Post on 09-Jul-2015
description
Calidad del Agua – Perspectiva Global
Estudios, conceptos y ejemplos internacionales
Sesion 1-3a – Programa de Monitoreo-Caso de Estudio
Gidahatari – gestión sostenible del agua
Fiesta Hotel & Casino, Lima, Peru
Saturday, 3 November 2012 (1130-1245 hours)
Esquema de la Sesión:
• La salinidad y la Química Principales iones:
– Programas nacionales de monitoreo (USGS, WRD).
– Estudios de caso de Cuenca - Estados Unidos.
– Cuencas hidrográficas caso internacional de estudio.
• Nutrientes
• Temperatura
Principales iones, sólidos disueltos, y conductancia específica
• La clave principal es aprovechar las interrelaciones entre pares de estas variables.
• Razón 1: Un eficiente y rentable programa de monitoreo.
• Razón 2: Comparar los resultados entre los distintos ajustes fisiográficos.
Interrelaciones Ion / DS / SC - Una vista previa de sus aplicaciones y ventajas
• Balance ion principal: aniones= cationes.
• Los principales iones comprenden los sólidos disueltos (DS), así como la conductancia específica (SC).
• La mayoría de las regresiones son lineales, sin embargo, hay excepciones que deben ser observadas.
• Los coeficientes de regresión son se interés
“Trucos” para esta categoría de componentes de la Calidad del Agua:
• DS es igual a aproximadamente 0.55-0.65 de SC.
• SC dividido entre 100 es igual a iones principales
(en unidades de miliequivalentes por litro).
• “Herramientas“ históricas para caracterizar los
principales iones de la calidad del agua
– Diagrama Stiff (ejemplos)
– Diagrama de Piper (un ejemplo)
Cuenca del río Yampa, Colorado & Wyoming
Cuenca del Río Yampa Programa de Monitoreo- Revisión
Fuente: Wentz and Steele, 1980, USGS WRI 80-8.
• Área de la Cuenca: 8, 080 m2 (20,900 Km2).
• Usos del Agua: agricultura, recreación, suministro de agua para las ciudades, minas y plantas de energía.
• Muestreos trimestrales, de agosto de 1975 hasta septiembre 1976.
• 92 Puntos de monitoreo (algunas muestras faltan)
• Cooperación de Stakeholder; carga residual de modelos de evaluación de la capacidad asimilativa, impactos relacionados con energía, estudios de aguas subterráneas y modelamiento del embalse.
Temperatura estacional del Río Yampa, Colorado y Wyoming
Perfiles de corriente de los rios Yampa y Little Snake Rivers,
CO & WY
Relación No lineal: Flujo vs. SC Cuenca del río Yampa, Colorado &
Wyoming
Área metropolitana de la Cuenca de Denver
Embalse T-P vs. Clorofila-a
Cuenca Alta de Clear Creek, Colorado (USA)
• Perspectiva Histórica.
• Delimitación de las cuestiones.
• Identificación de los participantes.
• Descripción de Cuencas / Actividades.
• Hidrológicos / Calidad de las Aguas-Características.
Clear Creek Superior Química del Agua y Control de
Nutrientes
[Enfoque en las variaciones Estacionales y Anuales de SC y TP como indicadores]
Cuenca Superior Clear Creek – Puntos de Monitoreo
Cuenca Superior Clear Creek– Mapa de puntos de Monitoreo
(Actualizado)
Cuenca Superior Clear Creek
Actuales puntos de Monitoreo
•Timothy Steele
•TDS Consulting
•Evergreen Colorado U.S
•International Symposium
•New Water Policies – The Water Framework Directive
•Barcelona 17th and 18th of May 2006
Clear Creek – Lago Standley
UCC Monitoreo de CA. Enfoque del Programa
Cuenca Superior Clear Creek Variaciones estacionales en conductancias específicas
Clear Creek at Golden (Site CC-60), Specific Conductances, 1994-2010
y = 0.1102x + 213.9
R2 = 0.0015
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
2/7/
199
48/
16/1
994
5/25
/199
512
/7/1
995
7/15
/199
64/
1/199
710
/8/1
997
6/18
/199
82/
8/199
98/
17/1
999
5/17
/200
012
/7/2
000
7/16
/200
14/
2/200
210
/16/2
002
6/11
/200
32/
2/200
48/
10/2
004
5/26
/200
512
/1/2
005
7/10
/200
64/
10/2
007
10/1
7/2
007
6/18
/200
82/
2/200
98/
11/2
009
Survey Date
Sp
ecif
ic C
on
du
cta
nce, u
S/c
m
Errores en el valor anual
promedio-con frecuencias de medición diferentes
Cuenca Superior Clear Creek, Colorado Impacto del Cambio del Programa de Medición
West Fork Clear Creek below Empire (Site CC-20), Specific Conductances, 1994-2008
0
100
200
300
400
500
2/7/
1994
7/11
/199
4
2/6/
1995
7/10
/199
5
2/5/
1996
7/15
/199
6
2/24
/199
7
7/14
/199
7
2/9/
1998
7/13
/199
8
2/8/
1999
7/12
/199
9
2/7/
2000
7/17
/200
0
2/5/
2001
7/16
/200
1
2/4/
2002
7/15
/200
2
2/3/
2003
7/14
/200
3
2/2/
2004
7/12
/200
4
5/26
/200
5
5/24
/200
7
5/28
/200
9
Survey Date
Sp
ecif
ic C
on
du
cta
nce, u
S/c
m
El sistema de análisis de datos SYSLAB - USGS (Steele, 1972; 1973)
Notas: Más aplicable a componentes químicos conservadores (iones principales, sólidos disueltos, conductancia específica y
caudal) También se ha aplicado a los nutrientes y metales traza.
Diagramas Stiff – Ejemplos para agua superficial
en el Suroeste de Wyoming
Diagrama Piper
– Ejemplo Wyoming Nota: Esta gráfica se aplica sólo para
los iones más importantes.
Caso de Estudio - Calidad del Agua, Nutrientes
• Centrarse en especies de nitrógeno y fósforo
• Los impactos en todos los tipos de cuerpos de agua
• Estándar de agua bebible para NO3-N = 10 mg / L
• Impactos en el Reservorio – eutrofización
• Impactos de las aguas residuales domésticas / municipales , riego y minería
Caso de Estudio - Nutrientes
• Caudal y Embalses de EE.UU.
• Cuenca Alta Clear Creek, Colorado
• Área Metropolitana de Denver
• Internacional
– Alemania
– México
Cambiar a más remoción de Fósforo, Blackhawk/Central City WWTP, NFCC
CC-13a Black Hawk/Central City WWTPs, Total Phosphorus, 1994-2010
(New facility on line beginning in August 2005 )
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
2/7/
1994
7/11
/199
4
2/6/
1995
7/10
/199
5
2/5/
1996
7/15
/199
6
2/24
/199
7
7/14
/199
7
2/9/
1998
7/13
/199
8
2/8/
1999
7/12
/199
9
2/7/
2000
7/17
/200
0
2/5/
2001
7/16
/200
1
2/4/
2002
7/15
/200
2
2/3/
2003
7/14
/200
3
2/2/
2004
7/12
/200
4
02/0
7/05
07/1
8/05
02/0
7/06
07/1
0/06
02/0
5/07
07/1
6/07
02/1
1/08
07/2
8/08
02/0
2/09
07/1
3/09
02/0
1/10
Survey Date
To
tal-
Ph
osp
ho
rus C
on
cen
trati
on
, m
g/L
North Fork Clear Creek vs. WWTP, Concentración Total de Nitrógeno
North Fork Clear Creek at mouth (Site CC-50), Total Nitrogen, 1994-2009
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
2/7
/1994
7/1
1/1
994
2/6
/1995
7/1
0/1
995
2/5
/1996
7/1
5/1
996
2/2
4/1
997
7/1
4/1
997
2/9
/1998
7/1
3/1
998
2/8
/1999
7/1
2/1
999
2/7
/2000
7/1
7/2
000
2/5
/2001
7/1
6/2
001
2/4
/2002
7/1
5/2
002
2/3
/2003
7/1
4/2
003
2/2
/2004
7/1
2/2
004
2/7
/2005
7/1
8/2
005
2/6
/2006
7/1
0/2
006
2/5
/2007
7/1
6/2
007
2/1
1/2
008
7/2
8/2
008
2/2
/2009
7/1
3/2
009
5/2
7/2
010
Survey Date
To
tal N
itro
gen
as N
, m
g/L
CC-13a Black Hawk/Central City WWTPs, Total Nitrogen, 1994-2010
(New facility on line beginning in August 2005 )
y = -0.0927x + 15.471
R2 = 0.2893
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
2/7/
1994
2/6/
1995
2/5/
1996
2/24
/199
7
2/9/
1998
2/8/
1999
2/7/
2000
2/5/
2001
2/4/
2002
2/3/
2003
2/2/
2004
02/0
7/05
02/0
7/06
02/0
5/07
02/1
1/08
02/0
2/09
02/0
1/10
Survey Date
To
tal-
Nit
rog
en
Co
ncen
trati
on
, m
g/L
Cómo conseguir un programa de monitoreo
Separate PP presentation file to follow
Cómo obtener un Programa de Monitoreo Separate PP presentation file to follow
Source: Exponent (2000) T-P Data vs. Daily Qs
Rios & Reservorios – Área Metropolitana de Denver
Reservorio T-P vs. Chlorofila-a Área Metropolitana de Denver, Colorado
Resumen – Química del Agua ¿Qué hemos aprendido?
• La representación gráfica de los datos es muy útil – Delimitación de los valores atípicos y datos anómalos
– Identificación de las relaciones bi-variadas (regresiones)
• Control de calidad / garantía de calidad (QA / QC) - un factor clave del programa de monitoreo
• Muestra / programación de medición - la preocupación
• "Mentiras, malditas mentiras y estadísticas" - breve reseña
Análisis estadísticos de calidad del agua
References: Conover (1971); Helsel and Hirsch (1995)
• Centrarse en valores medios y extremos (máx / min), y el número de valores
• Distribución de frecuencias (excedentes %)
• Desviación estándar y coeficiente de asimetría.
• Pruebas no paramétricas para las tendencias en el tiempo