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noviembre de 2003noviembre de 2003
Javier Ferrer Polo Jefe de la Oficina de Planificación
Confederación Hidrográfica del JúcarMadrid, 29 de Marzo de 2007
noviembre de 2003noviembre de 2003
INDICE:INDICE:
1. Introducción
2. Análisis presiones Informe Art. 5
3. Modelo entorno GIS de simulación presiones impactos: DBO5
4. Cuenca del río Serpis: programa de medidas
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
1. Introducción
noviembre de 2003noviembre de 2003
OBJETIVOS (I):
Identificar presiones sobre masas aguas superficiales (art. 15 BRPH)- la contaminación significativa originada por fuentes puntuales- la contaminación significativa originada por fuentes difusas- la extracción significativa de agua - la incidencia de la regulación- las alteraciones morfológicas- otros tipos de incidencia antropogénica:especies alóctonas, los
sedimentos contaminados y las actividades recreativas.- los usos del suelo: principales zonas urbanas, industriales, agrarias,...
Identificar presiones sobre masas agua subterráneas (art. 16 BRPH)
– fuentes de contaminación difusa– fuentes de contaminación puntual– extracción de agua– recarga artificial de agua
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
OBJETIVOS (II):Selección medidas a incluir en Programa de medidas (art. 41 BRPH)
– Apoyada en un análisis coste-eficacia
– Analizando los efectos sobre otros problemas ambientales y sociales
– No podrán originar mayor contaminación en las aguas superficiales
Instrucción de Planificación Hidrológica (apart. 8.1)
La estimación de los efectos de las medidas sobre el estado de las masas de agua de la demarcación hidrográfica se realizará utilizando modelos de simulación de presiones e impactos desarrollados mediante sistemas de información geográfica.
LÍNEAS DE TRABAJO
Trabajos de automatización de los cálculos realizados para la redacción del informe del artículo 5 de la DMA: modelo entorno GIS.
Desarrollo de esquema de uso combinado de modelos en entorno GIS y modelos detallados para la definición del programa de medidas
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
2. Análisis presiones Informe Art. 5
noviembre de 2003noviembre de 2003
SEGURO
EN ESTUDIO
NULO
EVALUACIÓNDEL
RIESGO
MASAS
DE AGUA
−Sometidas
−No sometidas
−Sin datos
−Impacto comprobado
−Impacto probable
−Sin Impacto aparente
−Sin datos
Identificarlas Masas de Agua
IdentificarPresiones significativas
Análisis del Impacto
Informe Art. 5 DMA1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
3. Extracciones 2. Fuentes Difusas
1. Fuentes Puntuales
5. Morfológicas
7. Usos del Suelo 4. Regulación
6. Otras Incidencias
Asocia a cada MAS las presiones, el impacto, el riesgo, el programa de medidas y el de control. DB
IMPRESS
MASAS de AGUA
Red de Control de Calidad Química
Red Biológica
Red de Aforos
Análisis de presiones, impactos y riesgos
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Presiones Impactos Riesgo+2005: Inf. Art. 5Objetivo: Evaluación del riesgo de no alcanzar buen estado
PresionesAcumulación y decaimientoIdentificación y descripción Herramienta GIS
Fuentes puntuales Orgánico (Urb+ Ind) Sí GISIndustriales Sí GISPiscifactorias Sí GIS
Fuentes difusas Nitrógeno agrícola Sí GISBiocidas Sí GISSuelos contaminados Sí GIS
Extracción de agua Consuntiva Sí GISHidroeléctrica Sí GIS
Regulación Presas SíAlteraciones morfológicas Azudes:barrera Sí Identificación
Azudes:remanso Sí IdentificaciónEncauzamiento Sí IdentificaciónÁridos Sí Identificación
Otras incidencias antropogénica Esp. Alóctonas Sí IdentificaciónUsos del suelo Incendios Sí GIS
Art. 5
Identificación
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Identificación de Extracciones:
- Urbano–Agrícola
Presión por extracciones consuntivas (I)
Recurso existenteRecurso existente=recurso circulante- extracciones
CirculantecursoExistentecursoIndicador
_Re_Re1−=
Recurso circulante:
-Aportación régimen natural- Retornos
Indicador de Presión:
SuperficialesSubterránea (estacionario)
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Presión por extracciones: captaciones (II)
Municipios
AgrícolaUDA
Urbano e industrialLocalización tomas
Localización tomasA
cum
ulac
i ón
red
dren
aje
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Recurso circulante
Agrícola acumulado
Recurso existente
Presión por extracciones: balance (III)
Urbano e industrialacumulado
noviembre de 2003noviembre de 2003
Presión por extracciones: indicador (IV)
Recurso circulante
Recurso existente
Nivel de Presión por extracciones consuntivas
CirculantecursoExistentecursoIndicador
_Re_Re1−=
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Presión vertidos orgánicos puntuales urbanos e industriales
Vertidos orgánicos urbanos e industriales
Nivel de presión globalpor vertidos puntuales
Recurso existente
Acu
mul
a ció
n ,
Dec
a im
ient
o
Dilu
ción
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Tramos con barbo e
incremento cota agua en azudes > 0,5
m
Tramos con trucha y
azudes > 1,0 m de altura
Masas de agua afectadas por el efecto remanso
Tramos con
anguila y presencia de azudes
Masas de agua afectadas por el efecto
barrera
Presión: azudes
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003Masas de agua superficiales en riesgo en España
0%20%40%60%80%
100%
España Júcar
Nulo En estudio Seguro
noviembre de 2003noviembre de 2003
Causas del riesgo de no alcanzar objetivos en aguas superficiales
Aguas Superficiales (%)
05
101520253035
Con
t.Pu
ntua
l
Con
t.D
ifusa
Extr
acci
ón
Reg
ulac
ión
Alt.
Mor
fol.
Inc.
Ant
rop
Uso
s su
elo
España Júcar
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Presión: contaminación puntualCumplir la Directiva 91/271/CEE y la legislación nacional que la transpone, así como la Directiva 2000/60/CE Marco del Agua u otras directivas relacionadas.Necesidad de coordinación de las actuaciones de saneamiento y depuración de las Comunidades Autónomas. Los programas de medida deben contribuir a la consecución del buen estado de las aguas en el año 2015, incluyendo:
Completar saneamiento y depuración en aglomeraciones urbanas > 2000 hab. equiv. (poblaciones rurales, diseminadas,..) Tratamiento adecuado en aglomeraciones < 2000 hab. equiv.Terciarios con tratamientos avanzados en nuevas zonas sensibles.Tratamiento aguas de tormenta.
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Presiones debidas a las extraccionesAvanzar en el conocimientos de los usos y derechos de agua (control de extracciones, seguimiento de cultivos por teledetección, programa ALBERCA, etc). Reordenación gradual de los esquemas de uso del agua.Gestión integrada de recursos superficiales y subterráneos. Mayor utilización de los recursos no convencionales.
Desalinización, para atender preferentemente demandas urbanas en zonas costeras.Reutilización directa de las aguas residuales depuradas en poblaciones costeras. Necesidad de coordinar actuaciones mediante un programa a escala nacional
Gestión de la demanda, incluyendo políticas de precios que incentiven a un uso racional de los recursos. Medidas administrativas de organización de usuarios (modificaciones normativas).
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
3. Modelo entorno GIS de simulación presiones impactos: DBO5
noviembre de 2003noviembre de 2003
Trabajos PHC
Presiones Programa de medidas
Objetivo: Evaluación de las medidas propuestas
Es necesario una herramienta que permita:
1- Reproducir y mejorar las presiones analizadas en el art. 5
2- Evaluar los impactos en el medio natural
3- Automatizar los cálculos
4- Evaluar el efecto, de una manera sencilla, de diferentes alternativas o actuaciones: Programa de medidas
5- Facilitar el uso combinado con modelos detallados
Modelo entorno GIS
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Características del modelo:
• Realizado con script gráfico en GIS (Modelbuilder de ARCGIS 9.0)
• Programación sencilla, el modelo tiene aspecto de “gráfico”
• Fácilmente interpretable, autoexplicativo
• Automatizan el proceso de cálculo
• Malla 100 x 100 m (anterior 500 x 500 m) nueva capa de direcciones red de flujo similar a la anterior.
Modelo simplificado1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
REGLAMENTO MODELOS GIS
Orgánico (Urb + Ind) Sí GIS Sí
Industrial Sí GIS
Orgánico Piscifactorías Sí GIS
Nitrógeno agrícola Sí GIS
Biocidas Sí GIS
Suelos contaminados Sí GIS
Consuntiva Sí GIS Sí
Hidroeléctrica Sí GIS Sí
Regulación Presas Sí
Azudes:barrera Sí Identificación
Azudes:remanso Sí Identificación
Encauzamiento Sí Identificación
Otras incidencias antropogénicas Áridos Sí Identificación
Esp. Alóctonas Sí Identificación
Incendios Sí Identificación
Coliformes No Sí
Conductividad No Sí
Fósforo No Sí
Alteraciones morfológicas
Usos del suelo
Fuentes puntuales
ART. 5
Fuentes puntuales
Fuentes difusas
Extracción de agua
-Caudal circulante - Fósforo
- DBO5 * - Conductividad
- Coliformes
Variables amodelizar
Sí
Identificación
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Procesos a modelizar
Caudal circulante
Acumulación,Decaimiento,
Dilución
Acumulación
Derivaciones
Acumulación, Dilución
Conductividad, Coliformes, Fósforo
DBO5
Presión Variable Modelación
Detracción
Vertidospuntuales
Vertidospuntuales
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Temperatura
Distancia a costaDecaimiento
Vertidos Carga
Caudal
Concentración
Modelo entorno GIS: DBO51. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Datos de Vertidos
1- Censo de Vertidos de Comisaría de Aguas
2- Entidad de Saneamiento de Aguas Residuales de la Comunidad Valenciana para los vertidos de depuradoras
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
xkeCC ⋅−⋅= 0
( )20−⋅= Tbkk θ
Decaimiento carga orgánica en red de drenaje
θ = 1’047
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Distancia en km
Mat
eria
org
ánic
a
k=0,01 k=0,05 k=0,25
kb = 0’05 Km-1 para T = 20ºC
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Diagrama modelo entorno GIS
Vertido industrial
Vertido piscifactoría
Caudal
Concentración
Factor de decaimientoVertidourbano
Datos
Operaciones
Resultados1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
DBO5 (mg O2/l)
Carga (tn O2/año) Concentración DBO5
Para caudal medio anual
Valor para cada masa: media + desviación típica
Los umbrales coinciden con los límites de clases de agua prepotable:
A1 <<
A1 < 3 mg O2/l
3<A2<5 mg O2/l
5<A3<7 mg O2/l
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Características modelo entorno GIS
- Escala temporal: Valores estacionarios: medios o percentiles- Escala espacial: Valor por celda: necesidad de promediar en la masa de agua- Simulación régimen alterado:
- Difícil modelación de la gestión del sistema- Fácil integración de resultados de otros modelos en forma de mapas: caudales circulantes
- Facilidad de simular efecto de distintas actuaciones a escala de gran cuenca- Posibilidad de combinar con modelos detallados:
- Determinación del percentil de diseño- Calibración del parámetro de decaimiento
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003 Modelo detallado
Oxígeno Disuelto
2
3
4
5
6
7
8
9
10
01/1
0/19
99
01/1
2/19
99
01/0
2/20
00
01/0
4/20
00
01/0
6/20
00
01/0
8/20
00
01/1
0/20
00
01/1
2/20
00
01/0
2/20
01
01/0
4/20
01
01/0
6/20
01
01/0
8/20
01
01/1
0/20
01
01/1
2/20
01
01/0
2/20
02
01/0
4/20
02
01/0
6/20
02
01/0
8/20
02
01/1
0/20
02
01/1
2/20
02
01/0
2/20
03
01/0
4/20
03
01/0
6/20
03
01/0
8/20
03
01/1
0/20
03
01/1
2/20
03
01/0
2/20
04
01/0
4/20
04
01/0
6/20
04
01/0
8/20
04
01/1
0/20
04
01/1
2/20
04
mg/
l
Medido Simulado
Percentil de diseño
Modelo entorno GIS1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
DiagnósticoPresiones / Impactos
Modelos simplificados
Modelos detallados
Comprobación medidas
Parámetros calidad
Caudales diseño
Definición programa medidas
Esquema planteado
Redes controlModelos simplificados
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
4. Cuenca río Serpis: programa de medidas
Convenio CHJ, UPV y UVEG
noviembre de 2003noviembre de 2003
Redes de control de calidad aguas superficiales
ICA Cocentaina
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
09/01
/1990
09/01
/1991
09/01
/1992
09/01
/1993
09/01
/1994
09/01
/1995
09/01
/1996
09/01
/1997
09/01
/1998
09/01
/1999
09/01
/2000
09/01
/2001
09/01
/2002
09/01
/2003
09/01
/2004
09/01
/2005
09/01
/2006
09/01
/2007
Serie temporal
DB
O5
mg
O2/
L
ICA Lorcha
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
01-04
-9617
-07-96
20-11
-9616
-07-97
17-06
-9826
-08-99
14-03
-0025
-07-00
28-11
-0021
-03-01
24-07
-0127
-11-01
26-03
-0223
-07-02
26-11
-0225
-03-03
29-07
-0328
-10-03
20-01
-0425
-05-04
28-09
-0431
-01-05
10-05
-0520
-09-05
23-01
-0622
-05-06
21-09
-0623
-01-07
Serie temporal
DBO
5 mg
O2/L
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Modelo simplificado: Diagnóstico actualVertidos orgánicos puntuales: DBO5
Vertidos DBO5
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Modelo de gestión (Aquatool): Sistema Serpis
Salidas embalse Beniarres (hm³/mes)
0
5
10
15
20
25
30
oct-9
9
feb-
00
jun-
00
oct-0
0
feb-
01
jun-
01
oct-0
1
feb-
02
jun-
02
oct-0
2
feb-
03
jun-
03
oct-0
3
feb-
04
jun-
04
oct-0
4
feb-
05
jun-
05
Q (hm³/mes)
Obtención de caudales por masa de agua incluyendo normas de gestión
Determinación del percentil para su inclusión en el modelo simplificado
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Modelo de gestión (Aquatool): Sistema Serpis1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Diseño Programa de medidas
Medidas Resultado: Todas las masas > A1
Medida propuesta: reducción de la carga contaminante de los vertidos
(EDARs)Situación con medidas
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
Conclusiones
• Modelación en entorno GIS para el análisis de:–formulación simple: acumulación, decaimiento,dilución
–efecto cuantitativo de las principales presiones actuales
– diseño/comprobación previa del Programa de medidas
•Características:
– sencillez y eficiencia de los medios informáticos
– aplicabilidad a escala de gran cuenca
– posibilidad de un uso combinado con modelos detallados: régimen alterado
• Reto importante para su aplicación en los PPHH
1. Introducción
2. Análisis presionesInforme Art. 5
3. Modelo GIS: DBO5
4 Cuenca Serpis
5. Conclusiones
noviembre de 2003noviembre de 2003
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