Primera parte de la tercera sesión del seminario "Calidad del Agua en ríos"

1. 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)

2. 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

3. 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.

4. 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

5. “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)

6. Cuenca del río Yampa, Colorado &
Wyoming

7. 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.

8. Temperatura estacional del Río Yampa,
Colorado y Wyoming

9. Perfiles de corriente de los rios Yampa
y Little Snake Rivers,
CO & WY

10. Relación No lineal: Flujo vs. SC
Cuenca del río Yampa, Colorado &
Wyoming

11. Área metropolitana de la Cuenca de
Denver

12. Embalse T-P vs. Clorofila-a

13. 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.

14. Clear Creek Superior
Química del Agua y Control de
Nutrientes
[Enfoque en las variaciones Estacionales y
Anuales de SC y TP como indicadores]

15. Cuenca Superior Clear Creek –
Puntos de Monitoreo

16. Cuenca Superior Clear Creek– Mapa
de puntos de Monitoreo
(Actualizado)

17. Cuenca Superior Clear Creek
Actuales puntos de Monitoreo
•International Symposium •Timothy Steele
•New Water Policies – The Water Framework Directive •TDS Consulting
•Barcelona 17th and 18th of May 2006 •Evergreen Colorado U.S

18. Clear Creek – Lago Standley

19. UCC Monitoreo de CA.
Enfoque del Programa

20. Specific Conductance, uS/cm
2/
7/
19
9
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
8/
16 4
/1
99
5/
25 4
/1
99
12 5
/7
/1
99
7/
15 5
/1
99
4/ 6
1/
19
10 97
/8
/1
99
6/
18 7
/1
99
2/ 8
8/
19
8/ 99
17
/1
99
5/
17 9
/2
00
12 0
/7
/2
00
7/
16 0
/2
00
4/ 1
2/
20
10 02
/1
6/
20
6/ 0
Survey Date
11 2
/2
00
2/ 3
2/
20
0
R2 = 0.0015
8/
10 4
/2
y = 0.1102x + 213.9
00
5/
26 4
/2
00
12 5
/1
/2
00
7/
10 5
/2
00
Clear Creek at Golden (Site CC-60), Specific Conductances, 1994-2010
4/
10 6
/2
10 00
/1 7
7/
20
6/ 0
18 7
/2
00
2/ 8
2/
20
8/ 0
11 9
/2
00
9
Cuenca Superior Clear Creek
Variaciones estacionales en conductancias específicas

21. Errores en el
valor anual
promedio-con
frecuencias
de medición
diferentes

22. Specific Conductance, uS/cm
2/
7/
1
0
100
200
300
400
500
7/ 994
11
/1
99
2/ 4
6/
1
7/ 995
10
/1
99
2/ 5
5/
19
7/ 9
15 6
/1
2/ 99
24 6
/1
7/ 997
14
/1
99
2/ 7
9/
1
7/ 998
13
/1
99
2/ 8
8/
19
7/ 9
12 9
/1
99
2/ 9
7/
20
7/ 0
17 0
/2
00
2/ 0
5/
2
Survey Date
7/ 001
16
/2
00
2/ 1
4/
20
7/ 0
15 2
/2
00
2/ 2
3/
20
7/ 0
14 3
/2
00
2/ 3
2/
2
7/ 004
12
/2
00
5/
West Fork Clear Creek below Empire (Site CC-20), Specific Conductances, 1994-2008
26 4
/2
5/ 005
24
/2
5/ 007
28
/2
00
9
Cuenca Superior Clear Creek, Colorado
Impacto del Cambio del Programa de Medición

23. 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.

25. Diagramas Stiff
– Ejemplos para
agua superficial
en el Suroeste de
Wyoming

26. Diagrama
Piper
–
Ejemplo
Wyoming
Nota: Esta gráfica
se aplica sólo para
los iones más
importantes.

27. 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

28. Caso de Estudio - Nutrientes
• Caudal y Embalses de EE.UU.
• Cuenca Alta Clear Creek, Colorado
• Área Metropolitana de Denver
• Internacional
– Alemania
– México

29. Total-Phosphorus Concentration, mg/L
2/
7
7/ /1 9
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
11 94
/1
2/ 994
6/
7/ 1 9
10 95
/1
2/ 995
5/
7/ 1 9
15 96
/
2/ 199
24 6
/
7/ 199
14 7
/1
2/ 997
9/
7/ 1 99
13 8
/1
2/ 998
8/
7/ 1 9
12 99
/1
2/ 999
7/
7/ 2 0
17 00
/2
2/ 000
5/
7/ 2 0
16 01
/2
2/ 001
4/
7/ 2 0
15 02
/2
2/ 002
3/
7/ 2 0
14 03
/2
Survey Date
2/ 003
2/
7/ 2 0
12 04
/2
02 004
/0
7
07 /05
/1
(New facility on line beginning in August 2005 )
8
02 /05
/0
7
07 /06
/1
0
02 /06
/0
5
CC-13a Black Hawk/Central City WWTPs, Total Phosphorus, 1994-2010
07 /07
/1
6
02 /07
/1
1
07 /08
/2
8
02 /08
/0
2
07 /09
/1
3
02 /09
/0
1/
10
Blackhawk/Central City WWTP, NFCC
Cambiar a más remoción de Fósforo,

30. Total Nitrogen as N, mg/L
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
2/7/1994
7/11/1994
2/6/1995
7/10/1995
2/5/1996
7/15/1996
2/24/1997
7/14/1997
2/9/1998
7/13/1998
2/8/1999
7/12/1999
2/7/2000
7/17/2000
2/5/2001
7/16/2001
2/4/2002
7/15/2002
Survey Date
2/3/2003
7/14/2003
2/2/2004
7/12/2004
2/7/2005
7/18/2005
2/6/2006
North Fork Clear Creek at mouth (Site CC-50), Total Nitrogen, 1994-2009
7/10/2006
2/5/2007
7/16/2007
2/11/2008
7/28/2008
2/2/2009
7/13/2009
Total-Nitrogen Concentration, mg/L
5/27/2010
2/
7/
19
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
94
2/
6/
19
95
2/
5/
19
96
2/
24
/1
99
7
2/
9/
19
98
2/
8/
19
99
2/
7/
20
00
2/
5/
20
01
2/
4/
20
02
2/
3/
20
03
Survey Date
2/
2/
20
04
R2 = 0.2893
02
/0
7/
05
y = -0.0927x + 15.471
(New facility on line beginning in August 2005 )
02
/0
7/
06
02
CC-13a Black Hawk/Central City WWTPs, Total Nitrogen, 1994-2010
/0
5/
07
02
/1
1/
08
02
/0
2/
Concentración Total de Nitrógeno
09
North Fork Clear Creek vs. WWTP,
02
/0
1/
10

31. Cómo conseguir un programa
de monitoreo
Separate PP presentation file to follow

32. Cómo obtener un Programa de Monitoreo
Separate PP presentation file to follow

33. Source: Exponent (2000) T-P Data vs. Daily Qs

34. Rios & Reservorios – Área Metropolitana de
Denver

35. Reservorio T-P vs. Chlorofila-a
Área Metropolitana de Denver, Colorado

36. 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

37. 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