Ordenamiento uso del agua cuenca Chinchiná. Tomo V.Modelacion calidad de agua

Corporación Autónoma Regional de Caldas Subdirección de Recursos Naturales

Ordenamiento del uso del agua en la subcuenca del río Chinchiná localizada entre los municipios de Manizales, Villamaría, Chinchiná y Palestina – Dpto. de Caldas Convenio C087 2004 Oxígeno Disuelto Campaña de Invierno (4/24/2005) 11.0 TRAMO I

10.0

TRAMO II

TRAMO III

TRAMO IV

9.0 8.0

TOMO V

OD (mgO2/l)

7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0

5

10

15

20

25

Datos medidos

30

35

40

45

Datos estimados por el modelo

50

55

60

OD Saturación

65 70 Abs (Km)

Modelación de la Calidad del Agua del Río Chinchiná

Manizales, Diciembre 2005

Fundación Profesional para el Manejo Integral del Agua

Modelación de la Calidad del Agua del Río Chinchiná

Tabla de Contenido

TABLA DE CONTENIDO

1.

1.1 1.2 1.2.1 1.2.2 1.3

FORMULACIÓN GENERAL DEL ESTUDIO INTRODUCCIÓN OBJETIVOS Objetivo General Objetivos Específicos ALCANCES

2.

2.1

ANTECEDENTES ESTUDIOS REALIZADOS EN COLOMBIA USANDO EL MODELO QUAL2K Río Bogotá Ríos Otún Y Consota ESTUDIOS REALIZADOS DE SANEAMIENTO O MODELACIÓN EN EL RÍO CHINCHINÁ POLITICAS DE MANEJO DE CUENCAS Proyecto: “Ordenamiento del Uso del Recurso Hídrico en la Subcuenca del Río Chinchiná” LEGISLACIÓN RELACIONADA CON EL ESTUDIO

2.1.1 2.1.2 2.2 2.3 2.3.1 2.4 3.

3.1 3.2 3.3 3.4

3.9 3.10

METODOLOGÍA REVISIÓN DE LA INFORMACIÓN EXISTENTE VISITAS DE INSPECCIÓN SANITARIA Y GEOREFERENCIACIÓN SELECCIÓN DEL MODELO APROPIADO DE CALIDAD DEL AGUA INVESTIGACIÓN HIDRÁULICA PRELIMINAR Y ENSAYOS CON TRAZADORES PROGRAMACIÓN DE TOMA DE MUESTRAS REALIZACIÓN DEL PROGRAMA DE MONITOREO DE CALIDAD Y CANTIDAD DEL AGUA DEL RÍO CHINCHINÁ ESTUDIO DE LA CALIDAD DEL AGUA CALIBRACIÓN, ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD Y ESTIMACIÓN DE INCERTIDUMBRE DEL MODELO DE CALIDAD DEL AGUA VERIFICACIÓN DEL MODELO DE CALIDAD DEL AGUA ANÁLISIS DE ESCENARIOS DE SANEAMIENTO AMBIENTAL

4.

4.1 4.2

DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO LOCALIZACIÒN DEL ESTUDIO DESCRIPCIÒN DE LA CUENCA DEL RÌO CHINCHINÀ

3.5 3.6 3.7 3.8

Pág.

1-1 1-1 1-3 1-3 1-3 1-3 2-1 2-1 2-1 2-2 2-4 2-7 2-10 2-11 3-1 3-1 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 3-13 3-14 3-15 3-15 4-1 4-1 4-2

Ordenamiento del uso del agua en la subcuenca del río Chinchiná – Convenio CORPOCALDAS–PROAGUA C087-2004

ii

Modelación de la Calidad del Agua del Río Chinchiná

4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 4.5 4.5.1 4.5.1.1 4.5.1.2 4.5.1.3 4.5.1.4 4.5.2 4.5.2.1 4.5.2.2 4.5.2.3 4.5.2.4 4.5.2.5 4.5.2.6 4.5.2.7 4.5.2.8 4.5.2.9 4.5.3 4.5.3.1 4.5.3.2 4.5.4 4.5.5 4.6 5.

5.1 5.2

Tabla de Contenido

Cuenca Alta Cuenca Media Cuenca Baja CARACTERISTICAS CLIMATOLOGICAS DE LA SUBCUENCA DEL RÌO CHINCHINÀ Temperatura Precipitación Clima CARACTERISTICAS HIDROLOGICAS DE LA CUENCA DEL RÌO CHINCHINÀ Análisis de Caudal del Río Chinchiná Caudal Medio Mensual Multianual Caudal Medio Mensual Multianual en Régimen Natural Curvas de Duración de Caudales (CDC) Cálculo de Caudales Máximos y Mínimos esperados CARACTERISTICAS HIDRAULICAS Y MORFOMETRICAS DE LA CUENCA DEL RÌO CHINCHINÀ Hidrografía Zona alta Zona media alta Zona media baja Zona baja Características Morfométricas de la Cuenca del Río Chinchiná Área, longitud, perímetro y ancho Orientación Forma Elevación Tiempo de concentración Cauce de orden uno Longitud de los cauces de orden uno Densidad de drenaje Coeficiente de torrencialidad Investigación Hidráulica Preliminar y Ensayos con Trazadores Ensayos con trazadores Determinación del coeficiente de rugosidad (n de Manning) entre las estaciones Tiempos de Viaje y Programación de toma de muestras Resultados de la Caracterización Hidráulica en las Estaciones del Río Chinchiná TRAMOS EN ESTUDIO EN EL RÌO CHINCHINÀ RESULTADOS DE LA CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO CHINCHINÁ ESTUDIO DE LA CALIDAD DEL AGUA CLASIFICACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RIÓ CHINCHINÁ MEDIANTE ÍNDICES DE CALIDAD DEL AGUA (ICA) Y DE CONTAMINACIÓN (ICO)

4-2 4-3 4-3 4-3 4-4 4-4 4-5 4-5 4-5 4-6 4-8 4-10 4-14 4-16 4-16 4-17 4-17 4-17 4-17 4-17 4-18 4-18 4-18 4-18 4-18 4-18 4-20 4-20 4-20 4-20 4-20 4-23 4-27 4-28 4-31 5-1 5-1 5-11

Ordenamiento del uso del agua en la subcuenca del río Chinchiná – Convenio CORPOCALDAS–PROAGUA C087-2004

iii

Modelación de la Calidad del Agua del Río Chinchiná

Tabla de Contenido

5.2.1

Mapas de Calidad del Agua

6.

IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO QUAL2K PARA EL RÍO CHINCHINÁ GENERALIDADES CARACTERIZACIÓN DE LA PROBLEMÁTICA PROTOCOLO DE MODELACIÓN SELECCIÓN DEL MODELO APROPIADO DE SIMULACIÓN DESCRIPCIÓN DEL MODELO DE SIMULACIÓN QUAL2K Descripción General del Modelo QUAL2K Representación de una Corriente Superficial en el QUAL2K Balance de Flujo en la Corriente Balance de Masa en la Corriente Información de Entrada al Modelo Información de Salida del Modelo MONTAJE DEL MODELO QUAL2K Esquematización: Datos de Entrada al Modelo de Simulación CALIBRACIÓN, ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD Y ESTIMACIÓN DE INCERTIDUMBRE DEL MODELO QUAL2K Generalidades Análisis de Sensibilidad del Modelo QUAL2K Calibración del Modelo QUAL2K Estimación de Incertidumbre del Modelo QUAL2K VERIFICACIÓN DEL MODELO QUAL2K

6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.5.1 6.5.2 6.5.3 6.5.4 6.5.5 6.5.6 6.6 6.6.1 6.6.2 6.7 6.7.1 6.7.2 6.7.3 6.7.4 6.8 7.

7.1 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.3 7.3.1 7.3.2 7.3.3 7.3.4 7.3.5 7.3.6 7.3.7

5-15

SIMULACIÓN DE ESCENARIOS DE SANEAMIENTO AMBIENTAL GENERALIDADES INFORMACION REQUERIDA PARA LA DEFINICIÓN DE LOS ESCENARIOS Alcantarillado Aguas Residuales Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales DEFINICIÓN DE LOS ESCENARIOS DE SANEAMIENTO Escenario No. 1: Condición Actual del Río Chinchiná Escenario No. 2: Condición Actual del Río Chinchiná Manteniendo el Caudal Ecológico Escenario No. 3: Reuso de las Aguas Residuales Domésticas (ARD) que llegan a la Quebrada Manizales Escenario No. 4: Reuso de las ARD y ARI que llegan a la Quebrada Manizales Escenario No. 5: Reuso de ARD y ARI Escenario No. 6: Construcción de un Interceptor para las ARD de la ciudad de Manizales sin PTAR Escenario No. 7: Construcción de un Interceptor para las ARD de la ciudad de Manizales, Implementando una PTAR con Tratamiento

6-1 6-1 6-2 6-2 6-3 6-5 6-5 6-8 6-10 6-11 6-12 6-13 6-14 6-14 6-23 6-39 6-39 6-42 6-43 6-53 6-54 7-1 7-1 7-2 7-3 7-11 7-12 7-16 7-18 7-18 7-20 7-22 7-22 7-23 7-24

Ordenamiento del uso del agua en la subcuenca del río Chinchiná – Convenio CORPOCALDAS–PROAGUA C087-2004

iv

Modelación de la Calidad del Agua del Río Chinchiná

7.3.8

7.3.9

7.3.10

7.3.11

7.3.12

7.4 7.4.1 7.4.2

7.4.3

Tabla de Contenido

Primario Escenario No. 8: Construcción de un Interceptor para las ARD de la ciudad de Manizales, Implementando una PTAR con Tratamiento Secundario Escenario No 9: Construcción de un Interceptor para las ARD de la ciudad de Manizales, junto con una remoción del 30% en la Carga Contaminante en la Desembocadura de la Quebrada Manizales y Manteniendo el Caudal Ecológico en el Río Chinchiná Escenario No 10: Construcción de un Interceptor para las ARD de la ciudad de Manizales Implementando una PTAR con Tratamiento Primario, junto con una remoción del 30% en la Carga Contaminante en la Desembocadura de la Quebrada Manizales y Manteniendo el Caudal Ecológico en el Río Chinchiná Escenario No 11: Construcción de un Interceptor para las ARD de la ciudad de Manizales Implementando una PTAR con Tratamiento Secundario, junto con una remoción del 30% en la Carga Contaminante en la Desembocadura de la Quebrada Manizales y Manteniendo el Caudal Ecológico en el Río Chinchiná Escenario No. 12: Construcción de un Interceptor para las ARD de la ciudad de Manizales Implementando una PTAR con Tratamiento Secundario, junto con una remoción del 80% en la Carga Contaminante en la Desembocadura de la Quebrada Manizales y Manteniendo el Caudal Ecológico en el Río Chinchiná.

ANÁLISIS DE LOS ESCENARIOS Y RESULTADOS PRELIMINARES Escenario No. 1: Condición Actual del Río Chinchiná Escenarios de Recolección, Tratamiento y Disposición de los Vertimientos de Aguas Residuales Domésticas e Industriales, sin Considerar el Caudal Ecológico Escenarios de Recolección, Tratamiento y Disposición de los Vertimientos de Aguas Residuales Domésticas e Industriales, Considerando el Caudal Ecológico

7-24

7-24

7-25

7-25

7-25

7-26 7-26 7-30

7-33

8.

8.1 8.2 8.3 8.4

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CAMPAÑAS DE MONITOREO CALIDAD DEL AGUA ACTUAL DEL RÍO CHINCHINÁ CALIBRACIÓN DEL MODELO ESCENARIOS PRELIMINARES DE SANEAMIENTO AMBIENTAL

8-1 8-1 8-4 8-6 8-7

9.

BIBLIOGRAFIA

9-1

ANEXOS

Ordenamiento del uso del agua en la subcuenca del río Chinchiná – Convenio CORPOCALDAS–PROAGUA C087-2004

v