Desarrollo y aplicación del modelamiento de calidad del agua con GESCAL-AQUATOOL en el río Lurín-Lima-Perú

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.24850/j-tyca-2024-03-06

Palabras clave:

AQUATOOL, GESCAL, sistema de soporte a la decisión, modelamiento, simulación, calidad del agua

Resumen

La cuenca baja del río Lurín es una de las últimas grandes extensiones de áreas verdes en Lima, capital de Perú, sin embargo es afectada por diversas actividades antrópicas. Ante esta situación, y con el objetivo de mejorar el manejo de los recursos hídricos, se implementó un modelo de calidad del agua con el módulo GESCAL del sistema de soporte a la decisión AQUATOOL. La construcción de la red hidrográfica del río se hizo a partir de los datos recogidos en salidas de reconocimiento, mientras que para modelar la calidad del agua del tramo bajo del río se desarrolló un programa de monitoreo que tuvo como principales parámetros al oxígeno disuelto, DBO5 y Escherichia coli. Con la información obtenida se determinaron primero los coeficientes de degradación de materia orgánica, desoxigenación y reaireación de las secciones del río, y finalmente se parametrizó el modelo. La calibración del modelo en oxígeno disuelto obtuvo un rendimiento de “bueno” a “muy bueno”, con valores de 0.77, 0.23 y 0.8058 para E, RSR y r2, respectivamente; para el caso de la DBO5, se obtuvieron valores de 0.99, 0.01 y 0.9995 para E, RSR y r2, respectivamente; y para la Escherichia coli, valores de 0.99, 0.01 y 0.9993 para E, RSR y r2, respectivamente. Finalmente, se simularon cuatro escenarios, a partir de los cuales se determinó que para alcanzar los objetivos ambientales es necesario mejorar los procesos de las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) Manchay y San Bartolo; clausurar el canal de regadío proveniente de la capilla de la zona, e implementar una PTAR en el distrito de Pachacámac. El estudio demuestra la utilidad del sistema AQUATOOL/GESCAL en la toma de decisiones informadas para la gestión de los recursos hídricos a nivel de cuenca.

Citas

Agudelo, R. M. (2005). El agua, recurso estratégico del siglo XXI. Revista Facultad Nacional de Salud Pública, 23(1), 91-102. Recuperado de http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0120-386X2005000100009&lng=en&tlng=es

ANA, Autoridad Nacional del Agua. (2016). Estrategia nacional para el mejoramiento de la calidad de los recursos hídricos. Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12543/210

ANA, Autoridad Nacional del Agua. (2019). Diagnóstico inicial para el plan de gestión de recursos hídricos de las cuencas Chillón, Rímac, Lurín y Chilca. Recuperado de https://repositorio.ana.gob.pe/handle/20.500.12543/3901

ANA, Autoridad Nacional del Agua. (2020). Estado situacional de los recursos hídricos en las cuencas Chillón-Rímac-Lurín-2017/2018. Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12543/4742

Bolinches, A., De-Stefano, L., & Paredes-Arquiola, J. (2020a). Adjusting wastewater treatment effluent standards to protect the receiving waters: The case of low-flow rivers in central Spain. Environmental Earth Sciences, 79(446). DOI: 10.1007/s12665-020-09184-z

Bolinches, A., De-Stefano, L., & Paredes-Arquiola, J. (2020b). Designing river water quality policy interventions with scarce data: Case of the Middle Tajo Basin, Spain. Hydrological Sciences Journal. DOI: https://doi.org/10.1080/02626667.2019.1708915

Bolinches, A., De-Stefano, L., & Paredes-Arquiola, J. (2020c). Too expensive to be worth it? A methodology to identify disproportionate costs of environmental measures as applied to the Middle Tagus River, Spain. Journal of Environmental Planning and Management, 63(13), 2402-2424. DOI: 10.1080/09640568.2020.1726731

Bolinches, A., Paredes-Arquiola, J., Garrido, A., & De-Stefano, L. (2020). A comparative analysis of the application of water quality exemptions in the European Union: The case of nitrogen. Science of the Total Environment, 739(139891). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.139891

Chang, F., & Wang, K. (2013). A systematical water allocation scheme for drought mitigation. Journal of Hydrology, 507, 124-133. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2013.10.027

Dengshuai, C., Jing, L., Xiaonan, Y., Zixiang, Z., Yuqi, P., & Manchun, L. (2020). Quantifying water provision service supply, demand and spatial flow for land use optimization: A case study in the YanHe watershed. Ecosystem Services, 43(101117). DOI: 10.1016/j.ecoser.2020.101117

FFLA, Fundación Futuro Latinoamericano. (2015). Proceso de conformación del Consejo de Recursos Hídricos de la Cuenca Interregional Chillón, Rímac y Lurín, Perú. Una experiencia de gobernanza. Quito-Ecuador. Recuperado de https://aquafondo.org.pe/wp-content/uploads/2016/11/sistematizacion_GA_cuencas-lima.pdf

Holguín, J. (2003). Determinación de la tasa de reaireación en un río de montaña colombiano mediante el uso de trazadores (tesis de pregrado). Universidad de los Andes, Colombia. Recuperado de https://repositorio.uniandes.edu.co/handle/1992/9089

Ma, T., Sun, S., Fu, G., Hall, J. W., Ni, Y., He, L., Yi, J., Zhao, N., Du, Y., Pei, T., Cheng, W., Song, C., Fang, C., & Zhou, C. (2020). Pollution exacerbates China’s water scarcity and its regional inequality. Nature Communications, 11, 650. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-14532-5

Martín, M., Hernández-Crespo, C., Andrés-Doménech, I., & Benedito-Durá, V. (2020) Fifty years of eutrophication in the Albufera lake (Valencia, Spain): Causes, evolution and remediation strategies. Ecological Engineering, 155. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2020.105932

Minnesota Mining and Manufacturing Company. (2003). Guía de Interpretación-3M Petrifilm Placas para Recuento de Aerobios. Madrid: 3M Microbiology. Recuperado de https://jornades.uab.cat/workshopmrama/sites/jornades.uab.cat.workshopmrama/files/Petrifilm_guias.pdf

Momblanch, A., Paredes-Arquiola, J., Andreu, J, Ramos, L., Baldeón, W., & García, J. (2015a). Análisis de medidas para la mejora de la calidad del agua en el tramo bajo del río Lurín (Perú). Recuperado de https://www.researchgate.net/publication/283624754_Analisis_de_medidas_para_la_mejora_de_la_calidad_del_agua_en_el_tramo_bajo_del_rio_Lurin_Peru

Momblanch, A., Paredes-Arquiola, J., Munné, A., & Manzano, A. (2015b). Managing water quality under drought conditions in the Llobregat River Basin. Science of the Total Environment, 503(504), 300-318. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.06.069

Nakamura, C. H., Salla, M. R., De-Jesus, J. A. O., & Da-Silva, G. H. R. (2019). Calibration of mathematical water quality modeling in a river basin under critical conditions. Water Environment Research, 91(12), 1678-1691. DOI: 10.1002/wer.1175

Olortegui, C. (2020). Modelación hidrológica y de asignación del recurso hídrico para obtener garantías de satisfacción de las demandas. Caso de estudio río Lurín (tesis de pregrado). Universidad Nacional Agraria La Molina, Perú.

Palop-Donat, C., Paredes-Arquiola, J., Solera, A., & Andreu, J. (2020). Comparing performance indicators to characterize the water supply to the demands of the Guadiana River basin (Spain). Hydrological Sciences Journal, 65(7), 1060-1074. DOI: 10.1080/02626667.2020.1734812

Paredes-Arquiola, J., Andreu, J., Martín, M., & Solera, A. (2010). Water quantity and quality models applied to the Jucar River Basin, Spain. Water Resources Management, 24, 2759-2779. DOI: 10.1007/s11269-010-9578-z

Paredes-Arquiola, J., Andreu, J., & Solera, A. (2010). A decision support system for water quality issues in the Manzanares River (Madrid, Spain). Science of the Total Environment, 408(12), 2576-2589. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2010.02.037

Paredes-Arquiola, J., Macián-Cervera, V., Pedro-Monzonís, M., Belda, E., Momblanch, A., & Andreu, J. (2016). River water quality modelling under drought situations – the Turia River case. Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences, 374, 187-192. DOI: 10.5194/piahs-374-187-2016

Raffo, E., & Ruiz, E. (2014). Caracterización de las aguas residuales y la demanda bioquímica de oxígeno. Revista de la Facultad de Ingeniería Industrial de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 17(1), 71-80. DOI: 10.15381/idata.v17i1.12035

Salla, M. R., Paredes-Arquiola, J., Solera, A., Álvarez, J. A., Pereira, C. E., Alamy, J. E., & De-Oliveira, A. L. (2014a). Integrated modeling of water quantity and quality in the Araguari River basin, Brazil. Latin American Journal of Aquatic Research, 42(1), 224-244. DOI: 103856/vol42-issue1-fulltext-19

Salla, M. R., Ferreira, A. M., Pereira, C. E., Marcio, A. R., & Schmidt, M. A. R. (2014b). Self-cleaning ability of the middle and lower courses of the Uberaba river UPGRH-GD8. Journal of Urban and Environmental Engineering, 8(1), 118-133. DOI: https://doi.org/10.4090/juee.2014.v8n1.118133

Sánchez, J. (s.f.). La experiencia de la Mancomunidad Municipal de la cuenca Lurín y su aporte a la legislación (diapositiva de Power Point). Recuperado de https://smia.munlima.gob.pe/uploads/documento/144a8f3f15c86fe0.pdf

Sánchez-Céspedes, J. M., Rodríguez-Miranda, J. P., & Ramos-Sandoval, O. L. (2020). Decision Support Systems (DSS) applied to de formulation of agricultural public policies. Tecnura, 24(66), 95-108. DOI: https://doi.org/10.14483/22487638.15768

Sušnik, J., Vamvakeridou-Lyroudia, L., Savic, D., & Kapelan, Z. (2012) Integrated system dynamics modelling for water scarcity assessment: Case study of the Kairouan region. Science of the Total Environment, 440, 290-306. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2012.05.085

Van Vliet, M. T. H., Jones, E. R., Flörke, M., Franssen, W. H. P., Hanasaki, N., Wada, Y., & Yearsley, J. R. (2021). Global water scarcity including surface water quality and expansions of clean water technologies. Environmental Research Letters, 16, 02402. DOI: https://doi.org/10.1088/1748-9326/abbfc3

Vélez-Azañero, A., Lizárraga-Travaglini, A., Alvarado, J., & La-Rosa, V. (2016). Insectos epigeos de la cuenca baja del río Lurín, Lima, Perú. The Biologist, 14(2), 387-399. DOI: https://doi.org/10.24039/rtb2016142115

von Sperling, M. (2007) Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. Volume 7. Em: Estudos e modelagem da qualidade da água de rios. Belo Horizonte, Brasil: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais.

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Publicado

2024-05-01

Cómo citar

Arias-Aguila, E., Vela-Cardich, R., & Ramos-Fernandez, L. (2024). Desarrollo y aplicación del modelamiento de calidad del agua con GESCAL-AQUATOOL en el río Lurín-Lima-Perú. Tecnología Y Ciencias Del Agua, 15(3), 250–288. https://doi.org/10.24850/j-tyca-2024-03-06

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