Planned conversion to residential units

El caso de estudio seleccionado para la implementación del protocolo de calibración propuesto para modelos dinámicos de calidad del agua, específicamente en la parte correspondiente al modelo de calidad, corresponde a tres sectores sobre el río Bogotá. La información obtenida se origina del proyecto de “Modelación dinámica de la calidad del agua del río Bogotá” desarrollado en el marco del Contrato Interadministrativo 9-07-26100-1059 de 2008, celebrado entre la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá ESP y la Universidad Nacional de Colombia entre los años 2009 y 2010.

Se seleccionaron dos campañas de dos tramos de la cuenca alta del río Bogotá, y una campaña de un tramo en la cuenca media. Siguiendo la notación original dada a los tramos en el marco del proyecto mencionado (UNAL-EAAB, 2011), se presentan adelante los tramos seleccionados. Cada uno de ellos está compuesto de tres subtramos, con información medida a la salida de cada subtramo. Entre paréntesis y en cursiva, se indica el nombre de la descarga de aguas residuales o confluencia que recibe cada subtramo (si presenta alguna). La campaña 1 se llevó a cabo en mayo de 2009, la campaña 2 en agosto de 2009 y la campaña 3 en octubre de 2009.

1) Tramo 5 – 6 – 7 (Campañas 1 y 2) – Cuenca alta (municipio de Chocontá)

a) Subtramo 1: R.B. Puente de madera [acceso aguas abajo quebrada Chingacio] - R.B. Puente Hacienda [Punto intermedio]

b) Subtramo 2: R.B. Puente Hacienda [Punto intermedio] - R.B. Agregados Chocontá c) Subtramo 3: R.B. Agregados Chocontá - R.B. Puente de madera Tarabita [Punto

intermedio] (Descarga Agregados Chocontá)

2) Tramo 9 – 10 – 11 (Campañas 1 y 2) – Cuenca alta (municipio de Chocontá)

a) Subtramo 1: R.B. Puente aguas arriba Río Tejar - R.B. Puente vía Chocontá/Cucunubá (Confluencia Río Tejar)

b) Subtramo 2: R.B. Puente vía Chocontá/Cucunubá - R.B. Aguas arriba PTAR Chocontá c) Subtramo 3: R.B. Aguas arriba PTAR Chocontá - R.B. Puente aguas abajo PTAR

Chocontá (Descarga PTAR Chocontá)

3) Tramo 34 – 35 – 36 (Campaña 3) – Cuenca media (ciudad de Bogotá)

a) Subtramo 1: R.B. Estación LG El Cortijo-2 - R.B. Pte Humedal Jaboque [Parque La Florida] (Descarga Colector Villa Gladis)

b) Subtramo 2: R.B. Pte Humedal Jaboque [Parque La Florida] - R.B. Pte Amarillo aguas abajo Humedal Jaboque

c) Subtramo 3: R.B. Pte Amarillo aguas abajo Humedal Jaboque - R.B. Punto intermedio aeropuerto (Descarga Vertimiento Engativá)

Desde el punto de vista hidráulico y geomorfológico, los sectores seleccionados del río en su cuenca alta están caracterizados por pendientes longitudinales moderadas, ligera sinuosidad, secciones relativamente uniformes y presencia de material fino (limos y arcillas) en el fondo de la corriente (coberturas del orden del 40 al 60% de área de fondo). La corriente muestra características típicas de ríos de planicie o sabana, con poca presencia de rápidos o escalones, siendo más frecuente la de piscinas o zonas de almacenamiento adyacentes al canal principal. Los anchos superficiales se encuentran entre 5 y 10 m y el caudal medio es del orden de 0.5 a 2 m3_{/s, con profundidades por debajo de 0.8 m en promedio (ver Figura 6-6). El sector}

escogido en la cuenca media está caracterizado por baja pendiente longitudinal, secciones relativamente uniformes e intervenidas de manera antrópica en su sección y alineamiento, anchos superficiales entre 20 y 25 m, caudal medio del orden de 15 m3_{/s y características}

típicas de ríos de planicie, con sinuosidad baja a moderada y coberturas de material fino del orden del 80 al 90% (ver Figura 6-6).

a) b)

c) d)

Figura 6-6: Fotografías del río Bogotá en los sectores seleccionados (la flecha roja indica el sentido del flujo) a) R.B. Puente Hacienda [Punto intermedio] b) R.B. Puente vía Chocontá –

Cucunubá c) R.B. Pte. Humedal Jaboque [Parque La Florida] d) R.B. Pto intermedio aeropuerto. Tomadas de UNAL-EAAB (2011).

Desde el punto de vista de la calidad del agua, los dos tramos seleccionados sobre la cuenca alta del río Bogotá están caracterizados por la influencia de descargas de aguas residuales provenientes de la industria de curtiembres y de tipo municipal, lo que aporta una dinámica importante al cuerpo receptor. En este sector, hay puntos que alcanzan valores de oxígeno cercanos a cero y la conductividad del río es similar a la de los vertimientos que llegan a él. La calidad del agua en el tramo seleccionado en la cuenca media del río, indica condiciones anaerobias (valores de oxígeno disuelto por debajo de 1 mg/l) y un alto contenido de materia orgánica como producto de las descargas municipales e industriales en la cuenca alta y parte de la cuenca media del río (este tramo se localiza aguas abajo de la descarga de la PTAR Salitre que trata hasta 4 m3_{/s de las aguas residuales del norte de Bogotá).}

La información hidrodinámica y de transporte ingresada en el modelo de calidad del agua para la aplicación de la propuesta metodológica para la calibración de modelos dinámicos de calidad del agua en el caso de estudio, proviene en su totalidad de UNAL-EAAB (2011). En dicho trabajo se obtuvieron secciones hidráulicas equivalentes de forma rectangular y trapezoidal, y se calibraron el coeficiente de rugosidad de Manning n y la fracción dispersiva DF, para representar los tiempos de arribo y medios de viaje observados en los perfiles temporales de conductividad medidos in situ. La información geométrica, hidrodinámica y de

transporte de cada uno de los subtramos modelados se indica en la Tabla 6-2. Los datos sobre la localización de los vertimientos se presentan en la Tabla 6-3.

Tabla 6-2: Información hidrodinámica y de transporte de los subtramos modelados del río Bogotá

Subtramo Longitud L (m) Ancho base _{wo (m)} Parámetro _{talud z longitudinal so Altitud (km)} Pendiente

5 1500 5.0 0.00 0.00690 2.6615 6 775 3.3 0.00 0.00280 2.6512 7 2050 4.6 0.00 0.00080 2.6490 9 3795 7.0 0.00 0.00380 2.6277 10 936 7.8 0.00 0.00350 2.6132 11 1169 7.8 0.00 0.00390 2.6099 34 3015 18.8 1.75 0.00020 2.4778 35 680 14.4 1.67 0.00010 2.4772 36 7141 19.8 1.51 0.00011 2.4771 Subtramo n de Manning DF

Campaña 1 Campaña 2 Campaña 3 Campaña 1 Campaña 2 Campaña 3

5 0.116 0.060 - 0.295 0.252 - 6 0.240 0.125 - 0.147 0.270 - 7 0.125 0.069 - 0.100 0.100 - 9 0.069 0.081 - 0.100 0.100 - 10 0.285 0.188 - 0.196 0.594 - 11 0.454 0.149 - 0.258 0.134 - 34 - - 0.1077 - - 0.3106 35 - - 0.0746 - - 0.2575 36 - - 0.0551 - - 0.3229

Tabla 6-3: Longitudes desde cabecera de subtramos hasta confluencias/vertimientos Subtramo Longitud tributario Lv (m)

5 - 6 - 7 0 (Sobre la cabecera) 9 1200 10 - 11 0 (Sobre la cabecera) 34 700 35 - 36 0 (Sobre la cabecera)

Las coberturas de sedimento de fondo se consideraron igual al 60% para los tramos localizados en la cuenca alta del río, y del 80% en el tramo de la cuenca media. Las tasas de desoxigenación en botella para el cálculo de la DBO última carbonácea se tomaron de 0.3 d-1 _y

0.084 d-1 _{para los tramos de la cuenca alta y media, respectivamente. La información de las}

tasas se obtuvo directamente de resultados de laboratorio reportados en UNAL-EAAB (2011). La radiación solar superficial se tomó en todos los casos igual a 300 Ly/d

6.3 Conclusiones del capítulo

Se ha presentado la propuesta metodológica para la calibración de modelos dinámicos de calidad del agua, cuyos resultados de aplicación se muestran en el siguiente capítulo. El protocolo descrito hace énfasis en el proceso para estimar los parámetros del modelo de calidad del agua, el cual está conformado por las siguientes etapas: pre-procesamiento de las series de calidad del agua de entrada al modelo, parametrización del modelo de calidad del agua, definición de la función objetivo, proceso de estimación de parámetros y análisis de incertidumbre paramétrica, y verificación del modelo.

Se ha explicado de manera generalizada el procedimiento a seguir para la estimación de los parámetros del modelo hidrodinámico y de transporte de manera previa a la calibración del modelo de calidad del agua. Dicho procedimiento está basado en las propuestas de Camacho (2000) y Jiménez (2014). No se ha considerado explícitamente la propagación de la incertidumbre proveniente del modelo de hidrodinámica y transporte sobre el de calidad del agua. Se considera importante estudiar este fenómeno, por lo cual se recomienda que sea objeto de investigación en trabajos futuros.

También se hizo la descripción general del caso de estudio considerado en este trabajo de investigación, el cual corresponde a tres tramos localizados en el río Bogotá: dos en su cuenca alta y uno en su cuenca media. Los tramos de la cuenca alta se caracterizan por la alta dinámica en su calidad del agua proveniente de la influencia de descargas provenientes de la industria de curtiembres y de tipo doméstico, y a la baja dilución del cuerpo receptor. El tramo de la cuenca media presenta condiciones anaerobias y altos contenidos de materia orgánica, sólidos suspendidos totales y organismos patógenos. En todos los casos se ha trabajado con secciones hidráulicas equivalentes y los parámetros de hidrodinámica y transporte se han tomado directamente de los resultados reportados por UNAL-EAAB (2011).

7 Aplicación de la propuesta metodológica de