)

Alcalinidad (mg CaCO3/l)

pH (unid)

Planta El Rumor 12.942 -4.0000 17.70 141.30 8.77 1.50 107.00 81.00 7.90

Sobrante El Rumor 11.015 2.5000 17.70 141.30 8.77 1.50 107.00 81.00 7.90

Bocatoma Sn Carlos 9.998 -3.0356 17.70 141.30 8.77 1.50 107.00 81.00 7.90

AR Barrio Fátima 8.361 0.0721 17.80 560.00 0.00 62.90 400.00 100.00 7.00

AR Barrio Fátima 2 7.759 0.0050 17.50 560.00 0.00 62.90 400.00 100.00 7.00

AR Barrio La Victoria 7.475 0.0050 17.50 560.00 0.00 62.90 400.00 100.00 7.00

AR Barrio La Rivera 6.815 0.0120 17.50 560.00 0.00 62.90 400.00 100.00 7.00

AR Barrio Villanueva 6.684 0.0060 17.50 560.00 0.00 62.90 400.00 100.00 7.00

AR Barrio La Trinidad 5.762 0.0436 17.00 560.00 0.00 249.10 400.00 100.00 7.10

AR Barrio La Graciela 5.720 0.0100 17.50 560.00 0.00 62.90 400.00 100.00 7.00

AR Portales Río y Levapán 4.733 0.2030 17.40 560.00 0.00 459.00 400.00 100.00 7.43

AR Portales del Río 4.292 0.2031 17.40 560.00 0.00 371.30 400.00 100.00 7.10

AR Urb Bosque de Maracaibo

3.321 0.0723 18.10 560.00 0.00 291.20 400.00 100.00 7.08

La Rafaela 3.132 -0.0721 21.90 185.40 5.23 15.10 99.00 97.20 7.36 Los flujos incrementales son las salidas o extracciones y entradas de agua por escorrentías superficiales, intercambio cauce - acuífero y las salidas por riegos en ruta que se distribuyen a lo largo de un tramo de forma uniforme. En la hoja correspondiente a las entradas difusas del modelo matemático se puede ingresar la información de flujo adicional dentro del sistema que no es representado por las entradas o cabeceras de agua. En esta ventana se puede realizar como ayuda en la calibración del balance hídrico del sistema utilizando descargas o extracciones de agua, por lo que estos valores inicialmente fueron considerados nulos, para comenzar la operación del modelo.

1 Los registros para los vertimientos de conductividad específicas fue tomado de Hahn (2005) y, los registros de sólidos

suspendidos disueltos y alcalinidad de Romero (2001).



4.9

Se presentaron diferencias de caudal entre los resultados del modelo y el medido en campo al realizar el balance hídrico para los diferentes tramos comprendidos entre dos estaciones consecutivas, como consecuencia de flujos de intercambio entre el río y las aguas subterráneas, y los errores inherentes a la cuantificación de caudales de tributarios no aforados. Estas diferencias de caudales en el balance hídrico se consideraron como flujo incremental en los tramos correspondientes. Con este flujo incremental, se especifican de los parámetros de interés para realizar las calibraciones de cada componente. 4.5.4.2 Fronteras Externas Aguas Arriba y Aguas Abajo El modelo del Río Tuluá tiene como frontera de aguas arriba la Estación 1 correspondiente a Jardín Botánico y como frontera aguas abajo a la Estación 5, Antes Desembocadura Río Cauca. En la Tabla 4.8 se presentan la información hidrodinámica y de calidad del agua de las fronteras externas que corresponde a la información del día 7 de Junio de 2005.

Tabla 4.8 Características Hidráulicas y de Calidad del Agua de las Fronteras Externas en el Tramo Jardín Botánico – Desembocadura Vereda El Salto

(Junio 7 de 2005)

FRONTERA AGUAS ARRIBA

Estación Flujo

(m3/s) Temp (°C)


OD (mg/l)

DBO (mg/l)

SSD (mg/l)


pH (unid)

Jardín Botánico 14.6 17.7 141.3 8.77 1.50 107 81 7.90

FRONTERA AGUAS ABAJO

Estación Flujo

(m3/s) Temp (°C)


OD (mg/l)

DBO (mg/l)

SSD (mg/l)


pH (unid)

Antes Desemb. Al Río Cauca 22.3 221.9 2.35 24.6 132 114 7.26

4.6 CALIBRACIÓN Y VERIFICACIÓN DEL MODELO 4.6.1 Modelo Hidrodinámico Para la calibración de los principales parámetros hidrodinámicos como es el caudal, velocidad y profundidad es necesario manejar una interacción simultanea entre la información suministrada al modelo que caracteriza el cauce y los diferentes factores que sirven como parámetros básicos de calibración como la rugosidad, las condiciones de frontera y el intercambio de volúmenes de agua con los flujos de aguas subterráneas.



4.10

Este proceso se realizó de forma gradual de tal forma que se obtuvo resultados de caudales, velocidades de flujo y niveles comparables con los datos de campo disponibles. Los datos hidráulicos con los cuales se consideraron calibrados y verificados los modelos para las condiciones estacionales se presentan en la Tabla 4.9 y en la Figura 4.1.

Tabla 4.9 Datos Hidráulicos de Calibración Hidrodinámica

Tramo

Número Estaciones Flujo

Incremental Coeficiente Manning

1 Jardín Botánico Barrio Justicia -3.682 0.192 Barrio Justicia Puente Nuevo 1.723 0.503 Puente Nuevo Después B. Maracaibo -0.976 0.524 Después B. Maracaibo Antes Desemb Río Cauca 1.202 0.33

4.6.2 Modelo de Calidad del Agua Para llevar a cabo la implementación del modelo se determinó una simulación permanente que implicó definir la identificación del sistema y el tiempo del calculo requerido para el modelo final con secciones trapezoidales como representación de las secciones transversales y definir el numero de tramos que para este caso son 4 (Tabla 4.10).

Tabla 4.10 Configuración del Modelo del Río Tuluá

Componente Parámetro Descripción

Tipo de régimen de flujo Permanente Tipo de sección transversales Trapezoidal Número de estaciones 5 Número de secciones transversales 5 Número de tramos 4 Zona Pacífica

Simulación

Tiempo computacional 0.25 horas

Componentes de la calidad del agua Parámetros a modelar

Temperatura Conductividad

Sólidos Inorgánicos DBO OD

Alcainidad pH



4.11

Figura 4.1 Calibración del Modelo Hidrodinámico Corriente: Río Tulúa Tramo: Jardín Botánico –Desembocadura Vereda El Salto

Fecha: Junio 7 de 2005 Tipo de Régimen: Permanente

Caudal

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

0246810121416

Q, m3/s Q-data m3/s

Velocidad

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

0246810121416

U, mps U-data m/s

Profundidad

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

0246810121416

H, m H-data m



4.12

Las reacciones químicas y biológicas que tienen lugar en la corriente se representan por un conjunto de ecuaciones que incluyen parámetros que definen la cinética o dinámica de transformación de contaminantes dentro del sistema. Algunos de estos parámetros o constantes de reacción son constantes, otros varían espacialmente y algunos dependen de la temperatura. Los coeficientes de reacción usados en la calibración del modelo del Río Tuluá fueron hallados por medio de análisis de laboratorio, ecuaciones empíricas y por información bibliográfica existente. 4.6.2.1 Temperatura La temperatura es el primer parámetro que debe ser calibrado considerando que los otros procesos simulados como la degradación de la materia orgánica y el cambio del oxígeno disuelto en el río están influenciados por la temperatura. El calor es transferido a la superficie de un cuerpo de agua por tres procesos diferentes: el intercambio con la radiación solar, la evaporación y la conducción a la atmósfera. Para estimar los parámetros de modelación de la temperatura se usaron los datos reportados en la estación meteorológica del Acueducto de Tulúa monitoreado por la CVC y la estación Tuluá perteneciente a la Red Metereológica Automatizada del Sector Azucarero. En la Tabla 4.11 se presentan los parámetros utilizados para la calibración de la temperatura del agua en el software QUAL2K.

Tabla 4.11 Parámetros de Calibración para la Simulación de la Temperatura

Hoja Parámetro Valor Nubes Cobertura de Nubes 10%2 Sombra Sombra 0%

Modelo de Atenuación Atmosférica Solar Ryan-Stolzenbach Coeficiente de Transmisión Atmosférico 0.91 Modelo Atmosférico de Emisividad de Onda Larga Brutsaert Luz y Calor Función de la Velocidad del Viento para la Evaporación y Conducción del Aire Adams 2

4.6.2.2 Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO) La demanda bioquímica de oxígeno depende la hidrólisis carbonácea y su concentración disminuye debido los procesos de oxidación y desnitrificación (ver capítulo 3, ecuación 3.21).

2 Excepto en el primer tramo donde la coberturas de nubes fue del 20%



4.13

La concentración la rige la tasa de oxidación (kdc(T)) y la tasa de hidrólisis (khc(T)) que son altamente dependientes de la temperatura. Estas constantes no varían por tramo y se determinaron de acuerdo a los reportes de la literatura con el fin de lograr la mayor calibración posible dentro de los rangos reportados: khc(T) = 0.36/d = tasa de hidrólisis θhc = 1.047 kdc(T) = 3.6/d = tasa de oxidación θdc = 1.047 4.6.2.3 Oxigeno Disuelto (OD) Un balance detallado del oxígeno disuelto en una corriente debe incluir la oxigenación por reaireación atmosférica, fotosíntesis y la desoxigenación producida por la degradación de la materia orgánica (DBO), la demanda por nutrientes (nitrificación), la respiración de animales y la plantas, la demanda béntica y la demanda de compuestos químicos. • Constante de Reaireación Para estimar el valor de la tasa de reaireación (ka(T)) en el modelo QUAL2K, existen varias expresiones matemáticas en función de las características hidráulicas de la corriente superficial y del viento. La primera alternativa son ecuaciones en función de la velocidad, la profundidad y la pendiente de la corriente que fueron desarrolladas para ríos con características hidráulicas específicas y que pueden ser seleccionadas: Interna, O’Connor & Dobbins, Churchill y Owens-Gibbs. Estas ecuaciones a excepción de la Interna son globales, por lo que no se puede variar de ecuación por tramo para lograr un mejor ajuste. Cuando se selecciona la opción de la ecuación Interna, el software QUAL2K escoge la ecuación que mejor se ajusta por tramo internamente. Para la calibración de este modelo, los mejores resultados lo arrojo la ecuación interna, puesto que esta es la única que permite que las ecuaciones de reaireación puedan ser diferentes entre los tramos (Tabla 4.12).

Tabla 4.12 Parámetros de Calibración del Coeficiente de Reaireación

Estación Número Nombre

Ecuación Ka, 20 (d-1)

1 Jardín Botánico Churchill 5,38 2 Barrio Justicia Owens-Gibbs 43,63 3 Puente Nuevo Owens-Gibbs 29,71 4 Después B. Maracaibo Churchill 6,15 5 Desemb Vereda El Salto Churchill 11,55



4.14

• Demanda de Oxígeno por Sedimentos (KSOD) Los sedimentos presentes en un cauce demandan un consumo de oxígeno que debe ser expresado como una tasa de demanda de oxígeno. Esta constante fue determinada entre los rangos en que puede estar este valor de acuerdo a la calidad del agua del cauce a modelar (Baena, 2003). Los resultados de esta calibración se presentan en la Tabla 4.13.

Tabla 4.13 Parámetros de Calibración de la Demanda Béntica

Tramo Estaciones % de

Cobertura de Bentos

SOD (gO2/m2/d)

1 Jardín Botánico - Barrio Justicia 10 1 2 Barrio Justicia - Puente Nuevo 7 7 3 Puente Nuevo - Después B. Maracaibo 100 8 4 Después B. Maracaibo – Desemb Vereda El Salto 100 10

• Otros Parámetros de Calibración Los demás factores involucrados en la variación del oxígeno disuelto en el río como el consumo por respiración y la producción por fotosíntesis, se calibraron a partir de los rangos típicos sugeridos por el software y en la literatura (Tabla 4.14). Este proceso involucró múltiples simulaciones variando uno a uno cada parámetro y graficando los resultados de las simulaciones hasta obtener la mejor aproximación.

Tabla 4.14 Otros Parámetros de Calibración del Oxígeno Disuelto

Parámetro Valor o

Ecuación Unidades Símbolo

Modelo de Reaireación Interna --- ---

Corrección por temperatura 1.024 --- qa

Oxidación del Carbono 2.69 gO2/gC roc

Nitrificación Amoniacal 4.57 gO2/gN ron Modelo de Inhibición para la Oxidación del Oxígeno en la DBOC Exponencial --- ---

Coeficiente de Oxidación del Oxígeno en la DBOC 0.60 L/mgO2 Ksocf Modelo de Inhibición de Oxígeno para el Proceso de Nitrificación Exponencial --- ---

Parámetro de Inhibición de Oxígeno para el Proceso de Nitrificación 0.60 L/mgO2 Ksona Modelo del Aumento de Oxígeno para el Procesos de Desnitrificación Exponencial --- ---

Parámetro del Aumento de Oxígeno para el Proceso de Desnitrificación 0.60 L/mgO2 Ksodn



4.15

4.6.2.4 Sólidos Suspendidos Inorgánicos La concentración de los sólidos suspendidos inorgánicos se ve afectada por los procesos de se sedimentación.

Smi = – InorgSettl = ii m

Hv

Donde:

vi = velocidad de sedimentación (m/d) mi = concentración de sólidos inorgánicos (mD/L) H = profundidad (m)

La velocidad de sedimentación se determinó según lo sugerido en la literatura y se asumió como un valor global para todos los tramos (vi = 1 m/d). 4.6.2.5 Conductividad Específica La conductividad se modela como una sustancia conservativa que no esta sujeta a reacciones. Por lo tanto su calibración dependerá de las entradas difusas haciendo un balance de masa. 4.6.2.6 Alcalinidad y pH La simulación de la alcalinidad se fundamenta en la fotosíntesis y respiración de las plantas, hidrólisis del nitrógeno y del fósforo, nitrificación y desnitrificación. Que a su vez influencia los valores del pH en una corriente superficial. Como el modelo no contempla los cambios del fitoplancton y las plantas, la alcalinidad y pH se ven sujetos a los cambios debido a las entradas difusas, donde la calibración se basa en un balance de masas. 4.6.2.7 Entradas Difusas Para mejorar la calibración de los parámetros de calidad del agua en el modelo del río Tuluá, se hizo necesario ajustar hoja de Entradas Difusas correspondiente al flujo incremental en los tramos 2 y 4 (Tabla 4.15).



4.16

Tabla 4.15 Entradas Difusas

Tramo Flujo

(m3/s) Temp (°C)


OD (mg/l)

DBO (mg/l)

SSD (mg/l)


pH (unid)

2 1.723 23 200 2.5 15 40 60 7.5 4 1.202 23 200 1.0 30 100 140 7.5

En las Figuras 4.2 a 4.4 se presenta la calibración de los parámetros de conductividad y sólidos suspendidos disueltos; temperatura, DBO y oxígeno disuelto; y alcalinidad y pH respectivamente.

Figura 4.2 Calibración de Conductividad y Sólidos Suspendidos Disueltos

Corriente: Río Tulúa Tramo: Jardín Botánico – Desembocadura Vereda El Salto Fecha: Junio 7 de 2005 Tipo de Régimen: Permanente

Sólidos Suspendidos Disueltos (mg/l)

0

20

40

60

80

100

120

140

0123456789101112131415

SSD Modelo SSD Campo

Jard

ín B

otán

ico

Bar

rio

Just

icia

Puen

te N

uevo

Des

pues

Urb

. M

arac

aibo

Ant

es D

esem

b.

Río

Cau

ca

Conductividad (µS/cm)

0

50

100

150

200

250

300

0123456789101112131415

CE Modelo CE Campo



4.17

Figura 4.3 Calibración de Temperatura, DBO y OD


Temperatura (ºC)

0

5

10

15

20

25

30

0123456789101112131415

Temp Modelo Temp Campo Temp Min Modelo Temp Max Modelo

DBO (mg/l)

0

5

10

15

20

25

30

0123456789101112131415

DBO Modelo DBO Campo

Oxígeno Disuelto(mg/l)

0123456789

10

0123456789101112131415

OD Modelo OD Sat OD Campo OD Mín Modelo OD Max Modelo

Jard

ín B

otán

ico

Bar

rio

Just

icia

Puen

te N

uevo

Des

pues

Urb

. M

arac

aibo

Ant

es D

esem

b.

Río

Cau

ca



4.18

Figura 4.4 Calibración de Alcalinidad y pH


4.6.3 Análisis de la Calibración y Verificación del Modelo del Río Tuluá 4.6.3.1 Modelo Hidrodinámico Como se observa en la Figura 4.1, se obtiene un alto grado la calibración deseada, pero se logra con coeficientes de rugosidad o manning altos en algunas estaciones como Puente Nuevo y Después Urbanización Maracaibo donde se obtiene coeficientes de manning del

Alcalinidad (mg CaCO 3 /l)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0123456789101112131415

Alc Modelo Alc Campo

pH (unidad)

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

0123456789101112131415

pH Modelo pH Campo

Jard

ín B

otán

ico

Bar

rio

Just

icia

Puen

te N

uevo

Des

pues

Urb

. M

arac

aibo

Ant

es D

esem

b.

Río

Cau

ca

Caracterización y Modelación del Río Tuluá Capítulo 5. Aplicación del Modelo QUAL2K


5.1

5 APLICACIÓN DEL MODELO DEL RÍO TULUÁ

5.1 INTRODUCCIÓN La aplicación del modelo del río Tuluá consistió en el pronóstico de la calidad del agua a partir del manejo de los vertimientos líquidos con la construcción de dos escenarios futuros, donde se requirieron base de datos para cada uno de los componentes de interés (caudal, temperatura, OD, DBO5 y sólidos suspendidos disueltos). Los escenarios propuestos para la aplicación del Modelo del Río Tuluá son: • Escenario Crítico. Es el escenario donde se contempla que no se proyecta en el futuro

ningún tipo de tratamiento para los vertimientos, y por lo tanto, los vertimientos líquidos y tributarios aumentan la carga actual de contaminación de acuerdo al crecimiento de la población.

• Escenario Metas de Calidad. En este escenario se contemplan medidas de control,

reflejadas en niveles de tratamiento. A partir de aquí se irá gradualmente disminuyendo el grado de contaminación hasta lograr un valor mínimo de 4.0 mg/l en el río. Por lo cual se hizo necesario la simulación de dos escenarios de metas de calidad.

Las bases de datos que se utilizaron para la aplicación de estos escenarios, son la base de datos con la cual se consideró calibrado el modelo de calidad del río Tuluá para la condición estacional de invierno correspondientes a los datos de la campaña de medición del día 7 de Junio de 2005 y las constantes de calibración hallados, y a los cuales se les denominó Condición Actual, y que corresponden a los modelos de la parte alta entre las estaciones Jardín Botánico – Puente Nuevo, y parte baja entre las estaciones Puente Nuevo – Desembocadura Vereda El Salto. Para los parámetros de conductividad específica, alcalinidad y pH se utilizó el modelo del río Tuluá implementado para el tramo Jardín Botánico – Desembocadura Vereda El Salto, por ser parámetros que se basan en balance de masas y/o que dependen de otros parámetros biológicos que no fueron tenidos en cuenta para este estudio y por lo tanto no se ven afectados por constantes de reacción para todo el tramo de modelación. Mientras que la DBO y el OD si se ven afectados por los coeficientes de reacción debido a las condiciones propias del río Tuluá y por lo tanto se hizo necesario la implementación de dos modelos. Los registros de salida de DBO, temperatura y OD del modelo de la parte alta en la estación



5.2

aguas abajo correspondiente a Puente Nuevo, corresponderá a los datos de entrada para cada año en la estación denominada cabecera que será para este tramo la estación de Puente Nuevo. En la modelación de la calidad del agua se distinguen dos tipos de fronteras, las internas y las externas. Las fronteras externas corresponden a la estación Jardín Botánico ubicada aguas arriba del tramo en estudio y la estación Puente Nuevo ubicada aguas abajo del tramo para el modelo de la parte alta, mientras que para el modelo de la parte baja las fronteras externas corresponden a la estación Puente Nuevo ubicada aguas arriba y la estación Desembocadura Vereda El Salto ubicada aguas abajo. Las fronteras internas en ambos modelos corresponden a descargas combinadas de aguas residuales al río Tuluá en cada uno de los tramos.

5.2 ESCENARIO CRÍTICO En este escenario se plantea que las entradas de agua representadas como descargas combinadas, no contemplen en el futuro ningún tipo de manejo en las aguas y por lo tanto se tendrá un aumento en la carga contaminante. 5.2.1 Fronteras Externas • Modelo Río Tuluá (Tramo: Jardín Botánico – Desembocadura Vereda El Salto) La frontera externa aguas arriba corresponden a la estación conocida como Jardín Botánico (Estación 1), la base de datos de esta frontera se mantiene igual que el escenario actual por la baja incidencia de población que actualmente presenta (Tabla 5.1).

Tabla 5.1 Características Hidráulicas y de Calidad del Agua de la Frontera Externa Aguas Arriba: Jardín Botánico (Escenario Crítico Modelo Río Tuluá)

Estación Flujo

(m3/s) Temp (°C)


OD (mg/l)

DBO (mg/l)

SSD (mg/l)


pH (unid)

Jardín Botánico 14.6 17.7 141.93 8.77 1.5 107 81 7.9 • Modelo Parte Alta del Río Tuluá (Tramo: Jardín Botánico – Puente Nuevo) Al igual que el modelo del río Tuluá en el tramo Jardín Botánico – Desembocadura Vereda El Salto, la frontera externa aguas arriba corresponde a la Estación 1 conocida como Jardín Botánico (Tabla 5.2).



5.3

Tabla 5.2 Características Hidráulicas y de Calidad del Agua de la Frontera Externa Aguas Arriba: Jardín Botánico (Escenario Crítico Modelo Parte Alta Río Tuluá)

Estación Flujo

(m3/s)Temp (°C)

OD (mg/l)

DBO (mg/l)

Jardín Botánico 14.6 17.7 8.77 1.5 • Modelo Parte Baja del Río Tuluá (Tramo: Puente Nuevo – Desembocadura

Vereda El Salto ) En el modelo de la parte baja del río Tuluá, la frontera externa aguas arriba corresponde a la estación conocida como Puente Nuevo (Estación 3) y la base de datos de esta frontera corresponde a los registros de salida del modelo de la parte alta en la estación externa aguas abajo correspondiente a la Estación 3 (Puente Nuevo) (Tabla 5.3).

Tabla 5.3 Características Hidráulicas y de Calidad del Agua de la Frontera Externa Aguas Arriba: Puente Nuevo (Escenario Crítico Modelo Parte Baja Río Tuluá)

Año Flujo

(m3/s)Temp (°C)

OD (mg/l)

DBO (mg/l)

2008 8.26 18.8 7.47 6.26 2009 18.81 7.46 6.35 2010 18.82 7.45 6.44 2015 18.86 7.41 6.93 2020 18.91 7.36 7.48

5.2.2 Fronteras Internas Las fronteras internas del modelo corresponden a los cauces tributarios, las descargas de aguas residuales combinadas, las extracciones de agua y a flujos que representan el intercambio entre el cauce principal y el acuífero (flujo incremental). Las entradas puntuales correspondientes a las descargas de aguas residuales, se realizó con base en el crecimiento geométrico de la población a una tasa de 1.14% (Alcaldía de Tuluá, 2004) a escenarios de 3, 4, 5, 10 y 15 años. En la Tabla 5.4 se presenta se presenta la información hidráulica y de calidad del agua de los de las entradas difusas en las que se asumió un crecimiento del 1% por año en términos de contaminación por no disponer información acerca de este tipo de entrada; y en la Tabla 5.5 a 5.9 se presenta la información correspondiente a las entradas puntuales de agua al río Tuluá



5.4

bajo una condición crítica a los años proyectados, teniendo como base la información obtenida en la calibración de los Modelos del río Tuluá, parte alta del río Tuluá y parte baja del río Tuluá.

Tabla 5.4 Entradas Difusas (Escenario Crítico)

Año 2008 2009 2010 2015 2020 Tramo 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 Flujo (m3/s) 1.775 1.238 1.793 1.251 1.811 1.263 1.903 1.328 2.0 1.395 Temp (°C) 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 Conductividad (umhons)

206.06 206.06 208.12 208.12 210.20 210.20 220.92 220.92 232.19 232.19

OD (mg/l) 2.5 1.0 2.5 1.0 2.5 1.0 2.5 1.0 2.5 1.0 DBO (mg/l) 15.46 30.91 15.61 31.22 15.77 31.53 16.57 33.14 17.42 34.83 SSD (mg/l) 41.21 103.03 41.62 104.06 42.04 105.10 44.19 110.46 46.44 116.10 Alcalinidad (mg CaCO3/l)

60 140 60 140 60 140 60 140 60 140

pH (unid) 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5

Tabla 5.5 Características Hidráulicas y de Calidad del Agua de Tributarios al Río Tuluá (Escenario Crítico Año 2008)

Flujo

Lateral Flujo

(m3/s) Temp(°C)


OD (mg/l)

DBO (mg/l)

SSD (mg/l)

Alcalinidad (mg

CaCO3/l)

pH (unid)

Planta El Rumor -4.0000 Sobrante El Rumor 2.5000 17.70 141.3 8.77 1.5 107 81 7.90Bocatoma Sn Carlos -3.0356 AR Barrio Fátima 0.0746 17.80 579.37 0.00 65.08 413.84 100.00 7.00AR Barrio Fátima 2 0.0052 17.50 579.37 0.00 65.08 413.84 100.00 7.00AR Barrio La Victoria 0.0052 17.50 579.37 0.00 65.08 413.84 100.00 7.00AR Barrio La Rivera 0.0124 17.50 579.37 0.00 65.08 413.84 100.00 7.00AR Barrio Villanueva 0.0062 17.50 579.37 0.00 65.08 413.84 100.00 7.00AR Barrio La Trinidad 0.0451 17.00 579.37 0.00 257.72 413.84 100.00 7.10AR Barrio La Graciela 0.0103 17.50 579.37 0.00 65.08 413.84 100.00 7.00AR Portales Río y Levapán 0.2100 17.40 579.37 0.00 474.88 413.84 100.00 7.43

AR Portales del Río 0.2101 17.40 579.37 0.00 384.14 413.84 100.00 7.10AR Urb Bosque de Maracaibo 0.0748 18.10 579.37 0.00 301,27 413.84 100.00 7.08

La Rafaela -0.0721



5.5


Flujo

Lateral Flujo

(m3/s) Temp (°C)


OD (mg/l)

DBO (mg/l)

SSD (mg/l)

Alcalinidad (mg

CaCO3/l)

pH (unid)


AR Portales del Río 0.2125 17.40 585.98 0.00 388.52 418.56 100.00 7.10AR Urb Bosque de Maracaibo 0.0757 18.10 585.98 0.00 304.71 418.56 100.00 7.08

La Rafaela -0.0721


Flujo

Lateral Flujo

(m3/s) Temp (°C)


OD (mg/l)

DBO (mg/l)

SSD (mg/l)

Alcalinidad (mg

CaCO3/l)

pH (unid)



La Rafaela -0.0721



5.6


Flujo

Lateral Flujo

(m3/s) Temp (°C)


OD (mg/l)

DBO (mg/l)

SSD (mg/l)

Alcalinidad (mg

CaCO3/l)

pH (unid)



La Rafaela -0.0721


Flujo Lateral

Flujo (m3/s)

Temp (°C)


OD (mg/l)

DBO (mg/l)

SSD (mg/l)

Alcalinidad (mg

CaCO3/l)

pH (unid)



La Rafaela -0.0721



5.7

5.2.3 Resultados En la Figura 5.1 se presenta los resultados de la simulación de los sólidos suspendidos disueltos (SSD), DBO5 y el oxígeno disuelto correspondiente al Escenario Crítico y su comparación con los resultados arrojados por el modelo calibrado correspondiente al Escenario Actual en el río Tuluá. Los sólidos disueltos se modelan como un componente conservativo por lo que su aumento en el escenario crítico es proporcional a la concentración determinada en la campaña de campo; para los años 2010, 2015 y 2012 correspondientes a los escenarios a 5, 10 y 15 años, los SSD en la desembocadura aumentarán en un 7, 10 y 13% llegando a concentraciones de 109.86, 112.8 y 116.06 mg/l respectivamente. La mayor concentración de DBO5 sobre el río Tuluá se encuentra en el tramo 3 localizado entre las estaciones Puente Nuevo – Después Urbanización Maracaibo como consecuencia de las descargas de aguas residuales del barrio Portales y urbanización Maracaibo y las aguas residuales industriales de Levapan, que aunque ya implementó un sistema de tratamiento no está en pleno funcionamiento actualmente. Al final del recorrido se observa que la concentración de DBO sufre una estabilización debido a las descargas producidas, y por lo tanto el incremento sino no se controlan las descargas al final del tramo de estudio en la estación Antes Desembocadura para los años 2010, 2015 y 2020 será de un 6.9, 18.1 y 30.8% respectivamente con relación a la condición actual. En cuanto al oxígeno disuelto, si no se implementa ningún sistema de tratamiento a las descargas en la zona plana del municipio, el río Tuluá entre las estaciones Jardín Botánico y Después Urbanización Maracaibo garantizaría para todos los años futuros, incluso hasta el año 2020, un oxígeno por encima de la norma establecida en el Decreto 1594/84 para conservación de flora y fauna, aunque se observa un tendencia descendente en la concentración de OD la cual se hace más acuciante a partir de la segunda estación de monitoreo (Barrio Justicia) debido a que a partir de esta estación comienza las descargas de aguas residuales del municipio de Tuluá y el oxígeno disuelto comienza a disminuir como resultado de la oxidación de la materia orgánica y demanda por parte del bentos. Sin embargo a partir de la estación Después Urbanización Maracaibo hasta la estación Desembocadura Vereda El Salto los niveles de oxígeno llegan a 2.55, 2.25 y 1.96 mg/l para los escenarios a 5 (año 2010), 10 (año 2015) y 15 años (año 2020), niveles que están por debajo de lo establecido para conservación de flora y fauna según el Decreto 1594/84. En la Figura 5.2 se presenta los resultados de la simulación de la conductividad específica, alcalinidad y pH correspondiente al Escenario Crítico y su comparación con los resultados arrojados por el modelo calibrado correspondiente al Escenario Actual en el río Tuluá.



5.8

Figura 5.1 Escenario Crítico del Modelo de Calidad del Agua del Río Tulúa Tramo: Jardín Botánico – Desemb. Vereda El Salto Tipo de Régimen: Permanente

Sólidos Suspendidos Disueltos (mg/L)

90

95

100

105

110

115

120

0123456789101112131415

Esc Actual 2008 2009 2010 2015 2020

DBO (mg/l)

0

5

10

15

20

25

30

35

0123456789101112131415

Esc Actual 2008 2009 2010 2015 2020

Oxígeno Disuelto(mg/l)

0123456789

10

0123456789101112131415

DO sat Esc Actual 2008 2009 2010 2020 2020

Jard

ín B

otán

ico

Bar

rio Ju

stic

ia

Puen

te N

uevo

Des

pues

Urb

. M

arac

aibo

Des

emb



5.9

Figura 5.2 Escenario Crítico del Modelo de Calidad del Agua del Río Tulúa

Tramo: Jardín Botánico – Desemb. Vereda El Salto Tipo de Régimen: Permanente

Conductividad (µS/cm)

140

150

160

170

180

190

200

210

220

0123456789101112131415

Esc Actual 2008 2009 2010 2015 2020

Alcalinidad (mg CaCO 3 /l)

74

76

78

80

82

84

86

88

0123456789101112131415

Esc Actual 2008 2009 2010 2015 2020

pH (unidad)

7,0

7,1

7,2

7,3

7,4

7,5

7,6

0123456789101112131415

Esc Actual 2008 2009 2010 2015 2020

Jard

ín B

otán

ico

Bar

rio Ju

stic

ia

Puen

te N

uevo

Des

pues

Urb

. M

arac

aibo

Des

emb.



5.10

Los parámetros de la conductividad específica y la alcalinidad aumentan en el escenario crítico proporcional al aumento en la concentración presente en el escenario actual debido a la simulación de tipo genérico donde estos componentes no sufren ninguna reacción. Para los años 2010, 2015 y 2020 se pronostican un aumento en un 7, 11 y 15% respectivamente en la Estación 5 (Desembocadura Vereda El Salto). En cuanto a la alcalinidad y pH su respuesta se debe a que sus concentraciones dependen de otros parámetros como es el fitoplancton y las algas que no se tuvieron en cuenta para la implementación del modelo del río Tuluá y por lo tanto en diferentes escenarios no se observa prácticamente ninguna diferencia.

5.3 ESCENARIO METAS DE CALIDAD Los diferentes tipos de control que se ejerzan sobre una cuenca se ve reflejado en una disminución en las concentraciones de contaminación arrojadas en la misma, es por esto, que en este escenario se presentan una serie de opciones de tratamiento que contribuyen a la recuperación o mejoría de corriente superficial en estudio, optimización de los procesos de producción, disminución de consumos de agua, entre otros factores involucrados dentro de la producción más limpia. 5.3.1 Tratamiento Primario El pronóstico de la calidad del agua del río Tuluá, se efectuó a partir de la construcción de escenarios futuros de metas de calidad, considerando el crecimiento de la población y el manejo de los vertimientos líquidos dependiendo de la entrada en funcionamiento de la planta de tratamiento de aguas residuales de tipo primario diseñada para el municipio de Tuluá. Cada escenario con fines de pronóstico requirió de una base de datos de los componentes de simulación (caudal, temperatura, DBO5 y OD), en las fronteras internas y externas del modelo. A continuación se presenta las bases de datos de las fronteras externas e internas de calidad de agua necesarias para representar el Escenario de Metas de Calidad, teniendo como base la información obtenida en la calibración del Modelo del Río Tuluá considerado como el Escenario Actual. 5.3.1.1 Fronteras Externas • Modelo Río Tuluá (Tramo: Jardín Botánico – Desembocadura Vereda El Salto) En la Tabla 5.10 se muestra la información de las fronteras externas aguas arriba, la cual corresponde a la cabecera de la corriente a modelar: Jardín Botánico. Esta información se tomó de los mismos registros de calidad del Escenario Actual, por considerarse una estación



5.11

con buena calidad del agua, donde aguas arriba no existen actualmente vertimientos que pudieran alterar esta condición y se asume que no realizarán vertimientos directos al río Tuluá.

Tabla 5.10 Fronteras Externas Aguas Arriba: Jardín Botánico (Escenario Metas de Calidad Modelo Río Tuluá)

Estación Flujo

(m3/s) Temp (°C)


OD (mg/l)

DBO (mg/l)

SSD (mg/l)


pH (unid)

Jardín Botánico 14.6 17.7 141.3 8.77 1.5 107 81 7.9 • Modelo Parte Alta del Río Tuluá (Tramo: Jardín Botánico – Puente Nuevo) Al igual que el modelo del río Tuluá en el tramo Jardín Botánico – Desembocadura Vereda El Salto, la frontera externa aguas arriba corresponde a la estación conocida como Jardín Botánico (Estación 1), la base de datos de esta frontera se mantiene igual que el escenario actual por la baja incidencia de población que actualmente presenta (Tabla 5.11). Tabla 5.11 Características Hidráulicas y de Calidad del Agua de la Frontera Externa

Aguas Arriba: Jardín Botánico (Escenario Metas Modelo Parte Alta Río Tuluá)

Estación Flujo

(m3/s)Temp (°C)

OD (mg/l)

DBO (mg/l)

Jardín Botánico 14.6 17.7 8.77 1.5 • Modelo Parte Baja del Río Tuluá (Tramo: Puente Nuevo – Desembocadura

Vereda El Salto ) En el modelo de la parte baja del río Tuluá, la frontera externa aguas arriba corresponde a la estación conocida como Puente Nuevo (Estación 3) y la base de datos de esta frontera se corresponde a los registros de salida del modelo de la parte alta en la estación externa aguas abajo correspondiente a la Estación 3 (Puente Nuevo) (Tabla 5.12). 5.3.1.2 Fronteras Internas Las remociones en términos de DBO5 y sólidos suspendidos se realizaron teniendo en cuenta que se implementen sistemas de tratamiento de tipo secundario donde los objetivos están dirigidos a la remoción de DBO, sólidos suspendidos y patógenos (Romero, 2000), y de acuerdo al artículo 72 del Decreto 1594/84 donde se establece que todo vertimiento a un cuerpo de agua deberá cumplir con los criterios presentados en la Tabla 5.13.



5.12

Tabla 5.12 Características Hidráulicas y de Calidad del Agua de la Frontera Externa Aguas Arriba: Puente Nuevo (Escenario Metas Modelo Parte Baja Río Tuluá)

Año Flujo

(m3/s)Temp (°C)

OD (mg/l)

DBO (mg/l)

2008 8.26 18.78 7.566 6.53 2009 18.78 7.565 6.55 2010 18.78 7.565 6.58 2015 18.77 7.562 6.76 2020 18.77 7.559 6.90

Tabla 5.13 Remociones Establecidas en el Decreto 1594/84

Referencia Usuario Existente Usuario Nuevo pH 5-9 5-9 Temperatura ≤ 40ºC ≤ 40ºC Material Flotante Ausente Ausente Grasas y Aceites Remoción ≥ 80% en carga Remoción ≥ 80% en carga Sólidos Suspendidos Remoción ≥ 50% en carga Remoción ≥ 80% en carga DBO para Desechos Domésticos Remoción ≥ 30% en carga Remoción ≥ 80% en carga DBO para Desechos Industriales Remoción ≥ 20% en carga Remoción ≥ 80% en carga

Las entradas puntuales correspondientes a las descargas de aguas residuales, se realizó con base en el crecimiento geométrico de la población a una tasa de 1.14% (Alcaldía de Tuluá, 2004) a escenarios de 3, 4, 5, 10 y 15 años, y a los porcentajes de remoción de 30 y 50% en DBO y SS respectivamente de acuerdo a la entrada en funcionamiento de la planta a 3, 4, 5, 10 y 15 años. La concentración de conductividad se determinará con base en lo recomendado por Hanna (2005)1, mientras que la temperatura, alcalinidad y pH se dejó igual que en la condición actual debido a que estos sistemas de tratamientos no afectan estos parámetros, al igual que a las entradas difusas, puesto que no se ingerencia en el control de estas entradas (Tabla 5.14).

Tabla 5.14 Entradas Difusas (Escenario Metas de Calidad)

Tramo Flujo

(m3/s) Temp (°C)


OD (mg/l)

DBO (mg/l)

SSD (mg/l)


pH (unid)

2 1.723 19 200 2.5 15 40 60 7.5 4 1.202 19 200 1.0 30 100 140 7.5

1 De acuerdo con Hanna, 1 µS/cm = 1 mg/l SSD

Caracterización y Modelación del Río Tuluá Capítulo 6. Conclusiones y Recomendaciones


6.1

6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1 CONCLUSIONES En este estudio se efectuó la caracterización y la modelación de la calidad del agua del río Tuluá en el tramo Jardín Botánico – antes Desembocadura al Río Cauca en una longitud aproximada de 14.4 km, con base en el análisis de la información recopilada y obtenida de la CVC principalmente, la Universidad del Valle, ldeam y Cinara de los principales aspectos climatológicos, hidrológicos y de calidad del agua. En el tramo en estudio confluyen el sobrante de agua de la asignación de la Planta El Rumor y 10 descargas de aguas residuales. Esta caracterización se considera de suma importancia para la Modelación de Calidad del Agua del río Tuluá, lo cual permitirá llevar a cabo una adecuada esquematización del sistema. Las conclusiones más destacadas del estudio son los siguientes: • En general el régimen anual de caudales del río Tuluá sigue la distribución de las lluvias,

presentando dos períodos húmedos entre los meses de Abril - Junio y Octubre – Diciembre y dos períodos de estiaje entre los meses de Enero – Marzo y Julio – Septiembre. Con muy pocas excepciones, los caudales máximos ocurren durante los meses de Mayo y Noviembre, y los caudales mínimos en los meses de Agosto y Septiembre.

• El análisis de los principales usos del recurso hídrico en la cuenca del río Tuluá permitió

establecer que el agua es empleada como fuente de abastecimiento para uso agrícola principalmente y como fuente receptora de los vertimientos generados en la cabecera del municipio de Tuluá. Los usos predominantes de abastecimiento del agua son el Agrícola con un 88.8%, el Consumo humano previo tratamiento Convencional con 10.5% y el Industrial con 0.6%, del total de las concesiones del Río reportadas por la CVC en el año 2003.

• Teniendo en cuenta la calidad del agua del río Tuluá, la zona en estudio se puede dividir

en tres tramos: Antes San Marcos – Jardín Botánico, Jardín Botánico – Barrio Justicia y Barrio Justicia –Desembocadura Vereda El Salto.

El primer tramo correspondiente Antes San Marcos – Jardín Botánico se caracteriza por presentar una calidad de agua con concentraciones promedias de oxígeno disuelto por

Caracterización y Modelación del Río Tuluá Capítulo 6. Conclusiones y Recomendaciones


6.2

encima de 7.3 mg/l en ambas condiciones estacionales, como resultado de que en este tramo no recibe descargas de agua residuales directas al río. En el tramo Jardín Botánico – Barrio Justicia, aunque los niveles de oxígeno se encuentran por encima los 7.0 mg/l en ambas condiciones estacionales, se observa una actividad importante en relación a la extracción de material del lecho del río. El tramo Barrio Justicia – Desembocadura Vereda El Salto corresponde a la zona plana del municipio y donde se inicia la descarga de aguas residuales a lo largo del río, llegando a niveles de 2.5 y 5.53 mg/l en la condiciones de verano e invierno respectivamente.

• El OD es mayor a 4 mg/l en todas las estaciones monitoreadas, excepto en Después Urbanización Maracaibo y Desembocadura Vereda El Salto en la condición de Verano, el cual es el requisito mínimo requerido para la protección de fauna y flora de acuerdo con el Decreto 1594/84. Estos niveles bajos en las dos últimas estaciones sobre el río Tuluá, evidencian el impacto del vertimiento de las aguas residuales sobre el río en su paso por la ciudad, lo cual se hace más evidente en la condición de verano.

• En dicho estudio se encontró que para la condición estacional de Verano entre las

estaciones Antes San Marcos y Jardín Botánico el agua se puede destinar para abastecimiento, recreación y piscicultura; posteriormente se presenta un deterioro de la calidad del agua y esta se puede destinar en el tramo Jardín botánico - Barrio Justicia para riego, industria y abastecimiento con tratamiento especial.

En la condición estacional de invierno, entre las estaciones Antes San Marcos y Jardín Botánico el agua se puede destinar para riego, industria y abastecimiento con tratamiento especial, y entre esta última y Barrio Justicia para navegación y refrigeración. En las dos últimas estaciones (Después Urbanización Maracaibo y Antes Desembocadura) el agua no puede usarse de acuerdo con la clasificación establecida para los diferentes usos del agua.

• De acuerdo con los resultados del ICA de CETESB para el período 2000 – 2005 en invierno odas las estaciones de monitoreo presentan una mala calidad, excepto en la estación Jardín Botánico en dos oportunidades, y en la desembocadura que presenta en una ocasión una pésima calidad. Es importante resaltar que en todas las estaciones en el mes de noviembre del 2001 presentó una mala calidad y en la desembocadura una pésima calidad del agua.

Para la condición de verano durante el período evaluado (2000 – 2005), la estación de monitoreo de Jardín Botánico presenta una calidad de buena a regular, mientras que las estaciones Barrio Justicia y Puente Nuevo presenta una calidad de regular a mala; y las dos últimas estaciones monitoreadas, Después Urbanización Maracaibo y Antes Desembocadura, presentan una mala y pésima calidad. En esta condición estacional se

Caracterización y Modelación del Río Tuluá Capítulo 7. Bibliografía


7.1

7 BIBLIOGRAFÍA Alcaldía Municipal de Tuluá. (2004). Anuario Estadístico Tuluá 2004. Tuluá. Colombia. 120 p. Baena, L.M. (2005). Evaluación Integral de la Calidad del Agua del Embalse Sara – BRUT. Corporación Autónoma del Valle del Cauca. Subdirección del Conocimiento Ambiental Territorial. Laboratorio Ambiental. 41. Bowie, G.L., Mills, W.B., Porcella, D.B., Campbell, C.L., Pagenkopf, J.R., Rupp, G.L., Johnson, K.M., Chan, P.W.H., Gherini, S.A. and Chamberlin, C.E. (1985). Rates, Constants, and Kinetic Formulations in Surface Water Quality Modeling. U.S. Envir. Prot. Agency, ORD, Athens, GA, ERL, EPA/600/3-85/040. Brown, L.C., and Barnwell, T.O. (1987). The Enhanced Stream Water Quality Models QUAL2E and QUAL2E-UNCAS, EPA/600/3-87-007, U.S. Environmental Protection Agency, Athens, GA, 189 pp. Brown, L.C. y Barnell, T.O. (1985). Computer Program Documentation for the Enheanced Stream Water Quality Model QUAL2E. U.S. Enviromental Protection Agency, Environmental Research Laboratiry, Athens, GA, EPA/600-3-85/065. Caicedo, R.M. y Medina A.E. (2005). Sistema de Información Geográfica de la Cuenca del Río Tuluá. CVC. Subdirección de Conocimiento Ambiental Territorial, Grupo Balance Ambiental. 94 p. Chapra, S.C. 1997. Surface water quality modeling. New York, McGraw-Hill. Covar, A. P. 1976. "Selecting the Proper Reaeration Coefficient for Use in Water Quality Models." Presented at the U.S. EPA Conference on Environmental Simulation and Modeling, April 19-22, 1976, Cincinnati, OH. CVC. (2003). Resolución No. SGA 006 del 17 de Enero 2003. Subdirección de Gestión Ambiental, Grupo de Recursos Hídricos. Cali. 8 p. CVC. (1999). Plan de Ordenamiento ambiental de las Cuencas Hidrográficas de los Ríos Tuluá y Morales. Subdirección de Planeación. Cali. 99 p.

Caracterización y Modelación del Río Tuluá Anexo 1. Estadística Descriptiva Climatológica


ANEXO 1

ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA DE LOS PARÁMETROS DE PRECIPITACIÓN Y EVAPORACIÓN TOTAL, HUMEDAD

RELATIVA Y TEMPERATURA MÍNIMA, MEDIA Y MÁXIMA EN LA ESTACIÓN ACUEDUCTO TULUÁ


Media 78,3 93,9 129,2 144,0 129,6 78,2 50,8 62,7 108,0 164,9 145,7 83,7Error típico 7,5 8,9 8,3 9,7 9,6 7,0 5,6 6,4 8,4 10,9 9,8 6,9Mediana 58,5 86,0 126,5 144,0 123,5 71,0 48,5 58,5 90,0 166,5 132,0 80,0Moda 46 140 --- 94 167 45 31 62 55 144 119 148Desviación Estándar 46,4 55,6 51,4 59,8 59,4 43,2 34,7 39,4 51,7 66,9 60,6 42,5Varianza de la Muestra 2156,4 3096,3 2639,4 3574,2 3523,0 1869,7 1207,4 1555,9 2669,6 4481,3 3668,4 1803,2Curtosis -1,3 0,5 -0,6 0,0 3,6 -0,5 -0,7 -0,2 -0,4 -0,6 -0,3 -1,0Coeficiente de Asimetría 0,3 0,7 0,0 0,6 1,2 0,5 0,4 0,6 0,6 0,1 0,3 0,4Coeficiente de variación 59,3 59,3 39,8 41,5 45,8 55,3 68,4 62,9 47,8 40,6 41,6 50,8Rango 155 242 214 277 321 161 134 164 198 271 257 140Mínimo 13 11 19 23 19 10 0 0 25 43 25 22Máximo 168 253 233 300 340 171 134 164 223 314 282 162Número de Datos 38 39 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38


Media 114,9 110,6 119,7 102,8 97,9 94,1 109,4 118,5 113,0 103,1 94,9 101,6Error típico 3,2 3,8 3,6 3,2 2,6 2,7 3,0 3,6 3,1 3,5 3,2 2,7Mediana 113,8 112,2 122,4 104,4 100,0 90,6 109,6 117,2 114,2 106,2 94,8 103,3Moda --- --- 130,3 104,4 --- 88 --- 117,2 104 --- 106,9 ---Desviación Estándar 19,7 23,0 21,6 19,7 15,7 16,2 18,4 22,0 19,0 21,5 19,3 16,6Varianza de la Muestra 389,8 527,6 467,2 387,7 245,7 262,3 337,8 482,6 359,9 460,8 372,6 276,2Curtosis 0,7 0,1 1,0 1,0 0,7 0,5 0,8 -0,4 1,7 -0,6 0,6 -0,4Coeficiente de Asimetría 0,0 0,1 -0,4 0,1 -0,6 0,4 0,2 -0,1 -0,2 -0,4 0,0 0,0Coeficiente de variación 17,2 20,8 18,1 19,1 16,0 17,2 16,8 18,5 16,8 20,8 20,3 16,4Rango 96,2 105,2 114,8 96,9 74,1 75 86,5 92,2 101,7 81,6 84,7 69Mínimo 62,5 61,4 58,1 59,9 57,3 57,4 66,2 71,2 64,5 57,7 54,4 64Máximo 158,7 166,6 172,9 156,8 131,4 132,4 152,7 163,4 166,2 139,3 139,1 133Número de Datos 37 37 37 37 37 36 37 38 38 37 37 37


Media 16,9 16,7 16,9 17,2 17,2 17,0 16,8 16,8 17,0 16,8 16,5 16,8Error típico 0,2 0,2 0,2 0,3 0,2 0,2 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2Mediana 17,0 16,5 17,0 17,2 17,2 17,0 16,5 17,0 17,0 17,0 16,2 17,2Moda 17 16 17,5 18 17 17 16 17 17 17 16 17,5Desviación Estándar 1,0 1,1 1,1 1,4 1,0 1,0 1,3 0,9 0,9 0,9 1,0 1,1Varianza de la Muestra 1,0 1,1 1,3 1,8 1,0 1,0 1,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,1Curtosis -0,5 -1,1 -0,6 0,1 0,3 -0,2 0,8 -0,2 0,2 -0,5 -0,9 2,7Coeficiente de Asimetría -0,1 -0,2 0,1 -0,6 0,1 -0,1 0,9 0,2 -0,1 -0,5 0,2 -1,4Coeficiente de variación 6,0 6,4 6,8 7,8 5,7 5,7 7,6 5,4 5,2 5,6 5,8 6,3Rango 4 3,4 4,1 5,6 4,2 4 5,4 3,5 3,5 3,5 3,2 4,7Mínimo 15 15 15 14 15,2 15 15 15 15 15 15 13,5Máximo 19 18,4 19,1 19,6 19,4 19 20,4 18,5 18,5 18,5 18,2 18,2Número de Datos 25 23 25 25 26 27 26 24 25 25 25 24

PRECIPITACIÓN TOTAL

EVAPORACIÓN TOTAL

TEMPERATURA MÍNIMA


Media 24,2 24,4 24,4 24,0 23,8 24,0 24,4 24,5 24,2 23,5 23,4 23,8Error típico 0,2 0,2 0,2 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2Mediana 24,3 24,5 24,5 23,9 24,0 23,9 24,4 24,5 24,1 23,6 23,3 23,8Moda 24,3 23,5 24,8 23,6 24,5 23,8 24,2 24,5 24,5 22,9 22,9 23,8Desviación Estándar 1,3 1,2 1,1 0,9 0,8 0,9 0,9 1,1 1,3 1,0 1,0 0,9Varianza de la Muestra 1,6 1,5 1,2 0,8 0,6 0,9 0,9 1,3 1,7 0,9 0,9 0,8Curtosis -0,2 -0,8 -0,3 -0,9 -1,1 -0,6 -0,4 -0,3 0,9 -1,1 -0,5 -0,1Coeficiente de Asimetría -0,4 0,1 0,1 0,2 0,0 0,3 -0,1 0,4 0,7 0,0 -0,4 -0,4Coeficiente de variación 5,2 4,9 4,5 3,6 3,4 3,9 3,9 4,7 5,3 4,1 4,1 3,8Rango 5,1 4,3 4,5 3,1 3 3,5 3,9 4,8 5,8 3,2 3,7 3,5Mínimo 21,2 22,4 22,5 22,6 22,4 22,5 22,2 22,6 22,3 22 21,3 21,9Máximo 26,3 26,7 27 25,7 25,4 26 26,1 27,4 28,1 25,2 25 25,4Número de Datos 33 34 34 34 33 34 34 35 35 35 35 33


Media 33,1 33,4 33,8 32,7 32,4 32,5 33,5 33,5 33,0 31,9 32,0 32,1Error típico 0,5 0,6 0,5 0,3 0,4 0,5 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4Mediana 33,0 32,8 33,3 32,5 32,3 32,0 34,0 33,9 33,0 31,9 31,8 32,0Moda 33 32 34 32 33 32 35 33 33 31 30 32Desviación Estándar 2,1 2,4 2,0 1,5 1,8 2,1 1,8 2,1 2,1 2,0 2,0 1,7Varianza de la Muestra 4,6 5,6 3,8 2,3 3,1 4,4 3,1 4,3 4,3 4,1 4,1 2,9Curtosis 1,6 -0,3 0,9 4,7 4,6 0,2 -0,6 -0,5 0,8 3,3 0,7 4,9Coeficiente de Asimetría 0,5 0,7 1,1 1,8 1,6 0,8 -0,1 -0,3 -0,1 1,3 1,0 1,6Coeficiente de variación 6,5 7,1 5,8 4,6 5,5 6,5 5,2 6,2 6,3 6,3 6,3 5,3Rango 9,5 8,1 7,1 6,9 8,1 7,6 6,5 7,5 9 9,4 7,5 8,3Mínimo 29 30,4 31,4 30,6 29,9 29,4 30,5 29,5 28,5 28,6 29,5 29,2Máximo 38,5 38,5 38,5 37,5 38,0 37,0 37,0 37,0 37,5 38,0 37,0 37,5Número de Datos 18 18 18 19 20 21 20 17 17 20 18 20


Media 78,7 77,5 79,0 81,8 82,6 80,4 77,5 76,6 77,7 81,1 82,8 82,1Error típico 1,4 1,4 1,2 1,0 0,9 1,1 1,3 1,3 1,3 1,0 0,8 1,1Mediana 78 77 78 81 82 79,5 76 75,3 77 81 82 81,5Moda 78 80 75 81 82 78 75 72 77 80 81 80Desviación Estándar 7,6 7,9 6,6 5,3 5,0 6,2 7,1 7,0 7,2 5,4 4,5 5,9Varianza de la Muestra 57,1 61,9 43,6 28,5 24,6 38,2 51,1 48,6 51,6 28,9 20,4 34,6Curtosis -0,1 0,5 -0,3 -0,4 -0,7 -0,9 -0,8 -0,6 0,1 0,4 -0,6 -0,7Coeficiente de Asimetría 0,2 0,1 0,4 0,5 0,5 0,4 0,2 0,3 0,0 -0,3 0,5 0,1Coeficiente de variación 9,6 10,2 8,4 6,5 6,0 7,7 9,2 9,1 9,3 6,6 5,5 7,2Rango 33 35 26 20 18 21,4 25,4 28 32 24 17 22Mínimo 62 58 66 73 75 70 66 63 60 67 76 70Máximo 95 93 92 93 93 91,4 91,4 91 92 91 93 92Número de Datos 30 30 30 29 29 30 30 31 31 30 29 30

TEMPERATURA MÁXIMA

HUMEDAD RELATIVA

TEMPERATURA MEDIA

Caracterización y Modelación del Río Tuluá Anexo 2. Estadística Descriptiva


ANEXO 2

ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA DE LOS PARÁMETROS DE CALIDAD DE AGUA DE LAS ESTACIONES SOBRE EL RÍO

TULUÁ

pH Temperatura Color Turbiedad Sólidos Totales

Sólidos Suspendidos

Sólidos Disueltos DBO DQO Oxígeno

DisueltoDureza Total

Dureza Cálcica

Dureza Magnésica Calcio Magnesio Alcalinidad

Total Bicarbonatos Conductancia Específica

unidad. ºC unidad. F.T.U. mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l uS/cmMedia 7,79 17,07 206,67 1649,38 2809,38 2015,39 793,99 --- 32,89 7,51 73,97 55,50 18,47 22,20 4,44 122,96 150,01 164,03Error Típico 0,14 0,92 159,11 1332,31 2297,85 1641,74 658,20 --- 20,38 0,32 6,44 4,95 3,51 1,98 0,84 56,65 69,11 40,43Mediana 7,92 18,00 45,00 158,00 313,00 196,75 141,25 --- 7,99 7,30 69,52 55,26 19,04 22,08 4,57 72,76 88,76 140,15Moda --- 18,00 25,00 --- --- --- --- --- --- 7,00 --- --- --- --- --- --- --- ---Desviación Estándar 0,40 2,76 389,74 3768,33 6499,31 4643,54 1861,67 --- 57,65 0,97 18,21 14,01 9,93 5,61 2,39 160,23 195,48 114,34Varianza de la Muestra 0,16 7,61 151896,67 14200325,70 42241064,3 21562467,89 3465801,38 --- 3323,2 0,93 331,73 196,37 98,67 31,45 5,70 25674,62 38213,33 13074,25Curtosis -0,95 0,34 5,88 7,50 7,87 7,76 8,00 --- 6,47 -0,57 0,59 0,31 -0,75 0,31 -0,76 7,82 7,82 3,05Coeficiente de Asimetría -0,45 -1,15 2,42 2,72 2,80 2,77 2,83 --- 2,52 -0,33 -0,56 0,62 -0,59 0,62 -0,59 2,79 2,79 1,14Rango 1,15 8,30 975,00 10854,00 18697,00 13409,20 5295,00 --- 168,99 2,97 57,47 43,27 27,81 17,31 6,67 469,47 572,75 402,30Mínimo 7,15 12,00 25,00 26,00 154,00 40,80 106,00 --- 1,96 5,80 40,16 37,97 2,19 15,19 0,53 48,53 59,21 110,00Máximo 8,30 20,30 1000,00 10880,00 18851,00 13450,00 5401,00 --- 170,95 8,77 97,63 81,24 30,00 32,50 7,20 518,00 631,96 402,30Suma 62,32 153,60 1240,00 13195,00 22475,00 16123,10 6351,90 --- 263,08 67,62 591,72 443,96 147,76 177,59 35,53 983,65 1200,11 1312,20Cuenta 8 9 6 8 8 8 8 1 8 9 8 8 8 8 8 8 8 8





Dureza Cálcica



unidad. ºC unidad. F.T.U. mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l uS/cmMedia 7,88 17,74 37,14 100,80 204,44 69,80 134,64 --- 11,98 7,56 81,45 53,28 28,17 21,31 6,76 72,08 87,94 174,19Error Típico 0,13 0,90 9,38 44,16 31,60 31,49 5,35 --- 4,35 0,31 1,95 1,46 2,06 0,58 0,49 2,33 2,85 19,63Mediana 7,90 18,00 30,00 39,00 166,00 28,30 132,70 --- 7,96 8,00 82,28 54,00 31,72 21,60 7,61 71,89 87,71 170,70Moda --- 18,00 15,00 --- --- --- --- --- --- 8,00 86,00 50,00 32,00 20,00 7,68 --- --- ---Desviación Estándar 0,39 2,71 24,81 132,47 94,81 94,46 16,06 --- 13,04 0,92 5,84 4,38 6,18 1,75 1,48 7,00 8,54 58,89Varianza de la Muestra 0,15 7,37 615,48 17548,11 8988,53 8922,25 257,83 --- 170,05 0,85 34,09 19,16 38,13 3,07 2,20 49,04 72,96 3467,63Curtosis 3,23 1,15 -0,21 0,48 2,19 3,44 0,13 --- 5,60 1,49 3,39 -0,34 -0,78 -0,34 -0,78 -1,19 -1,19 6,54Coeficiente de Asimetría -1,50 0,35 0,97 1,45 1,62 1,98 0,11 --- 2,22 -1,47 -1,78 -0,01 -0,67 -0,01 -0,67 -0,18 -0,18 2,42Rango 1,33 9,00 65,00 335,00 295,00 278,90 54,10 --- 43,02 2,77 18,21 13,56 18,61 5,42 4,47 19,56 23,85 193,00Mínimo 7,00 14,00 15,00 8,00 117,00 9,10 107,90 --- 1,14 5,60 68,00 46,00 17,39 18,40 4,17 60,87 74,27 130,00Máximo 8,33 23,00 80,00 343,00 412,00 288,00 162,00 --- 44,16 8,37 86,21 59,56 36,00 23,82 8,64 80,43 98,12 323,00Suma 70,90 159,70 260,00 907,20 1840,00 628,20 1211,80 --- 107,82 68,05 733,04 479,54 253,50 191,82 60,84 648,70 791,42 1567,70Cuenta 9 9 7 9 9 9 9 1 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

INVIERNO

VERANO

Tabla 1. Estadistica Decriptiva de la Estación Jardín Botánico (Río Tuluá)Período: 1996 - 2005

MediaError TípicoMedianaModaDesviación EstándarVarianza de la MuestraCurtosisCoeficiente de AsimetríaRangoMínimoMáximoSumaCuenta


INVIERNO

VERANO

Tabla 1. Estadistica Decriptiva de la Estación Jardín Botánico (Río Tuluá) - Continuación.Período: 1996 - 2005

Hierro Total Manganeso Total Sodio Total

Potasio Total Cobre Zinc Cloruros Sulfatos Fosfatos Fósforo

TotalNitrógeno

TotalNitrógeno Amoniacal Nitratos Nitritos Coliformes Totales Coliformes Fecales

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l (N.M.P./ 100 ml) (N.M.P./ 100 ml)49,00 14,72 5,67 4,25 0,06 0,28 1,47 20,70 0,06 0,15 4,93 2,91 0,28 0,005 1,20E+07 3,10E+0441,98 14,41 1,51 1,53 0,04 0,13 0,33 4,09 0,02 0,04 2,37 2,41 0,04 0,001 1,19E+07 2,99E+045,87 0,20 3,54 2,82 0,02 0,20 1,21 16,65 0,05 0,11 1,47 0,36 0,29 0,005 1,67E+04 1,32E+03

--- 0,04 --- --- 0,02 0,03 --- --- 0,06 --- 1,30 0,36 --- --- 2,40E+04 2,40E+03118,72 43,23 4,00 4,05 0,11 0,35 0,94 10,82 0,06 0,13 6,70 6,81 0,12 0,00 3,38E+07 8,45E+04

14095,61 1868,95 16,03 16,39 0,01 0,12 0,88 117,04 0,00 0,02 44,86 46,43 0,01 0,00 1,14E+15 7,13E+097,93 9,00 -0,90 1,16 6,76 3,54 -0,62 1,05 6,26 0,85 5,78 7,75 0,75 -1,16 8,00 8,002,81 3,00 1,11 1,22 2,59 1,85 0,66 1,02 2,39 1,31 2,35 2,77 -0,72 0,31 2,83 2,83

341,63 129,96 9,47 11,32 0,31 0,97 2,72 33,11 0,19 0,36 19,40 19,69 0,37 0,01 9,55E+07 2,40E+050,77 0,04 2,02 0,56 0,00 0,03 0,35 7,29 0,02 0,04 1,30 0,00 0,06 0,00 6,60E+02 9,00E-02

342,40 130,00 11,49 11,88 0,31 1,00 3,07 40,40 0,21 0,40 20,70 19,69 0,43 0,01 9,55E+07 2,40E+05391,98 132,51 39,69 29,76 0,44 1,93 11,77 144,88 0,51 1,22 39,43 23,30 2,24 0,04 9,57E+07 2,48E+05

8 9 7 7 7 7 8 7 8 8 8 8 8 8 8 8

Hierro Total Manganeso Total Sodio Total


TotalNitrógeno



--- 0,00 --- --- 0,02 0,03 --- --- 0,06 0,06 --- 0,50 --- 0,00 2,40E+03 2,40E+0318,57 0,08 0,65 0,40 0,01 0,09 2,10 4,54 0,03 0,04 0,33 0,44 0,19 0,01 9,76E+03 8,16E+03

344,86 0,01 0,42 0,16 0,00 0,01 4,42 20,58 0,00 0,00 0,11 0,20 0,04 0,00 9,53E+07 6,66E+077,50 4,99 1,86 -0,39 0,72 8,51 0,98 0,10 -0,58 0,06 -0,96 2,48 -0,27 6,98 -0,46 7,572,70 2,03 0,21 0,78 -1,61 2,88 1,03 -0,81 -0,75 0,77 -0,35 1,27 0,41 2,60 1,21 2,73

57,04 0,27 2,28 1,15 0,02 0,29 6,79 13,61 0,08 0,11 0,93 1,42 0,60 0,05 2,16E+04 2,40E+040,67 0,00 2,38 0,47 0,00 0,00 1,17 4,33 0,00 0,03 0,78 0,00 0,00 0,00 2,40E+03 2,30E+01

57,70 0,27 4,66 1,62 0,02 0,29 7,97 17,94 0,08 0,14 1,71 1,42 0,61 0,05 2,40E+04 2,40E+0486,85 0,67 27,85 8,13 0,14 0,52 33,17 116,33 0,42 0,63 8,86 3,99 2,44 0,09 6,96E+04 3,19E+04

9 9 8 9 9 9 9 9 9 9 7 9 9 9 8 8





Dureza Cálcica



unidad. ºC unidad. F.T.U. mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l uS/cmMedia 7,70 19,13 167,50 1070,63 2248,38 520,83 1727,55 --- 30,28 7,21 70,35 51,60 18,74 20,65 4,50 104,89 127,97 173,76Error Típico 0,14 0,95 126,75 755,87 1710,04 221,29 1598,86 --- 16,93 0,35 5,26 2,29 3,60 0,92 0,86 38,06 46,43 28,95Mediana 7,75 19,60 40,00 160,50 358,50 206,55 122,75 --- 13,70 7,40 71,67 53,20 16,73 21,28 4,04 72,49 88,44 144,00Moda --- 22,00 30,00 --- --- --- --- --- --- 7,40 --- --- --- --- --- --- --- 144,00Desviación Estándar 0,39 2,84 310,48 2137,91 4836,74 625,90 4522,25 --- 47,89 0,99 14,87 6,47 10,19 2,59 2,44 107,64 131,33 86,84Varianza de la Muestra 0,15 8,06 96397,5 4570675,70 23394012,0 391746,7 20450763,4 --- 2293,8 0,98 221,14 41,87 103,76 6,73 5,97 11587,35 17246,37 7541,84Curtosis 0,82 -0,44 5,92 6,55 7,69 0,35 8,00 --- 7,13 2,48 2,01 3,35 0,36 3,33 0,37 7,77 7,77 7,54Coeficiente de Asimetría -0,96 -0,70 2,43 2,53 2,76 1,28 2,83 --- 2,64 -1,04 -1,03 -1,71 0,27 -1,71 0,26 2,77 2,77 2,68Rango 1,18 8,00 780,00 6171,00 14004,00 1650,50 12834,50 --- 141,13 3,42 47,74 20,69 33,23 8,28 7,98 316,81 386,51 281,50Mínimo 6,96 14,00 20,00 30,00 137,00 52,50 84,50 --- 5,51 5,20 40,26 37,49 2,77 15,00 0,66 53,19 64,89 117,00Máximo 8,14 22,00 800,00 6201,00 14141,00 1703,00 12919,00 --- 146,64 8,62 88,00 58,18 36,00 23,27 8,64 370,00 451,40 398,50Suma 61,61 172,20 1005,00 8565,00 17987,00 4166,60 13820,40 --- 242,24 57,69 562,77 412,81 149,92 165,18 36,03 839,10 1023,72 1563,80Cuenta 8 9 6 8 8 8 8 1 8 8 8 8 8 8 8 8 8 9





Dureza Cálcica



unidad. ºC unidad. F.T.U. mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l uS/cmMedia 7,74 20,11 64,29 133,38 275,33 114,27 161,07 --- 27,39 6,49 84,42 55,64 28,78 22,26 6,91 87,00 106,14 206,80Error Típico 0,18 0,89 20,10 49,36 49,74 41,55 31,31 --- 11,61 0,79 6,06 3,14 3,69 1,26 0,89 11,99 14,63 37,92Mediana 8,05 19,20 50,00 56,00 192,00 50,60 133,50 --- 15,85 7,42 82,00 53,44 30,00 21,38 7,20 76,53 93,36 174,10Moda 7,10 18,00 --- --- --- --- --- --- --- --- 88,00 52,00 --- 20,80 --- --- --- ---Desviación Estándar 0,53 2,67 53,18 148,09 149,23 124,65 93,94 --- 32,85 2,38 18,19 9,43 11,07 3,77 2,66 35,97 43,88 113,77Varianza de la Muestra 0,28 7,13 2828,57 21929,78 22269,75 15538,19 8824,89 --- 1078,9 5,66 330,85 88,99 122,62 14,24 7,06 1293,57 1925,29 12943,69Curtosis -1,59 2,20 0,41 0,53 -1,52 -0,35 7,71 --- 5,84 4,08 5,13 4,26 0,76 4,26 0,76 6,96 6,96 7,84Coeficiente de Asimetría -0,78 1,54 0,99 1,12 0,53 1,06 2,71 --- 2,35 -2,03 2,06 1,88 0,70 1,88 0,70 2,54 2,54 2,73Rango 1,27 8,00 150,00 421,60 400,00 328,60 305,40 --- 100,11 7,41 59,71 31,95 35,31 12,78 8,47 118,24 144,25 373,00Mínimo 6,93 18,00 10,00 11,40 112,00 12,40 99,60 --- 4,69 0,86 68,94 46,00 15,39 18,40 3,69 60,60 73,93 130,00Máximo 8,20 26,00 160,00 433,00 512,00 341,00 405,00 --- 104,80 8,27 128,65 77,95 50,70 31,18 12,17 178,84 218,18 503,00Suma 69,64 181,00 450,00 1200,40 2478,00 1028,40 1449,60 --- 219,12 58,37 759,82 500,79 259,03 200,32 62,17 783,02 955,27 1861,20Cuenta 9 9 7 9 9 9 9 1 8 9 9 9 9 9 9 9 9 9

Tabla 2. Estadistica Decriptiva de la Estación Barrio Justicia (Río Tuluá)

INVIERNO

VERANO

Período: 1996 - 2005



INVIERNO

VERANO

Tabla 2. Estadistica Decriptiva de la Estación Barrio Justicia (Río Tuluá) - Continuación.Período: 1996 - 2005

Hierro Total Manganeso Total

Sodio Total


Total Nitrógeno Total Nitrógeno Amoniacal Nitratos Nitritos Coliformes Totales Coliformes Fecales


--- 0,04 --- --- 0,02 0,03 --- --- 0,06 --- 1,30 0,44 --- --- 2,40E+04 2,40E+0452,98 0,55 3,38 2,25 0,10 0,14 1,06 13,46 0,05 0,15 1,61 1,27 0,15 0,00 1,09E+08 8,47E+07

2806,63 0,30 11,44 5,06 0,01 0,02 1,13 181,28 0,00 0,02 2,58 1,62 0,02 0,00 1,20E+16 7,18E+157,54 7,31 -0,34 -0,43 6,88 0,71 -1,64 0,27 0,63 1,68 0,10 1,20 -1,50 -1,32 -0,03 8,002,73 2,67 1,21 1,15 2,61 1,14 0,62 0,90 0,99 1,60 1,29 1,56 -0,34 0,33 1,42 2,83

154,24 1,64 8,51 5,56 0,29 0,39 2,54 39,38 0,16 0,41 4,09 3,45 0,40 0,01 2,40E+08 2,40E+080,46 0,04 2,61 0,69 0,00 0,00 0,49 9,14 0,01 0,06 1,30 0,00 0,04 0,00 2,40E+04 2,40E+03

154,70 1,68 11,11 6,25 0,29 0,39 3,03 48,51 0,16 0,47 5,39 3,45 0,44 0,01 2,40E+08 2,40E+08198,74 2,67 37,83 17,22 0,40 0,93 12,24 172,53 0,51 1,41 19,68 7,46 2,09 0,04 5,07E+08 2,42E+08

8 8 7 7 7 7 8 7 8 8 8 8 8 8 8 8


Sodio Total


Total Nitrógeno Total Nitrógeno Amoniacal Nitratos Nitritos Coliformes Totales Coliformes Fecales


--- 0,00 --- --- 0,02 0,03 --- --- 0,06 --- --- --- --- --- 2,40E+04 2,40E+056,40 0,13 10,04 2,06 0,01 0,29 9,80 20,00 1,00 1,50 0,33 4,73 0,15 0,02 1,11E+08 8,46E+07

40,93 0,02 100,84 4,26 0,00 0,08 96,05 400,10 1,00 2,25 0,11 22,40 0,02 0,00 1,23E+16 7,15E+152,26 1,35 7,88 7,73 -0,01 8,87 8,72 7,17 8,90 8,89 0,50 8,93 -0,94 6,50 0,00 8,001,73 1,60 2,80 2,72 -1,33 2,97 2,94 2,59 2,98 2,97 -0,68 2,98 0,01 2,44 1,44 2,83

18,70 0,36 29,53 6,60 0,02 0,90 31,46 64,83 3,08 4,58 1,02 14,69 0,43 0,05 2,40E+08 2,40E+080,01 0,00 2,52 0,74 0,00 0,00 1,05 7,05 0,00 0,03 1,01 0,00 0,00 0,00 2,40E+04 2,40E+04

18,70 0,36 32,05 7,34 0,02 0,90 32,51 71,87 3,08 4,61 2,03 14,69 0,44 0,06 2,40E+08 2,40E+0841,80 0,90 58,07 17,82 0,14 1,20 58,69 184,82 3,77 5,60 11,07 18,78 2,09 0,12 4,85E+08 2,46E+08

9 9 8 9 9 9 9 9 9 9 7 9 9 9 8 8





Dureza Cálcica



unidad. ºC unidad. F.T.U. mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l uS/cmMedia 7,56 19,23 179,17 1142,00 2173,13 1964,60 208,53 --- 38,36 6,91 69,12 50,25 18,87 20,11 4,53 86,22 105,19 237,14Error Típico 0,16 0,84 124,90 794,27 1645,04 1558,71 87,44 --- 22,26 0,35 6,05 2,79 4,50 1,12 1,08 20,24 24,70 90,21Mediana 7,58 20,00 62,50 184,00 288,00 178,65 128,60 --- 15,94 7,20 68,62 51,59 18,00 20,65 4,32 72,15 88,00 145,00Moda 7,95 20,00 --- --- --- --- --- --- --- 6,50 --- --- --- --- --- 74,40 --- ---Desviación Estándar 0,45 2,53 305,95 2246,54 4652,89 4408,71 247,30 --- 62,96 1,05 17,11 7,89 12,72 3,15 3,05 57,25 69,85 270,64Varianza de la Muestra 0,20 6,41 93604,17 5046920,29 21649373,6 19436683,71 61159,32 --- 3964,6 1,11 292,65 62,19 161,91 9,95 9,31 3278,11 4879,31 73244,04Curtosis -0,96 -0,66 5,75 6,37 7,70 7,66 7,72 --- 7,62 0,63 2,20 -1,25 1,42 -1,24 1,43 7,05 7,05 8,80Coeficiente de Asimetría -0,57 -0,59 2,39 2,50 2,76 2,75 2,76 --- 2,74 -0,54 0,51 -0,38 0,96 -0,39 0,96 2,60 2,60 2,96Rango 1,19 7,40 780,00 6474,00 13423,00 12741,50 739,00 --- 187,41 3,61 60,54 21,63 40,97 8,65 9,83 176,40 215,21 843,00Mínimo 6,90 15,00 20,00 36,00 194,00 58,50 78,00 --- 5,55 4,90 41,46 38,43 3,03 15,37 0,73 48,60 59,29 113,00Máximo 8,09 22,40 800,00 6510,00 13617,00 12800,00 817,00 --- 192,96 8,51 102,00 60,06 44,00 24,02 10,56 225,00 274,50 956,00Suma 60,50 173,10 1075,00 9136,00 17385,00 15716,80 1668,20 --- 306,90 62,16 552,96 402,02 150,94 160,84 36,25 689,74 841,50 2134,30Cuenta 8 9 6 8 8 8 8 1 8 9 8 8 8 8 8 8 8 9





Dureza Cálcica



unidad. ºC unidad. F.T.U. mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l uS/cmMedia 7,71 19,98 57,86 119,72 215,78 86,39 129,39 --- 32,18 6,43 83,52 57,04 26,47 22,82 6,35 78,05 94,81 177,43Error Típico 0,18 0,50 16,54 50,94 25,56 31,40 10,13 --- 8,45 0,35 3,56 3,35 3,07 1,34 0,74 3,45 4,12 11,56Mediana 7,96 20,00 40,00 30,00 172,00 34,00 129,50 --- 22,83 6,40 87,56 56,00 28,22 22,40 6,77 82,54 100,68 178,10Moda 8,12 20,00 20,00 20,00 --- --- --- --- --- --- --- 56,00 --- --- --- --- --- ---Desviación Estándar 0,53 1,50 43,77 152,81 76,67 94,19 30,38 --- 25,36 1,06 10,69 10,06 9,21 4,02 2,21 10,36 12,36 34,67Varianza de la Muestra 0,28 2,25 1915,48 23350,19 5877,69 8872,21 922,94 --- 643,27 1,13 114,20 101,14 84,89 16,18 4,89 107,25 152,73 1201,93Curtosis 1,12 -0,21 -1,04 0,26 0,85 0,16 0,42 --- 2,64 -0,41 0,63 3,06 -0,20 3,06 -0,20 -1,45 -1,37 -1,09Coeficiente de Asimetría -1,19 0,31 0,98 1,26 1,25 1,23 0,61 --- 1,53 -0,74 -1,32 1,37 -1,04 1,37 -1,04 -0,59 -0,55 0,42Rango 1,66 4,50 100,00 407,50 224,00 258,00 100,40 --- 83,88 3,10 31,90 35,56 25,80 14,22 6,19 28,04 34,20 101,00Mínimo 6,60 18,00 20,00 15,50 149,00 14,00 87,00 --- 4,82 4,50 63,10 44,00 10,20 17,60 2,45 61,54 75,08 135,00Máximo 8,26 22,50 120,00 423,00 373,00 272,00 187,40 --- 88,70 7,60 95,00 79,56 36,00 31,82 8,64 89,58 109,28 236,00Suma 69,41 179,80 405,00 1077,50 1942,00 777,50 1164,50 --- 289,58 57,85 751,65 513,38 238,27 205,35 57,18 702,45 853,33 1596,90Cuenta 9 9 7 9 9 9 9 1 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

INVIERNO

VERANO

Período: 1996 - 2005Tabla 3. Estadistica Decriptiva de la Estación Puente Nuevo (Río Tuluá)



INVIERNO

VERANO

Tabla 3. Estadistica Decriptiva de la Estación Puente Nuevo (Río Tuluá) - Continuación.Período: 1996 - 2005


Sodio Total


TotalNitrógeno



--- 0,04 --- --- 0,02 0,03 --- --- 0,06 --- 1,30 --- --- --- 2,40E+08 2,40E+0865,09 0,69 3,35 2,03 0,13 0,37 0,89 16,40 0,09 0,21 1,60 1,09 0,16 0,01 1,17E+08 1,10E+08

4237,15 0,48 11,25 4,12 0,02 0,13 0,78 269,05 0,01 0,04 2,55 1,20 0,02 0,00 1,38E+16 1,21E+167,69 7,27 4,33 -1,15 6,97 3,16 -0,02 4,03 6,97 0,69 2,17 -0,29 -0,54 -0,70 -2,27 0,002,76 2,66 2,04 0,84 2,64 1,86 0,99 1,96 2,59 1,34 1,59 1,17 0,31 0,72 0,42 1,44

187,88 2,03 9,64 4,87 0,36 1,00 2,52 47,60 0,27 0,57 4,57 2,88 0,46 0,01 2,40E+08 2,40E+080,72 0,04 2,79 0,65 0,02 0,00 0,50 10,68 0,04 0,07 1,30 0,01 0,04 0,00 2,40E+05 2,40E+04

188,60 2,07 12,42 5,52 0,38 1,00 3,02 58,28 0,31 0,65 5,87 2,89 0,50 0,01 2,40E+08 2,40E+08228,27 3,11 37,12 16,98 0,52 1,75 11,56 166,59 0,79 2,03 20,21 8,27 1,99 0,05 8,28E+08 4,92E+08

8 8 7 7 7 7 8 7 8 8 8 8 8 8 8 8


Sodio Total


TotalNitrógeno



--- 0,00 --- --- 0,02 0,03 --- --- 0,06 --- --- --- --- --- 2,40E+08 2,40E+085,05 0,44 1,68 0,90 0,01 0,70 2,40 6,70 0,11 0,11 0,51 0,37 0,13 0,01 1,16E+08 1,22E+08

25,51 0,19 2,83 0,82 0,00 0,49 5,76 44,90 0,01 0,01 0,26 0,13 0,02 0,00 1,34E+16 1,48E+160,98 6,94 6,61 7,31 -1,71 8,97 2,02 0,29 2,86 2,10 -0,17 -0,47 -0,28 5,38 -2,19 -2,761,49 2,57 2,47 2,60 -0,86 2,99 1,46 -0,53 1,62 0,98 0,46 -1,06 0,43 2,21 -0,66 -0,02

14,10 1,36 5,44 3,01 0,02 2,14 7,52 21,84 0,34 0,41 1,45 0,90 0,41 0,05 2,38E+08 2,38E+080,01 0,00 2,99 0,85 0,00 0,00 2,43 1,17 0,06 0,03 1,09 0,00 0,00 0,00 2,40E+06 2,40E+06

14,10 1,36 8,43 3,86 0,02 2,14 9,95 23,01 0,40 0,44 2,54 0,90 0,41 0,05 2,40E+08 2,40E+0834,77 2,13 35,18 13,78 0,13 2,39 42,51 124,94 1,30 1,75 11,84 5,39 1,60 0,13 1,25E+09 1,01E+09

9 9 8 9 9 9 9 9 9 9 7 9 9 9 8 8





Dureza Cálcica



unidad. ºC unidad. F.T.U. mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l uS/cmMedia 7,31 19,98 240,83 461,38 4654,13 3148,86 1505,26 --- 105,63 5,27 75,78 56,34 19,44 22,54 4,67 96,27 117,45 278,60Error Típico 0,13 0,72 152,94 218,75 4081,95 2727,02 1357,21 --- 37,13 0,39 5,98 4,43 3,87 1,78 0,93 16,99 20,72 81,82Mediana 7,29 20,10 95,00 200,50 356,00 182,50 144,35 --- 51,66 5,06 76,06 56,49 21,35 22,59 5,12 81,96 99,99 185,40Moda --- --- --- --- --- --- --- --- --- 5,00 --- --- --- --- --- --- --- ---Desviación Estándar 0,37 2,17 374,63 618,72 11545,51 7713,18 3838,76 --- 105,02 1,16 16,90 12,53 10,94 5,02 2,62 48,04 58,61 245,46Varianza de la Muestra 0,14 4,72 140344,2 382812,27 133298849,3 59493195,90 14736059,41 --- 11029,2 1,34 285,61 157,08 119,75 25,23 6,88 2308,21 3435,45 60252,62Curtosis -0,94 -0,42 5,70 5,02 7,95 7,89 8,00 --- 0,34 1,79 1,84 -0,67 -1,56 -0,68 -1,55 2,99 2,99 7,24Coeficiente de Asimetría -0,08 -0,67 2,37 2,21 2,82 2,80 2,83 --- 1,37 -0,33 0,07 -0,08 -0,31 -0,08 -0,31 1,70 1,70 2,65Rango 1,07 6,50 980,00 1840,00 33025,00 22119,40 10905,60 --- 277,43 4,24 59,74 36,72 28,74 14,69 6,90 146,81 179,11 770,10Mínimo 6,73 16,00 20,00 50,00 173,00 73,60 99,40 --- 23,00 3,00 46,26 37,28 3,26 14,91 0,78 53,19 64,89 140,00Máximo 7,80 22,50 1000,00 1890,00 33198,00 22193,00 11005,00 --- 300,43 7,24 106,00 74,00 32,00 29,60 7,68 200,00 244,00 910,10Suma 58,50 179,80 1445,00 3691,00 37233,00 25190,90 12042,10 --- 845,03 47,43 606,24 450,72 155,52 180,35 37,36 770,15 939,56 2507,40Cuenta 8 9 6 8 8 8 8 1 8 9 8 8 8 8 8 8 8 9





Dureza Cálcica



unidad. ºC unidad. F.T.U. mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l uS/cmMedia 7,50 20,99 74,00 193,71 333,29 130,20 203,09 --- 94,71 3,71 104,92 65,29 39,63 26,11 9,51 94,97 115,87 243,46Error Típico 0,16 0,74 27,81 68,48 54,20 45,67 33,02 --- 34,32 0,58 7,22 3,62 6,22 1,45 1,49 6,97 8,51 18,41Mediana 7,60 20,50 40,00 137,00 420,00 55,90 164,00 --- 51,84 4,09 100,00 62,00 34,00 24,80 8,16 90,25 110,10 235,40Moda 7,92 20,50 25,00 --- --- --- --- --- --- --- --- 60,00 --- 24,00 --- --- --- ---Desviación Estándar 0,41 1,97 62,19 181,19 143,40 120,82 87,36 --- 90,81 1,53 19,10 9,57 16,46 3,83 3,95 18,45 22,51 48,72Varianza de la Muestra 0,17 3,88 3867,50 32829,90 20564,90 14597,94 7632,48 --- 8246,61 2,35 364,88 91,57 270,80 14,65 15,60 340,38 506,71 2373,42Curtosis -0,14 1,33 -1,98 -1,67 -2,38 -2,33 3,03 --- 1,37 1,25 -0,08 3,52 0,94 3,52 0,94 -0,67 -0,67 2,37Coeficiente de Asimetría -0,83 0,40 0,79 0,59 -0,26 0,43 1,74 --- 1,56 -0,05 0,78 1,74 1,15 1,74 1,15 0,52 0,52 0,87Rango 1,12 6,40 135,00 426,00 342,00 279,80 250,80 --- 239,87 5,00 54,00 29,00 48,00 11,60 11,52 51,42 62,73 161,00Mínimo 6,80 18,00 25,00 24,00 161,00 11,90 130,30 --- 28,43 1,20 84,00 56,00 22,00 22,40 5,28 70,17 85,61 174,00Máximo 7,92 24,40 160,00 450,00 503,00 291,70 381,10 --- 268,30 6,20 138,00 85,00 70,00 34,00 16,80 121,59 148,34 335,00Suma 52,49 146,90 370,00 1356,00 2333,00 911,40 1421,60 --- 662,99 25,96 734,44 457,00 277,44 182,80 66,59 664,82 811,09 1704,20Cuenta 7 7 5 7 7 7 7 1 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7

INVIERNO

VERANO

Período: 1996 - 2005Tabla 4. Estadistica Decriptiva de la Estación Después Urb. Maracaibo (Río Tuluá)



INVIERNO

VERANO

Tabla 4. Estadistica Decriptiva de la Estación Después Urb. Maracaibo (Río Tuluá) - Continuación.Período: 1996 - 2005


Sodio Total


TotalNitrógeno


mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l (N.M.P./ 100 ml) (N.M.P./ 100 ml)32,61 0,42 9,16 4,64 0,07 0,31 4,58 26,69 0,29 0,99 6,28 2,91 2,44 0,062 2,10E+08 1,80E+0825,18 0,21 1,60 0,80 0,05 0,17 1,71 4,52 0,11 0,34 1,86 1,14 2,19 0,048 2,97E+07 3,92E+07

5,55 0,17 8,88 4,13 0,02 0,08 3,45 22,63 0,12 0,70 4,74 1,40 0,24 0,011 2,40E+08 2,40E+08--- --- --- --- 0,02 0,03 --- --- --- --- --- --- --- --- 2,40E+08 2,40E+08

71,23 0,59 4,22 2,12 0,13 0,46 4,83 11,96 0,32 0,97 5,27 3,22 6,21 0,14 8,40E+07 1,11E+085073,67 0,34 17,83 4,51 0,02 0,21 23,33 143,13 0,10 0,94 27,77 10,35 38,50 0,02 7,06E+15 1,23E+16

7,70 4,48 -0,91 -1,64 6,88 2,77 6,59 -0,04 3,06 2,90 3,39 0,45 8,00 7,80 8,00 0,002,76 2,13 0,21 0,50 2,62 1,76 2,49 0,62 1,80 1,74 1,75 1,22 2,83 2,78 -2,83 -1,44

207,47 1,71 12,13 5,15 0,36 1,24 14,55 35,66 0,93 2,94 15,99 9,03 17,65 0,40 2,38E+08 2,40E+080,33 0,04 3,48 2,65 0,00 0,00 1,61 10,66 0,06 0,14 1,84 0,01 0,15 0,00 2,40E+06 2,40E+05

207,80 1,75 15,60 7,80 0,36 1,24 16,16 46,32 0,99 3,08 17,83 9,04 17,80 0,40 2,40E+08 2,40E+08260,85 3,34 64,09 32,48 0,48 2,20 36,63 186,84 2,30 7,91 50,27 23,29 19,55 0,50 1,68E+09 1,44E+09

8 8 7 7 7 7 8 7 8 8 8 8 8 8 8 8


Sodio Total


TotalNitrógeno



--- --- --- --- 0,02 0,03 --- --- --- --- --- --- --- --- 2,40E+08 2,40E+086,19 0,30 1,94 2,62 0,01 0,22 2,32 11,38 0,31 0,42 2,94 1,42 1,51 0,02 9,06E+07 9,06E+07

38,36 0,09 3,77 6,88 0,00 0,05 5,40 129,44 0,09 0,17 8,64 2,03 2,27 0,00 8,21E+15 8,21E+15-1,30 5,09 -0,96 0,38 7,00 6,98 -0,99 5,08 2,40 -2,22 2,43 -0,66 6,67 5,64 7,00 7,000,75 2,17 0,30 1,33 -2,65 2,64 0,17 2,14 1,57 0,26 1,47 -0,35 2,57 2,31 -2,65 -2,65

15,08 0,88 5,19 6,76 0,02 0,58 6,43 34,48 0,87 1,03 8,98 3,93 4,15 0,04 2,40E+08 2,40E+080,82 0,00 5,61 1,36 0,00 0,03 6,76 11,54 0,13 0,28 2,26 0,05 0,01 0,00 2,40E+05 2,40E+05

15,90 0,88 10,80 8,12 0,02 0,61 13,19 46,02 1,00 1,31 11,24 3,98 4,16 0,05 2,40E+08 2,40E+0841,89 1,61 49,19 23,67 0,12 0,83 68,04 150,14 2,72 5,40 38,07 16,24 5,33 0,09 1,44E+09 1,44E+09

7 7 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7





Dureza Cálcica



unidad. ºC unidad. F.T.U. mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l uS/cmMedia 7,38 20,86 148,59 575,37 1221,87 1000,76 221,16 29,76 97,78 4,62 91,96 61,77 30,20 24,71 7,25 89,48 109,15 327,93Error Típico 0,10 0,63 48,68 294,10 685,49 664,40 26,52 10,15 20,78 0,42 9,81 4,96 5,74 1,98 1,38 7,90 9,63 59,40Mediana 7,28 20,65 90,00 162,20 397,00 195,00 195,00 17,00 62,42 5,15 82,00 58,00 24,20 23,20 5,80 77,20 94,20 199,80Moda 7,10 20,00 100,00 144,00 397,00 195,00 156,00 --- 20,60 5,70 79,20 --- 16,00 --- 3,84 --- --- 1046,00Desviación Estándar 0,49 3,10 217,71 1410,48 3287,50 3186,34 127,18 36,61 99,65 2,06 47,05 23,78 27,54 9,51 6,61 37,87 46,20 291,02Varianza de la Muestra 0,24 9,61 47398,62 1989446,83 10807667,21 10152740,81 16174,53 1340,4 9930,2 4,23 2213,83 565,65 758,47 90,46 43,66 1434,00 2134,48 84694,57Curtosis 0,05 0,59 13,47 18,55 22,00 21,93 8,33 7,23 5,00 0,41 7,18 14,11 3,14 14,12 3,16 1,68 1,69 2,48Coeficiente de Asimetría 0,11 0,23 3,52 4,20 4,65 4,64 2,68 2,63 2,27 -0,68 2,42 3,37 1,73 3,37 1,74 1,59 1,59 1,94Rango 2,10 12,70 980,00 6730,00 15957,00 15443,70 590,60 135,90 395,40 8,20 215,50 124,72 106,70 49,89 25,60 130,11 158,73 919,00Mínimo 6,30 15,00 20,00 20,00 201,00 23,00 100,70 3,00 20,60 0,10 44,50 35,28 1,10 14,11 0,30 49,89 60,87 127,00Máximo 8,40 27,70 1000,00 6750,00 16158,00 15466,70 691,30 138,90 416,00 8,30 260,00 160,00 107,80 64,00 25,90 180,00 219,60 1046,00Suma 169,65 500,70 2971,70 13233,60 28103,00 23017,40 5086,60 386,90 2249,0 110,77 2115,18 1420,72 694,52 568,38 166,83 2057,96 2510,37 7870,20Cuenta 23 24 20 23 23 23 23 13 23 24 23 23 23 23 23 23 23 24





Dureza Cálcica



unidad. ºC unidad. F.T.U. mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l uS/cmMedia 7,26 21,64 126,67 99,54 323,24 86,18 237,06 52,03 118,85 2,40 152,73 99,58 53,15 39,83 12,75 121,13 147,77 277,83Error Típico 0,09 0,63 20,54 25,26 21,62 18,47 18,47 11,17 21,19 0,36 37,91 22,87 15,34 9,15 3,68 12,04 14,69 22,06Mediana 7,22 21,80 112,50 38,00 330,00 53,50 241,30 37,90 115,53 2,65 116,00 81,60 35,65 32,60 8,56 100,69 122,85 241,00Moda 7,20 21,80 80,00 38,00 443,00 24,00 --- 17,40 --- 0,00 120,00 50,00 32,00 20,00 7,68 --- --- 240,00Desviación Estándar 0,40 2,96 87,13 115,74 99,07 84,62 84,66 41,79 97,10 1,71 173,72 104,80 70,32 41,92 16,88 55,18 67,31 101,08Varianza de la Muestra 0,16 8,75 7591,18 13396,27 9815,79 7160,54 7166,98 1746,2 9429,2 2,93 30178,34 10982,55 4944,23 1757,24 284,85 3044,88 4530,79 10217,15Curtosis -0,76 -0,47 0,03 0,68 -1,03 1,53 -0,79 -0,12 0,52 -0,46 19,63 19,56 17,98 19,56 17,97 4,44 4,44 0,09Coeficiente de Asimetría -0,35 0,13 0,81 1,39 -0,13 1,46 -0,19 0,88 1,00 0,30 4,37 4,36 4,11 4,36 4,11 2,01 2,01 0,66Rango 1,32 10,90 305,00 372,60 333,00 301,80 309,00 139,00 336,33 6,33 826,00 500,00 335,91 200,00 80,62 238,54 290,95 392,00Mínimo 6,50 16,00 15,00 7,40 165,00 8,20 68,00 2,00 6,67 0,00 74,00 50,00 14,09 20,00 3,38 59,22 72,25 105,00Máximo 7,82 26,90 320,00 380,00 498,00 310,00 377,00 141,00 343,00 6,33 900,00 550,00 350,00 220,00 84,00 297,76 363,20 497,00Suma 159,61 476,00 2280,00 2090,40 6788,00 1809,70 4978,30 728,40 2495,9 52,85 3207,23 2091,17 1116,16 836,45 267,83 2543,72 3103,22 5834,40Cuenta 22 22 18 21 21 21 21 14 21 22 21 21 21 21 21 21 21 21

INVIERNO

VERANO

Período: 1996 - 2005Tabla 5. Estadistica Decriptiva de la Estación Desembocadura Vereda El Salto (Río Tuluá)



INVIERNO

VERANO

Tabla 5. Estadistica Decriptiva de la Estación Desembocadura Vereda El Salto (Río Tuluá) - ContinuaciónPeríodo: 1996 - 2005


Sodio Total


TotalNitrógeno


mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l (N.M.P./ 100 ml) (N.M.P./ 100 ml)17,69 0,25 9,95 5,74 0,04 0,16 8,09 22,66 0,36 0,66 3,78 1,53 0,29 0,014 2,17E+08 1,77E+08

8,03 0,04 1,82 1,47 0,02 0,06 2,26 2,51 0,12 0,17 0,42 0,41 0,03 0,003 1,57E+07 2,26E+075,98 0,18 6,40 3,40 0,02 0,05 4,23 19,60 0,15 0,38 3,34 0,72 0,27 0,010 2,40E+08 2,40E+088,23 0,15 17,12 6,47 0,02 0,03 4,23 --- 0,06 0,38 2,70 0,00 0,40 0,01 2,40E+08 2,40E+08

38,52 0,19 8,55 6,87 0,07 0,29 10,83 11,76 0,55 0,80 1,79 1,96 0,14 0,01 7,18E+07 1,03E+081483,64 0,04 73,14 47,24 0,01 0,08 117,19 138,28 0,31 0,64 3,21 3,85 0,02 0,00 5,16E+15 1,07E+16

17,62 3,96 9,46 9,51 15,02 5,61 4,04 0,85 12,39 11,40 0,18 5,07 1,64 7,95 7,56 -0,724,05 1,94 2,78 3,01 3,76 2,54 2,20 1,05 3,26 3,14 0,97 2,17 1,16 2,70 -2,97 -1,12

184,16 0,80 38,34 30,22 0,34 1,00 38,54 43,52 2,58 3,78 6,37 8,10 0,60 0,06 2,40E+08 2,40E+080,34 0,04 3,81 0,92 0,00 0,00 0,39 6,33 0,01 0,05 1,30 0,00 0,09 0,00 2,40E+03 2,40E+03

184,50 0,84 42,15 31,14 0,34 1,00 38,93 49,85 2,59 3,83 7,67 8,10 0,69 0,06 2,40E+08 2,40E+08406,94 5,66 218,97 126,26 0,85 3,58 186,05 498,52 8,30 15,19 68,00 35,15 6,76 0,32 4,56E+09 3,72E+09

23 23 22 22 22 22 23 22 23 23 18 23 23 23 21 21


Sodio Total


TotalNitrógeno



--- 0,00 --- --- 0,02 0,03 --- --- 0,06 --- --- 0,00 --- 0,01 2,40E+08 2,40E+083,18 0,11 4,82 5,24 0,01 0,03 6,09 40,36 0,92 0,99 4,08 2,37 0,93 0,01 8,30E+07 8,32E+07

10,12 0,01 23,25 27,44 0,00 0,00 37,04 1629,29 0,84 0,98 16,61 5,60 0,86 0,00 6,89E+15 6,93E+154,96 0,79 0,03 0,12 9,19 9,14 0,01 18,73 17,80 9,92 2,40 3,98 16,74 5,73 3,22 3,222,34 0,90 1,03 1,03 2,33 2,68 0,92 4,24 4,06 2,82 1,66 1,97 3,96 2,13 -2,21 -2,21

11,80 0,43 17,10 17,30 0,07 0,16 20,50 189,81 4,39 4,67 14,00 9,31 4,37 0,06 2,40E+08 2,40E+080,01 0,00 3,20 0,60 0,00 0,00 2,62 13,97 0,06 0,03 1,49 0,00 0,01 0,00 2,40E+05 2,40E+05

11,80 0,43 20,30 17,90 0,07 0,16 23,12 203,78 4,45 4,70 15,49 9,31 4,37 0,06 2,40E+08 2,40E+0852,03 3,15 198,71 136,20 0,38 0,73 234,13 669,45 11,61 20,69 92,03 41,77 10,05 0,29 4,35E+09 4,34E+09

20 21 20 21 21 21 22 21 22 22 17 21 22 22 21 21

Caracterización y Modelación del Río Tuluá Anexo 3. Pruebas de Normalidad


ANEXO 3

PRUEBAS DE NORMALIDAD PARA LOS PARÁMETROS DE CALIDAD DEL AGUA DE LAS ESTACIONES SOBRE EL RÍO

TULUÁ



1

pH

Invierno

Valor observado

8,48,28,07,87,67,47,2

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

8,48,28,07,87,67,47,27,06,8

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Temperatura

Valor observado

22201816141210

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

24222018161412

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Color

Valor observado

120010008006004002000-200

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

Valor observado

908070605040302010

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

Figura 1. Gráficos Q-Q de Normalidad por Condición Estacional de los Parámetros

de Calidad en la Estación Jardín Botánico (CVC)



2

Turbiedad

Invierno

Valor observado

120001000080006000400020000-2000-4000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

4003002001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Sólidos Totales

Valor observado

20000100000-10000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

5004003002001000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5


Valor observado

20000100000-10000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

3002001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5


de Calidad en la Estación Jardín Botánico (CVC)- Continuación



3

Sólidos Disueltos

Invierno

Valor observado

6000500040003000200010000-1000-2000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

170160150140130120110100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

DQO

Valor observado

2001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

50403020100-10

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Oxígeno Disuelto

Valor observado

9,08,58,07,57,06,56,05,5

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

9,08,58,07,57,06,56,05,5

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





4

Dureza Total

Invierno

Valor observado

1009080706050

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

90807060

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Dureza Cálcica

Valor observado

90807060504030

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

605856545250484644

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Dureza Magnésica

Valor observado

706050403020100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

40302010

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





5

Calcio

Invierno

Valor observado

40302010

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

24232221201918

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Magnesio

Valor observado

87654321

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

987654

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Alcalinidad Total

Valor observado

6005004003002001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

90807060

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





6

Bicarbonatos

Invierno

Valor observado

8006004002000-200

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

100908070

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Conductancia Específica

Valor observado

5004003002001000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

4003002001000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Hierro

Valor observado

4003002001000-100-200

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

6040200-20

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





7

Manganeso

Invierno

Valor observado

2001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

,3,2,10,0-,1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Sodio

Valor observado

121086420

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

5,04,54,03,53,02,5

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Potasio

Valor observado

121086420-2

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

1,81,61,41,21,0,8,6,4

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





8

Cobre

Invierno

Valor observado

,4,3,2,10,0-,1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

,03,02,010,00

Nor

mal

esp

erad

o

,4

,2

0,0

-,2

-,4

-,6

-,8

-1,0

-1,2

Zinc

Valor observado

1,21,0,8,6,4,20,0-,2

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

Valor observado

,3,2,10,0-,1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Cloruros

Valor observado

3,53,02,52,01,51,0,50,0

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

9876543210

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





9

Sulfatos

Invierno

Valor observado

50403020100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

201816141210864

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Fosfatos

Valor observado

,3,2,10,0-,1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

,10,08,06,04,020,00-,02

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Fósforo Total

Valor observado

,5,4,3,2,10,0-,1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

,16,14,12,10,08,06,04,02

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





10

Nitrógeno Total

Invierno

Valor observado

3020100-10

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

1,81,61,41,21,0,8

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Nitrógeno Amoniacal

Valor observado

3020100-10

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

1,61,41,21,0,8,6,4,20,0-,2

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Nitratos

Valor observado

,5,4,3,2,1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

,7,6,5,4,3,2,10,0-,1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





11

Nitritos

Invierno

Valor observado

,012,010,008,006,004,0020,000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

,05,04,03,02,010,00-,01

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Coliformes Totales

Valor observado

10000000080000000

6000000040000000

200000000

-20000000-40000000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

3000020000100000-10000

Nor

mal

esp

erad

o

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Coliformes Fecales

Valor observado

3000002000001000000-100000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

Valor observado

3000020000100000-10000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





12

pH

Invierno

Valor observado

8,28,07,87,67,47,2

Nor

mal

esp

erad

o

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

8,48,28,07,87,67,47,27,06,8

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Temperatura

Valor observado

2001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

28262422201816

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

Color

Valor observado

10008006004002000-200

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

180160140120100806040200

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5


de Calidad en la Estación Barrio Justicia (CVC)



13

Turbiedad

Invierno

Valor observado

80006000400020000-2000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

5004003002001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Sólidos Totales

Valor observado

20000100000-10000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

6005004003002001000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5


Valor observado

200010000-1000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

4003002001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5


de Calidad en la Estación Barrio Justicia (CVC)- Continuación



14

Sólidos Disueltos

Invierno

Valor observado

20000100000-10000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

5004003002001000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

DQO

Valor observado

2001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

120100806040200-20

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Oxígeno Disuelto

Valor observado

9,08,58,07,57,06,56,05,5

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

1086420

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





15

Dureza Total

Invierno

Valor observado

9080706050

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

13012011010090807060

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Dureza Cálcica

Valor observado

60585654525048464442

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

8070605040

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Dureza Magnésica

Valor observado

403020100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

605040302010

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





16

Calcio

Invierno

Valor observado

2423222120191817

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

323028262422201816

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Magnesio

Valor observado

987654321

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

1412108642

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Alcalinidad Total

Valor observado

4003002001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

18016014012010080604020

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





17

Bicarbonatos

Invierno

Valor observado

5004003002001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

3002001000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Conductancia Específica

Valor observado

5004003002001000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

6005004003002001000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Hierro

Valor observado

2001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

20100-10

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





18

Manganeso

Invierno

Valor observado

2,01,51,0,50,0-,5

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

Verano

Valor observado

,4,3,2,10,0-,1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Sodio

Valor observado

121086420

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

403020100-10

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Potasio

Valor observado

76543210-1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

86420-2

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





19

Cobre

Invierno

Valor observado

,3,2,10,0-,1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

,03,02,010,00

Nor

mal

esp

erad

o

,4

,2

0,0

-,2

-,4

-,6

-,8

-1,0

-1,2

Zinc

Valor observado

,4,3,2,10,0-,1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

1,0,8,6,4,20,0-,2-,4

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Cloruros

Valor observado

3,53,02,52,01,51,0,50,0

Nor

mal

esp

erad

o

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

Valor observado

403020100-10

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





20

Sulfatos

Invierno

Valor observado

50403020100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

806040200-20

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Fosfatos

Valor observado

,2,10,0-,1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

43210-1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Fósforo Total

Valor observado

,5,4,3,2,10,0-,1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

543210-1-2

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





21

Nitrógeno Total

Invierno

Valor observado

6543210

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

2,22,01,81,61,41,21,0

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Nitrógeno Amoniacal

Valor observado

43210-1

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

20100-10

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Nitratos

Valor observado

,5,4,3,2,10,0

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

,5,4,3,2,1-,0

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





22

Nitritos

Invierno

Valor observado

,012,010,008,006,004,0020,000

Nor

mal

esp

erad

o

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

,06,05,04,03,02,010,00-,01

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Coliformes Totales

Valor observado

3000000002000000001000000000-100000000

Nor

mal

esp

erad

o

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

Valor observado

3000000002000000001000000000-100000000

Nor

mal

esp

erad

o

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

Coliformes Fecales

Valor observado

3000000002000000001000000000-100000000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

Valor observado

3000000002000000001000000000-100000000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0





23

pH

Invierno

Valor observado

8,28,07,87,67,47,27,06,8

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

Verano

Valor observado

8,58,07,57,06,5

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Temperatura

Valor observado

242220181614

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

23222120191817

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Color

Valor observado

10008006004002000-200

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

140120100806040200

Nor

mal

esp

erad

o

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0


de Calidad en la Estación Puente Nuevo (CVC)



24

Turbiedad

Invierno

Valor observado

80006000400020000-2000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

5004003002001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Sólidos Totales

Valor observado

20000100000-10000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

400300200100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5


Valor observado

20000100000-10000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

3002001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5


de Calidad en la Estación Puente Nuevo (CVC)- Continuación



25

Sólidos Disueltos

Invierno

Valor observado

10008006004002000-200

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

20018016014012010080

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

DQO

Valor observado

2001000-100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

100806040200-20

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Oxígeno Disuelto

Valor observado

987654

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

8,07,57,06,56,05,55,04,54,0

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





26

Dureza Total

Invierno

Valor observado

110100908070605040

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

10090807060

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Dureza Cálcica

Valor observado

70605040

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

908070605040

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Dureza Magnésica

Valor observado

50403020100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

403020100

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5





27

Calcio

Invierno

Valor observado

262422201816

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Verano

Valor observado

323028262422201816

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Magnesio

Valor observado

121086420

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

1098765432

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Alcalinidad Total

Valor observado

3002001000

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5

Valor observado

10090807060

Nor

mal

esp

erad

o

1,5

1,0

,5

0,0

-,5

-1,0

-1,5



Caracterización y Modelación del Río Tuluá Anexo 4.


ANEXO 4

VARIACIÓN ESPACIAL DE LOS PARÁMETROS DE CALIDAD DE AGUA DE LAS ESTACIONES SOBRE EL RÍO TULUÁ POR

CONDICIÓN ESTACIONAL

Figura 1. Variación del Oxígeno Disuelto, DQO y Color en el Río TuluáPeríodo: 1996 - 2005

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10 15 20 25 30Distancia (Km)

OD

(mg/

l)

OD < 4 mg/l afecta la diversidad biológica

0

20

40

60

80

100

120

140

0 5 10 15 20 25 30Distancia (Km)

DQ

O (m

g/l)

Valor típico en corrientes superficiales: < 20 mg/l

0

50

100

150

200

250

300

350

0 5 10 15 20 25 30

Distancia (Km)

Col

or (U

PC)

Invierno Verano

rcos

nico

uevo

aibo

ticia

dura

Figura 2. Variación de pH, Temperatura y Conductividad Específica en el Río TuluáPeríodo: 1996 - 2005

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

0 5 10 15 20 25 30Distancia (Km)

pH (u

nida

d)

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30Distancia (Km)

Tem

pera

tura

(°C

)

0

50

100

150

200

250

300

350

0 5 10 15 20 25 30

Distancia (Km)

Con

duct

ivid

ad (u

S/cm

)

Invierno Verano

rcos

nico evo

aibo

ticia

dura

Rango típico en corrientes superficiales: 10 - 1000 uS/cm

Figura 3. Variación de los Sólidos Totales, Suspendidos y Disueltos en el Río TuluáPeríodo: 1996 - 2005

010002000300040005000600070008000

0 5 10 15 20 25 30Distancia (Km)

Sólid

os T

otal

es (m

g/l)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 5 10 15 20 25 30Distancia (Km)

Sólid

os S

uspe

ndid

os (m

g/l)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 5 10 15 20 25 30

Distancia (Km)

Sólid

os D

isue

ltos (

mg/

l)

Invierno Verano

rcos

nico evo

aibo

ticia

dura

Figura 4. Variación de la Turbiedad, Alcalinidad Total y Dureza Total en el Río TuluáPeríodo: 1996 - 2005

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 5 10 15 20 25 30Distancia (Km)

Tur

bied

ad (F

TU

)

020406080

100120140160180

0 5 10 15 20 25 30Distancia (Km)

Alc

alin

idad

Tot

al (m

g/l)

60

80

100

120

140

160

0 5 10 15 20 25 30

Distancia (Km)

Dur

eza

Tot

al (m

g/l)

Invierno Verano

rcos

nico evo

aibo

ticia

dura

Figura 5. Variación de Fosfatos, Fósforo Total y Nitrógeno Total en el Río TuluáPeríodo: 1996 - 2005

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 5 10 15 20 25 30Distancia (Km)

Fosf

atos

(mg/

l) Rango típico en corrientes superficiales: 0.005 - 0.02 mg/l

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20 25 30Distancia (Km)

Fosf

oro

tota

l (m

g/l)

0

1

2

3

4

5

6

7

0 5 10 15 20 25 30

Distancia (Km)

Nitr

ógen

o T

otal

(mg/

l)

Invierno Verano

arco

s

ánic

o

uevo

aibo

ticia

adur

a

Figura 6. Variación del Nitrógeno amoniacal, Nitratos y Nitritos en el Río TuluáPeríodo: 1996 - 2005

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0 5 10 15 20 25 30Distancia (Km)

Nitr

ogen

o am

onia

cal (

mg/

l) Rango típico en corrientes superficiales: 0.2 mg/l

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0 5 10 15 20 25 30Distancia (Km)

Nitr

atos

(mg/

l)

0,000

0,005

0,010

0,015

0,020

0 5 10 15 20 25 30

Distancia (Km)

Nitr

itos (

mg/

l)

Invierno Verano

arco

s

nico

uevo

aibo

ticia

dura

Figura 7. Variación de los Coliformes Totales y Fecales en el Río TuluáPeríodo: 1996 - 2005

1E+00

1E+02

1E+04

1E+06

1E+08

1E+10

0 5 10 15 20 25 30Distancia (Km)

Col

iform

es T

otal

es (N

MP)

1E+00

1E+02

1E+04

1E+06

1E+08

1E+10

0 5 10 15 20 25 30Distancia (Km)

Col

iform

es F

ecal

es (N

MP)

Invierno Verano

Puen

te S

an M

arco

s

Jard

ín B

otán

ico

Puen

te N

uevo

D. U

rb. M

arac

aibo

Bar

rio Ju

stic

ia

Des

embo

cadu

ra

Caracterización y Modelación del Río Tuluá Anexo 5. Secciones Transversales


ANEXO 5

SECCIONES TRANSVERSALES SOBRE EL RÍO TULUÁ CAMPAÑA 2005



1

Figura 1 SECCIONES TRANSVERSALES RIO TULUÁ

Después Bosques de MaracaiboK8+296

944

945

945

946

946

947

947

948

948

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Distancia (m)

Niv

el (m

snm

)

Después Puente NuevoK10+020

953

954

955

956

957

958

959

960

0 5 10 15 20 25 30 35 40Distancia (m)

Niv

el (m

snm

)

Nota: Cotas en el sistema de elevaciones IGAC



2


Puente del FerrocarrilK11+240.6

963

964

965

966

967

968

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65Distancia (m)

Niv

el (m

snm

)

Barrio Avenida de CaliK11+428.5

980

981

982

983

984

985

986

987

988

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Distancia (m)

Niv

el (m

snm

)




3


Después Acequia GrandeK15+111.6

1005

1006

1007

1008

1009

1010

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Distancia (m)

Niv

el (m

snm

)

Antes Acequia Grande K10+020

1010,5

1011,0

1011,5

1012,0

1012,5

1013,0

1013,5

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135Distancia (m)

Niv

el (m

snm

)




4


Después Planta El RumorK18+205.3

1047

1048

1049

1050

1051

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180Distancia (m)

Niv

el (m

snm

)

Antes Planta El RumorK19+430.5

1063

1064

1065

1066

1067

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Distancia (m)

Niv

el (m

snm

)




5


Jardín BotánicoK19+523

1066

1067

1068

1069

1070

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Distancia (m)

Niv

el (m

snm

)

Después MateguaduaK20+046

1082

1083

1084

1085

1086

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180Distancia (m)

Niv

el (m

snm

)


modelación qual2k - calidad de agua

Documents