MODELACIÓN DINÁMICA INTEGRADA DEL CANAL DEL DIQUE Y SU SISTEMA LAGUNAR Jaime Iván Ordoñez.  Luis A. Camacho Erasmo Rodrígu...
Estudios UN <ul><li>Convenio 1-037 – 2005  (Jul. 2005 – Dic. 2007) </li></ul><ul><li>“ Estudios e investigaciones de las o...
<ul><li>Convenio 1-037 – 2005  (Jul. 2005 – Dic. 2007) </li></ul><ul><li>“ Estudios e investigaciones de las obras de rest...
DECANO FACULTAD DE INGENIERÍA Diego F. Hernández L. I.I., M.Sc, Ph.D. DIRECCIÓN Carlos E. Cubillos P., I.C., M.Sc, Ph.D. C...
MARCO GENERAL DE LA MODELACION FISICA MATEMATICA HIDROMETEOROLOGIA HIDRAULICA CALIDAD DE AGUA SEDIMENTOLOGIA AGUAS SUBTERR...
©  [email_address]
Río Magdalena Calamar Canal del Dique A Cartagena Esclusa Compuertas A Barranquilla Regulación de caudal de entrada al Can...
Fuente: CARDIQUE
Fuente: CARDIQUE
 
Fuente: CARDIQUE
©  [email_address] ©  [email_address]
Objetivo de la Modelación Matemática <ul><li>Responder con un modelo matemático hidráulico y de calidad del agua, apropiad...
Objetivo de la Modelación Matemática <ul><li>Calcular los hidrogramas de caudal y aportes de carga de sedimentos al mar pa...
Complejidad del sistema modelado Marea Desborde Interconexiones Con Ciénagas Hidrograma 4 Bocas
Requerimientos del modelo <ul><li>Integrar cantidad, calidad del agua  (fisico-química, bacteriológica)  y ecología , (eut...
Requerimientos (cont…) <ul><li>Ser  dinámico y distribuido  para el Canal de baja pendiente/estuario </li></ul><ul><li>Ser...
Requerimientos (cont…) <ul><li>Eficiente numéricamente permitiendo la simulación de una serie de tiempo  de mediano o larg...
Datos disponibles <ul><li>Datos Hidráulicos originales Universidad del Norte – Modelo Hec-RAS </li></ul>
CAUDALES DE DESBORDE Y COTAS DE INTERCONEXIONES
RESULTADOS MODELO
 
Modelo ? <ul><li>HEC-RAS ? </li></ul><ul><li>Modelo hidráulico uni-dimensional.  Desacoplado de modelos de calidad del agu...
Modelo ? <ul><li>MIKE-11 </li></ul><ul><li>Modelo hidráulico y de calidad del agua uni-dimensional.  Desacoplado de ciénag...
Modelo La modelación de seis alternativas estudiadas se realizó mediante el modelo matemático integrado hidráulico, de cal...
Modelo ? <ul><li>Se prefirió la  adaptación y complementación de un modelo  integral  existente, hecho en casa, en constru...
Modelo La modelación se realizó también con el apoyo del modelo HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center- U.S. Army Corps of...
OPCIONES DE MODELO Hec-Ras Mike-11 Mike 21 Simulink (Matlab) Dimensión 1-D 1-D 2-D 1.5-D Acople con modelos de calidad del...
CARACTERÍSTICAS DEL MODELO <ul><li>Modelo  dinámico distribuido  para el canal </li></ul><ul><li>Modelo  dinámico agregado...
CARACTERÍSTICAS DEL MODELO <ul><li>En este estudio el modelo se extendió para: </li></ul><ul><li>Modelar  flujos y pérdida...
IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO <ul><li>El modelo del sistema del Canal del Dique se ha implementado utilizando  toda la informa...
MODELO HIDROLÓGICO - HIDRÁULICO CON INTERACCIONES CIÉNAGA - CANAL
MODELO HIDRÁULICO DE DESBORDE Y DE CANALES DE INTERCONEXIÓN
MODELO HIDRÁULICO Y DE SST P ET Canal del Dique Qesc Qlat - desborde Q conexión Qe Qs
MODELO HIDRÁULICO NITRÒGENO AMONIACAL
Condiciones de frontera aguas abajo- Marea Fuente: Leonel Vega, 2005 Fuente: Leonel Vega, 2005
MODELO DE CUÑA SALINA
DETERMINANTES MODELO DE CALIDAD DEL AGUA
Elevada  diversidad  biológica, en especial de aves y peces. Zonas de reproducción y crianza. Alta  productividad  biológi...
RED TRÓFICA EN LAS CIÉNAGAS DEL CANAL DEL DIQUE Los nutrientes y sedimentos que entran a las ciénagas son fundamentales pa...
INDICE DE ESTADO LIMNOLÓGICO -  IEL IELP
PLATAFORMA MODELO INTEGRADO
PLATAFORMA MODELO INTEGRADO
ACTUALIZACIÓN DEL MODELO INTEGRADO  Nueva  Discretización (2008): 68 Tramos Anterior Discretización (2007):  18 Tramos
CANAL
SELECCIÓN ESCENARIO HIDROLÓGICO Año húmedo La Niña 1988-1989 Año seco El Niño 1991-1992 Año promedio
CURVA DE  EXCEDENCIAS  INCORA K7
SERIE DE CAUDALES 1988 1990 1991
CALIBRACIÓN MODELO HIDROLÓGICO Area 103 km 2
MODELACIÓN CONTINUA PARA CADA CUERPO DE AGUA
CALIBRACIÓN MODELO HIDROLÓGICO HEC-HMS R 2 =0.79 RMSE=1.05 m3/s Nash=0.77 DV = -6.4%
Inundación RESULTADOS MODELO HIDROLÓGICO P ET Canal del Dique Q Q t t P ET días días Años: 1988-1991
RESULTADOS MODELO HIDROLÓGICO PRECIPITACION [mm] EVAPOTRANSPIRACION [mm] ESCORRENTÍA [m3/s] TIEMPO [Días]
CALIBRACIÓN MODELO HIDRÁULICO Tramo Calibración  R 2 Incora K7 – Gambote 0.9962 Gambote – Santa Helena 1 0.9715 Santa Hele...
CALIBRACIÓN MODELO HIDRÁULICO
VALIDACIÓN MODELO HIDRÁULICO
DESBORDE PERIODO DE CALIBRACIÓN
CALIDAD DEL AGUA – INSPECCIÓN DE CAMPO ENERO 2006
CONVENCIONES C  = Concentración O 2 = Oxígeno disuelto 10 8 7 6 5 3 2 1 C (  s/cm) O 2  (mg/l) 137 4,08 4 C (  s/cm) O 2...
IDENTIFICACIÓN SITIOS DE MONITOREO Fuente: CARDIQUE
Fuente: CARDIQUE
CONVENCIONES C  = Conductividad O 2 = Oxígeno disuelto 1 8 7 6 5 3 2 4 9 C (  s/cm) O 2  (mg/l) 142 3,64 C (  s/cm) O 2 ...
CONVENCIONES C  = Conductividad O 2 = Oxígeno disuelto 1 8 7 6 5 3 2 4 9 10 11 12 13 14 15 16 C (  s/cm) O 2  (mg/l) 144 ...
Pasacaballos Calamar Pasacaballos Calamar 2 CAMPAÑAS DE MEDICIONES Embalse del  Guájaro Ciénaga Jobo Ciénaga Luisa Ciénaga...
<ul><li>Aforos de caudal, T, pH, conductividad y Oxígeno disuelto, Vel. Viento (40 sitios) </li></ul><ul><li>DBO total y s...
<ul><li>Siguiendo la masa de agua </li></ul><ul><li>Integrada en la sección transversal </li></ul>TOMA DE LA MUESTRA
<ul><ul><li>Aforos – Uninorte ADCP </li></ul></ul>AFOROS
<ul><ul><li>Toma de muestras y equipos </li></ul></ul>TOMA DE MUESTRAS Y EQUIPOS
<ul><ul><li>Toma de muestras y equipos </li></ul></ul>TOMA DE MUESTRAS Y EQUIPOS
D.R. SANTA - LUCÍA Fuente: CARDIQUE
Fuente: CARDIQUE
CD – COMPUERTAS GUAJARO Fuente: CARDIQUE
SALIDA EMBALSE DEL GUAJARO Fuente: CARDIQUE
CAÑO ZARZAL Fuente: CARDIQUE
CANALES DE ENTRADA A MATUYA MARGEN IZQUIERDA Fuente: CARDIQUE
CALIBRACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA
DIA 1 DE MEDICIONES
DIA 2 DE MEDICIONES
DIA3 DE MEDICIONES
CALIBRACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA
CONDUCTIVIDAD Y SST
OXÍGENO DISUELTO Y DBO
NUTRIENTES, NITRÓGENO Nitrógeno amoniacal (mg/l) Nitratos  (mg/l)
NUTRIENTES, FÓSFORO
<ul><li>SITUACIÓN ACTUAL   SIN CONTROL A LA ENTRADA </li></ul><ul><ul><li>PERÍODO DE SIMULACIÓN 1988-1991 </li></ul></ul><...
HIDROGRAMAS DE ENTRADA - CALAMAR
HIDROGRAMA TRANSITADO COND. ACTUAL
CARGA DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS
Jobo, Juan Gómez, Matuya: relación A/V más alta (ciénagas poco profundas) Zarzal, Honda, Palotal, Aguas Claras: mayores CP...
11 IEL= ∑  vi . ci . 100 i=1  INDICE DEL ESTADO LIMNOLÓGICO Variable Unidades Valor (vi) OD % Sat % 0,15 pH Unidades 0,05 ...
INDICE DEL ESTADO LIMNOLÓGICO PARCIAL El índice IELP se ha calculado en cada intervalo de tiempo a partir de las variables...
CUANTIFICACION DEL EFECTO EN EL ESTADO LIMNOL Ó GICO DE LAS CI É NAGAS
CUANTIFICACION DEL EFECTO EN EL ESTADO LIMNOL Ó GICO DE LAS CI É NAGAS
CUANTIFICACION DEL EFECTO EN EL ESTADO LIMNOL Ó GICO DE LAS CI É NAGAS
IELP
CUÑA SALIDA
CUANTIFICACION DEL AVANCE DE LA CUÑA SALINA
<ul><li>Se ha presentado, en forma muy resumida, una herramienta matemática desarrollada en SIMULINK de MATLAB, que permit...
<ul><li>a)  Los efectos hidráulicos de la Alternativa 3 del exclusor, de mayor caudal en la entrada al Canal del Dique, se...
<ul><li>b)  En la condición con control mediante compuertas y esclusa (Alternativa 4) se reduce sustancialmente el volumen...
<ul><li>c)  De acuerdo con los resultados de la carga de sólidos suspendidos, en Pasacaballos, puede esperarse una reducci...
<ul><li>Convenio Marco 1-033 – 2007 - Proyecto (Mayo-Dic. 2008) </li></ul><ul><li>“ Alternativa de reducción del caudal en...
DECANO FACULTAD DE INGENIERÍA Diego F. Hernández L. I.I., M.Sc, Ph.D. DIRECCIÓN Jaime Iván Ordoñez  IC., Dr. Eng COORDINAC...
<ul><ul><li>Viabilidad de realizar sedimentación controlada en la Bahía de Barbacoas  </li></ul></ul><ul><ul><li>(10 activ...
<ul><li>ALT. 1 : SITUACIÓN ACTUAL   SIN ANGOSTAMIENTOS NI COMPUERTA-ESCLUSA  </li></ul><ul><ul><li>PERÍODO DE SIMULACIÓN 1...
<ul><li>ALT. 2: CONDICIÓN ACTUAL MEJORADA (INTERCONEXIONES CIÉNAGA-CANAL OPTIMIZADAS)  Y COMPUERTA ESCLUSA DE PARICUICA  E...
<ul><li>ALT 4:  COMPUERTA ESCLUSA EN  RK104  Y ANGOSTAMIENTOS </li></ul><ul><li>ALT5:  COMPUERTA ESCLUSA EN RK 110   ABAJO...
Alternativa 2 Compuerta-esclusa K104
Alternativa 3 Angostamiento No.1 k0-k6 L= 6 Km Angostamiento No.2 k43-k48 L=5 Km Angostamiento No.3 k72-k77 L=5 Km
Alternativa 4 Compuerta-esclusa K104 Angostamiento No.3 k72-k77 L=5 Km Angostamiento No.2 k43-k48 L=5 Km Angostamiento No....
Alternativa 5 Compuerta-esclusa K110
Alternativa 6 Compuerta-esclusa K110 Angostamiento No.3 k72-k77 L=5 Km Angostamiento No.2 k43-k48 L=5 Km Angostamiento No....
Angostamientos Sección Transversal Tipica Sección transversal km 2 –  Contracción No. 1. Sección transversal km 45 –  Cont...
HIDROGRAMAS DE ENTRADA - CALAMAR <ul><li>ALT 3,4,6: </li></ul><ul><li>EFECTO PRIMER ANGOSTAMIENTO </li></ul><ul><li>ALT 1,...
HIDROGRAMAS - CORREA
HIDROGRAMAS - MATUNILLA <ul><li>ALT 3:  </li></ul><ul><li>SOLO  ANGOSTAMIENTOS </li></ul>
LEQUERICA <ul><li>ALT 5:  </li></ul><ul><li>COMPUERTA </li></ul><ul><li>ESCLUSA RK  110 </li></ul>
PASACABALLOS <ul><li>ALT 3:  </li></ul><ul><li>SOLO ANGOSTAMIENTOS </li></ul><ul><li>RED. CARGA SST  32% </li></ul>
BALANCE HÍDRICO <ul><ul><li>ALT 2: SOLO COMPUERTA - ESCLUSA </li></ul></ul><ul><li>ALT 4:  ANGOSTAMIENTOS Y COMPUERTA - ES...
<ul><ul><li>ALT 2: SOLO COMPUERTA - ESCLUSA </li></ul></ul><ul><li>ALT 4:  ANGOSTAMIENTOS Y COMPUERTA - ESCLUSA RK 104 </l...
Volúmenes de intercambio a través de los caños de conexión Canal - Ciénaga [Millones metros cúbicos] <ul><ul><li>ALT 2: SO...
Caudal a lo largo del canal del dique <ul><ul><li>ALT 2: SOLO COMPUERTA - ESCLUSA </li></ul></ul><ul><li>ALT 4:  ANGOSTAMI...
Profundidad de las ciénagas igualada o excedida el 50% del tiempo [m] <ul><ul><li>ALT 1: CONDICIONES ACTUALES </li></ul></...
Carga promedio de sólidos en suspensión (Millones de Ton/año) <ul><ul><li>ALT 3: SOLO ANGOSTAMIENTOS </li></ul></ul><ul><l...
Carga de SST del caño Matunilla (Toneladas por día)
Balance de SST en el Sistema (Millones de Toneladas por año) Cond. Act. Alt. 2 Alt. 3 Alt. 4 Alt. 5 Alt. 6 Carga de entrad...
Cargas de nutrientes y DBO vertida al mar en la bahía de Barbacoas [Ton/año] Cond. Act. Alt. 2 Alt. 3 Alt. 4 Alt. 5 Alt. 6...
Calidad del agua - Juan Gómez Oxígeno disuelto y Coliformes
Cuña Salina – Canal del Dique
Cuña Salina – Correa
Cuña Salina – Matunilla
Cuña Salina – Lequerica
Estado limnológico - Ciénagas A partir de las series de tiempo calculadas del IELP se ha estimado el valor del índice igua...
Mejor Alternativa de disminución del caudal desde el punto de vista hidráulico, de calidad del agua, cuña salina y limnoló...
Mejor Alternativa de disminución del caudal desde el punto de vista hidráulico, de calidad del agua, cuña salina y limnoló...
<ul><li>Convenio Marco 1-038 – 2009  </li></ul><ul><li>Proyecto (Jul - Dic. 2010) </li></ul><ul><li>“ Taller y Acompañamie...
Actividades <ul><li>Taller  de Modelación Dinámica, Hidráulica y de calidad del agua del Canal del Dique y su Sistema Lagu...
Recalibración Caudales Gambote SH1 SH2
Recalibración Niveles Gambote SH1 SH2
Recalibración Niveles SH1 Con corrección del cero de mira en 0.75 m
Recalibración Resultados de calibración del modelo Hidráulico - caudales y profundidades 0.96
Recalibración Resultados de calibración del modelo Hidráulico - caudales y profundidades 0.96
Comparación
Conclusiones de la Comparación El análisis de resultados muestra que para las nuevas condiciones evaluadas (Resultados del...
<ul><li>COORMAGDALENA ha financiado la labor de todas las actividades de los 3 Convenios en un total de 32 meses de trabaj...
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MODELACIÓN DINÁMICA INTEGRADA DEL CANAL DEL DIQUE Y SU SISTEMA LAGUNAR

  1. 1. MODELACIÓN DINÁMICA INTEGRADA DEL CANAL DEL DIQUE Y SU SISTEMA LAGUNAR Jaime Iván Ordoñez. Luis A. Camacho Erasmo Rodríguez Gabriel Pinilla Leonel Vega Carlos Cubillos Andrés Luna Hugo Estupiñan FORO SCI Bogotá - Agosto 19 - 2011
  2. 2. Estudios UN <ul><li>Convenio 1-037 – 2005 (Jul. 2005 – Dic. 2007) </li></ul><ul><li>“ Estudios e investigaciones de las obras de restauración ambiental y navegación del Canal del Dique” </li></ul><ul><li>Convenio Marco 1-033 – 2007 - Proyecto (Mayo-Dic. 2008) </li></ul><ul><li>“ Alternativa de reducción del caudal en el Canal del Dique mediante angostamiento de la sección por sectores y construcción de la esclusa de Paricuica </li></ul><ul><li>3. Convenio Marco 1-038 – 2009 – Proyecto (Jul - Dic. 2010) </li></ul><ul><li>“ Taller y Acompañamiento modelación dinámica hidráulica y de calidad del agua del Canal del Dique y su Sistema Lagunar” </li></ul>
  3. 3. <ul><li>Convenio 1-037 – 2005 (Jul. 2005 – Dic. 2007) </li></ul><ul><li>“ Estudios e investigaciones de las obras de restauración ambiental y navegación del Canal del Dique” </li></ul>
  4. 4. DECANO FACULTAD DE INGENIERÍA Diego F. Hernández L. I.I., M.Sc, Ph.D. DIRECCIÓN Carlos E. Cubillos P., I.C., M.Sc, Ph.D. COORDINACIÓN OPERATIVA Silverio Farías M., I.C., M.Sc. ASESOR DE CALIDAD Raquel Duque Rico I.C., M.Sc. COORDINACIÓN CORMAGDALENA Paulino Galindo Yustres I..C. ASESORES CORMAGDALENA: C.N.R. Personalidades de Cartagena HIDRÁULICA Jaime Iván Ordoñez O. I.C., M.Sc, Ph.D. GRUPO DE APOYO William Perdomo I.C., Esp. AMBIENTAL Leonel Vega Mora I.A., M.Sc, Ph.D. MODELOS HIDRÁULICOS Y DE CALIDAD DE AGUA Luis A. Camacho I.C., M.Sc, Ph.D. COMISIÓN TOPOBATIMÉTRICA LIMNOLOGÍA Gabriel Pinilla Biol., Ph.D. MODELOS HIDROLÓGICOS Erasmo A. Rodríguez I.C., M.Sc, Ph.D. INGENIEROS AUXILIARES GEOLOGÍA Manuel Moreno Murillo Geol., M.Sc. SEDIMENTOLOGÍA Carlos E. Cubillos P. I.C., M.Sc. AUXILIARES DE INGENIERÍA HIDROGEOLOGÍA César Rodríguez Geol., M.Sc, Ph.D. MODELOS FÍSICOS José Urián Ramírez I.C. LABORATORISTAS GEOTECNIA Guillermo Ángel Reyes I.C., M.Sc.. OBRAS FLUVIALES Eduardo Bravo I.C., Esp. OPERARIOS DE LABORATORIO OTROS ASESORES EXTERNOS ADMINISTRADOR SECRETARIA SERVICIOS GENERALES TRANSPORTE FLUVIAL Edgar Higuera I.C., M.Sc. * Profesionales con experiencia en el Canal del Dique * * * * * * *
  5. 5. MARCO GENERAL DE LA MODELACION FISICA MATEMATICA HIDROMETEOROLOGIA HIDRAULICA CALIDAD DE AGUA SEDIMENTOLOGIA AGUAS SUBTERRANEAS AMBIENTAL Análisis Alternativa IV y sus variaciones Análisis de escenarios Alternativa IV y sus variaciones Análisis de sensibilidad e incertidumbre MODELACION
  6. 6. © [email_address]
  7. 7. Río Magdalena Calamar Canal del Dique A Cartagena Esclusa Compuertas A Barranquilla Regulación de caudal de entrada al Canal ?
  8. 8. Fuente: CARDIQUE
  9. 9. Fuente: CARDIQUE
  10. 11. Fuente: CARDIQUE
  11. 12. © [email_address] © [email_address]
  12. 13. Objetivo de la Modelación Matemática <ul><li>Responder con un modelo matemático hidráulico y de calidad del agua, apropiadamente calibrado con datos de campo , preguntas sobre el comportamiento más probable del canal del dique y su sistema lagunar bajo diferentes alternativas de intervención . </li></ul><ul><li>Apoyar el diseño del plan de manejo hidrosedimentológico del sistema, en los términos señalados en la resolución 249 del MAVDT </li></ul>
  13. 14. Objetivo de la Modelación Matemática <ul><li>Calcular los hidrogramas de caudal y aportes de carga de sedimentos al mar para cuantificar en la componente de modelación de la zona marina de la Bahía de Barbacoas , el potencial del daño a corales sobre el PNN Islas del Rosario y San Bernardo (requerimiento 13, Res. 249) pendiente. </li></ul>
  14. 15. Complejidad del sistema modelado Marea Desborde Interconexiones Con Ciénagas Hidrograma 4 Bocas
  15. 16. Requerimientos del modelo <ul><li>Integrar cantidad, calidad del agua (fisico-química, bacteriológica) y ecología , (eutroficación, cadenas alimenticias, índice limnológico) y permitir interacciones precisas de agua y sedimento </li></ul><ul><li>Permitir la simulación de eventos dinámicos cortos y series de tiempo de largo plazo (balance hídrico) </li></ul><ul><li>Calcular los niveles y caudales de salida y entrada de las ciénagas desde y hacia el Canal del Dique por desborde y a través de los canales de interconexión. </li></ul><ul><li>Ser preferiblemente una herramienta flexible y fácilmente modificable </li></ul>
  16. 17. Requerimientos (cont…) <ul><li>Ser dinámico y distribuido para el Canal de baja pendiente/estuario </li></ul><ul><li>Ser dinámico, pero posiblemente agregado para las ciénagas y lagunas costeras </li></ul><ul><li>Integrar cantidad y calidad del agua y limnología acuática simultáneamente en todos los cuerpos de agua </li></ul><ul><li>Permitir el cálculo preciso del flujo en todas las interconexiones libres y controlodas y bifurcaciones </li></ul><ul><li>Considerar el efecto de la marea en cuatro bocas </li></ul>
  17. 18. Requerimientos (cont…) <ul><li>Eficiente numéricamente permitiendo la simulación de una serie de tiempo de mediano o largo plazo </li></ul><ul><li>Permitir pérdidas de agua en la planicie de inundación </li></ul><ul><li>Permitir el cálculo del balance hídrico en una base multi-anual. </li></ul>
  18. 19. Datos disponibles <ul><li>Datos Hidráulicos originales Universidad del Norte – Modelo Hec-RAS </li></ul>
  19. 20. CAUDALES DE DESBORDE Y COTAS DE INTERCONEXIONES
  20. 21. RESULTADOS MODELO
  21. 23. Modelo ? <ul><li>HEC-RAS ? </li></ul><ul><li>Modelo hidráulico uni-dimensional. Desacoplado de modelos de calidad del agua , no permite simulaciones de largo plazo , desacoplado de ciénagas , no permite la modelación correcta de las bifurcaciones en el bajo Canal del Dique ni de los efectos de desborde . </li></ul>
  22. 24. Modelo ? <ul><li>MIKE-11 </li></ul><ul><li>Modelo hidráulico y de calidad del agua uni-dimensional. Desacoplado de ciénagas , no permite simulaciones de largo plazo , costoso componente de eutroficación, faltan componentes de cadenas alimenticias para Canal del Dique y patógenos , flexibilidad y facilidad de modificación relativa </li></ul><ul><li>MIKE-21 </li></ul><ul><li>Modelo hidrodinámico y de calidad del agua bi-dimensional. Complejidad de datos, falta componente de interacciones agua – sedimento (sedimentación y resuspensión) y componentes de cadenas alimenticias y patógenos, flexibilidad y facilidad de modificación relativa </li></ul>
  23. 25. Modelo La modelación de seis alternativas estudiadas se realizó mediante el modelo matemático integrado hidráulico, de calidad del agua y ecológico del Canal del Dique y su Sistema Lagunar implementado en el proyecto CORMAGDALENA-UNAL (2007a, 2007b; Camacho et al ., 2008) en la plataforma SIMULINK de MATLAB (The MATHWORKS Inc, 1996) con algunas modificaciones y actualizaciones incorporadas en el presente trabajo.
  24. 26. Modelo ? <ul><li>Se prefirió la adaptación y complementación de un modelo integral existente, hecho en casa, en construcción desde 1991. Modelo en la plataforma flexible SIMULINK/MATLAB </li></ul><ul><li>- Díaz Granados et al ., 1992, 2001; </li></ul><ul><li>Camacho, 1997, 2000; </li></ul><ul><li>Whitehead et al .,1997, Lees et al ., 1998; </li></ul><ul><li>Camacho y Lees,1998, 2000; </li></ul><ul><li>Camacho et al ., 2003 ; 2008 </li></ul>
  25. 27. Modelo La modelación se realizó también con el apoyo del modelo HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center- U.S. Army Corps of Engineers), implementado por la Universidad del Norte (IDEHA, 1999, 2002, 2003a, 2003b), para las condiciones de caudales bajos sin desborde lateral.
  26. 28. OPCIONES DE MODELO Hec-Ras Mike-11 Mike 21 Simulink (Matlab) Dimensión 1-D 1-D 2-D 1.5-D Acople con modelos de calidad del agua 1. Fisico-Química 2. Cadenas alimenticias 3. Sedimentos 4. Bacteriológica No No No No Si No Si No Si No No No Si Si Si Si Acople con ciénagas No No Si SI Tipo de simulación 1. Eventos – corto plazo 2. Continua – largo plazo Si No Si No Si No Si Si Otros 1. Complejidad datos 2. Flexibilidad y amigab. No No Si No Si No No Si
  27. 29. CARACTERÍSTICAS DEL MODELO <ul><li>Modelo dinámico distribuido para el canal </li></ul><ul><li>Modelo dinámico agregado de las ciénagas </li></ul><ul><li>Integra cantidad y calidad del agua en todos los cuerpos de agua </li></ul><ul><li>Permite modelar interconexiones con ciénagas, bifurcaciones y considerar el efecto de la marea . </li></ul><ul><li>Es eficiente numéricamente y permite simular series de tiempo de largo plazo </li></ul>
  28. 30. CARACTERÍSTICAS DEL MODELO <ul><li>En este estudio el modelo se extendió para: </li></ul><ul><li>Modelar flujos y pérdidas por desborde de agua a lo largo del canal principal </li></ul><ul><li>Representar interacciones de la cadena alimenticia nutrientes –fitoplanton – zooplanton en los cuerpos lagunares . </li></ul><ul><li>Realizar el balance hídrico y la simulación de calidad del agua de largo plazo de las ciénagas </li></ul>
  29. 31. IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO <ul><li>El modelo del sistema del Canal del Dique se ha implementado utilizando toda la información hidráulica , información batimétrica , curvas de capacidad de las ciénagas y calidad del agua disponible de todos los estudios previos y del presente estudio. </li></ul><ul><li>El modelo opera bajo la plataforma SIMULINK de MATLAB (Mathworks). Es flexible, fácilmente modificable </li></ul>
  30. 32. MODELO HIDROLÓGICO - HIDRÁULICO CON INTERACCIONES CIÉNAGA - CANAL
  31. 33. MODELO HIDRÁULICO DE DESBORDE Y DE CANALES DE INTERCONEXIÓN
  32. 34. MODELO HIDRÁULICO Y DE SST P ET Canal del Dique Qesc Qlat - desborde Q conexión Qe Qs
  33. 35. MODELO HIDRÁULICO NITRÒGENO AMONIACAL
  34. 36. Condiciones de frontera aguas abajo- Marea Fuente: Leonel Vega, 2005 Fuente: Leonel Vega, 2005
  35. 37. MODELO DE CUÑA SALINA
  36. 38. DETERMINANTES MODELO DE CALIDAD DEL AGUA
  37. 39. Elevada diversidad biológica, en especial de aves y peces. Zonas de reproducción y crianza. Alta productividad biológica y elevada producción de peces. Importante actividad pesquera fundamental en la economía regional. Sistemas digestores de materia orgánica traída por los ríos. Trampas de sedimentos y de sustancias tóxicas. Reservas de agua para acueductos y riego. Controlan crecidas de los ríos y aportan agua en época seca, es decir, regulan los caudales . Permiten la recarga de acuíferos . Controlan el microclima local. Áreas para transporte, recreación y turismo . IMPORTANCIA ECOLÓGICA DE LAS CIÉNAGAS
  38. 40. RED TRÓFICA EN LAS CIÉNAGAS DEL CANAL DEL DIQUE Los nutrientes y sedimentos que entran a las ciénagas son fundamentales para mantener su productividad pesquera DETRITUS FITOPLANCTON <ul><li>PECES CARNÍVOROS </li></ul><ul><li>Mojarra amarilla (25%) </li></ul><ul><li>Moncholo (4%) </li></ul><ul><li>PECES DETRITÓFAGOS </li></ul><ul><li>Viejita (25%) </li></ul><ul><li>Mojarra lora (9%) </li></ul><ul><li>Bocachico (7%) </li></ul>NUTRIENTES ZOOPLANCTON <ul><li>PECES FITOPLANCTÓFAGOS </li></ul><ul><li>Viejita (25%) </li></ul><ul><li>Mojarra lora (9%) </li></ul><ul><li>Bocachico (7%) </li></ul><ul><li>PECES ZOOPLANCTÓFAGOS </li></ul><ul><li>Arenca (17%) </li></ul>FUENTES DE DETRITUS Materia orgánica del Canal, macrófitas, vegetación ribereña, organismos muertos MACROINVERTEBRADOS PERIFITON
  39. 41. INDICE DE ESTADO LIMNOLÓGICO - IEL IELP
  40. 42. PLATAFORMA MODELO INTEGRADO
  41. 43. PLATAFORMA MODELO INTEGRADO
  42. 44. ACTUALIZACIÓN DEL MODELO INTEGRADO Nueva Discretización (2008): 68 Tramos Anterior Discretización (2007): 18 Tramos
  43. 45. CANAL
  44. 46. SELECCIÓN ESCENARIO HIDROLÓGICO Año húmedo La Niña 1988-1989 Año seco El Niño 1991-1992 Año promedio
  45. 47. CURVA DE EXCEDENCIAS INCORA K7
  46. 48. SERIE DE CAUDALES 1988 1990 1991
  47. 49. CALIBRACIÓN MODELO HIDROLÓGICO Area 103 km 2
  48. 50. MODELACIÓN CONTINUA PARA CADA CUERPO DE AGUA
  49. 51. CALIBRACIÓN MODELO HIDROLÓGICO HEC-HMS R 2 =0.79 RMSE=1.05 m3/s Nash=0.77 DV = -6.4%
  50. 52. Inundación RESULTADOS MODELO HIDROLÓGICO P ET Canal del Dique Q Q t t P ET días días Años: 1988-1991
  51. 53. RESULTADOS MODELO HIDROLÓGICO PRECIPITACION [mm] EVAPOTRANSPIRACION [mm] ESCORRENTÍA [m3/s] TIEMPO [Días]
  52. 54. CALIBRACIÓN MODELO HIDRÁULICO Tramo Calibración R 2 Incora K7 – Gambote 0.9962 Gambote – Santa Helena 1 0.9715 Santa Helena 1 – Santa Helena 2 0.9407
  53. 55. CALIBRACIÓN MODELO HIDRÁULICO
  54. 56. VALIDACIÓN MODELO HIDRÁULICO
  55. 57. DESBORDE PERIODO DE CALIBRACIÓN
  56. 58. CALIDAD DEL AGUA – INSPECCIÓN DE CAMPO ENERO 2006
  57. 59. CONVENCIONES C = Concentración O 2 = Oxígeno disuelto 10 8 7 6 5 3 2 1 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 137 4,08 4 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 137 4,30 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 472 0,20 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 187 0,82 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 140 4,29 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 292 Sat C (  s/cm) O 2 (mg/l) 288 0,10 9 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 294 6,90 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 201 5,40 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 194 1,25
  58. 60. IDENTIFICACIÓN SITIOS DE MONITOREO Fuente: CARDIQUE
  59. 61. Fuente: CARDIQUE
  60. 62. CONVENCIONES C = Conductividad O 2 = Oxígeno disuelto 1 8 7 6 5 3 2 4 9 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 142 3,64 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 134 1,30 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 194 0,83 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 142 3,54 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 140 4,08 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 140 4,11 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 200 2,11 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 140 5,05 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 161 0,70
  61. 63. CONVENCIONES C = Conductividad O 2 = Oxígeno disuelto 1 8 7 6 5 3 2 4 9 10 11 12 13 14 15 16 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 144 3,79 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 142 4,12 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 142 4,17 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 145 3,68 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 143 2,69 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 163 3,06 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 171 6,31 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 143 4,10 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 684 4,58 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 164 2,86 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 206 2,20 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 600 5,51 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 450 5,50 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 215 3,50 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 1900 5,43 C (  s/cm) O 2 (mg/l) 204 1,93
  62. 64. Pasacaballos Calamar Pasacaballos Calamar 2 CAMPAÑAS DE MEDICIONES Embalse del Guájaro Ciénaga Jobo Ciénaga Luisa Ciénaga Capote Ciénaga Aguas Claras Ciénaga Juán Gómez Ciénaga María La Baja Bahía Cartagena Bahía Barbacoas Ciénaga Matuya DIA 1 DIA 2 DIA 3
  63. 65. <ul><li>Aforos de caudal, T, pH, conductividad y Oxígeno disuelto, Vel. Viento (40 sitios) </li></ul><ul><li>DBO total y soluble, DQO total y soluble, </li></ul><ul><li>NTK, amonio, nitratos, fósforo total y soluble, alcalinidad, </li></ul><ul><li>Clorofila- a </li></ul><ul><li>Coliformes totales, Coliformes fecales </li></ul><ul><li>SST y Análisis de muestras de columna agua sedimento (Demanda béntica) </li></ul>MEDICIONES DE CAMPO Y ANÁLISIS DE LABORATORIO Campo Mat. Org. Nutrientes Fito. Patógenos Sedi- mentos
  64. 66. <ul><li>Siguiendo la masa de agua </li></ul><ul><li>Integrada en la sección transversal </li></ul>TOMA DE LA MUESTRA
  65. 67. <ul><ul><li>Aforos – Uninorte ADCP </li></ul></ul>AFOROS
  66. 68. <ul><ul><li>Toma de muestras y equipos </li></ul></ul>TOMA DE MUESTRAS Y EQUIPOS
  67. 69. <ul><ul><li>Toma de muestras y equipos </li></ul></ul>TOMA DE MUESTRAS Y EQUIPOS
  68. 70. D.R. SANTA - LUCÍA Fuente: CARDIQUE
  69. 71. Fuente: CARDIQUE
  70. 72. CD – COMPUERTAS GUAJARO Fuente: CARDIQUE
  71. 73. SALIDA EMBALSE DEL GUAJARO Fuente: CARDIQUE
  72. 74. CAÑO ZARZAL Fuente: CARDIQUE
  73. 75. CANALES DE ENTRADA A MATUYA MARGEN IZQUIERDA Fuente: CARDIQUE
  74. 76. CALIBRACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA
  75. 77. DIA 1 DE MEDICIONES
  76. 78. DIA 2 DE MEDICIONES
  77. 79. DIA3 DE MEDICIONES
  78. 80. CALIBRACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA
  79. 81. CONDUCTIVIDAD Y SST
  80. 82. OXÍGENO DISUELTO Y DBO
  81. 83. NUTRIENTES, NITRÓGENO Nitrógeno amoniacal (mg/l) Nitratos (mg/l)
  82. 84. NUTRIENTES, FÓSFORO
  83. 85. <ul><li>SITUACIÓN ACTUAL SIN CONTROL A LA ENTRADA </li></ul><ul><ul><li>PERÍODO DE SIMULACIÓN 1988-1991 </li></ul></ul><ul><ul><li>ESTIMACIÓN DE CARGA DE SST EN LAS DESEMBOCADURAS </li></ul></ul><ul><ul><li>CALIDAD DEL AGUA, IELP, CUÑA SALINA </li></ul></ul><ul><li>ALT. 2: CONDICIÓN ACTUAL MEJORADA </li></ul><ul><li>ALT 3: ESCLUSOR DE SEDIMENTOS </li></ul><ul><li>ALT 4: CONTROL DE CAUDAL PICO MEDIANTE COMPUERTAS Y ESCLUSA </li></ul>SIMULACIÓN DE ESCENARIOS FASE 1
  84. 86. HIDROGRAMAS DE ENTRADA - CALAMAR
  85. 87. HIDROGRAMA TRANSITADO COND. ACTUAL
  86. 88. CARGA DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS
  87. 89. Jobo, Juan Gómez, Matuya: relación A/V más alta (ciénagas poco profundas) Zarzal, Honda, Palotal, Aguas Claras: mayores CPUE Capote y María La Baja: aguas más oxigenadas y macroinvertebrados de aguas más limpias Guájaro y La Luisa: Conductividades más altas y mayor cantidad de nitratos Análisis Multivariado CUANTIFICACION DEL EFECTO EN EL ESTADO LIMNOLÓGICO DE LAS CIÉNAGAS
  88. 90. 11 IEL= ∑ vi . ci . 100 i=1 INDICE DEL ESTADO LIMNOLÓGICO Variable Unidades Valor (vi) OD % Sat % 0,15 pH Unidades 0,05 Nitrato mg/L 0,1 Fósforo Total mg/L 0,1 N/P 0,1 Conductividad µS/cm 0,05 Relación A/V 0,05 CPUE Kg/canoa/día 0,15 Clorofila mg/m3 0,1 Nygaard 0,07 BMWP 0,04 ASPT 0,04 SUMATORIA 1 Valor del IEL Significado 0-50 Estado limnológico crítico . La ciénaga está sometida a fuerte estrés que impide el cumplimiento de la mayoría de sus funciones ecológicas 51-65 Estado limnológico aceptable . La ciénaga se encuentra dentro de límites aceptables de funcionamiento, pero se presentan disturbios que disminuyen su capacidad de autorregulación 66-80 Estado limnológico adecuado . La ciénaga cumple la mayoría sus funciones ecológicas en forma razonable 81-100 Estado limnológico ideal . La ciénaga cumple todas sus funciones ecológicas apropiadamente
  89. 91. INDICE DEL ESTADO LIMNOLÓGICO PARCIAL El índice IELP se ha calculado en cada intervalo de tiempo a partir de las variables de estado del modelo: porcentaje de saturación de oxígeno disuelto, pH, nitratos, fósforo total, la relación nitratos/fosfatos, conductividad, la relación área/volumen de la ciénaga y concentración de clorofila- a . El IEL Parcial representa el estado limnológico de las ciénagas en forma similar al IEL Completo
  90. 92. CUANTIFICACION DEL EFECTO EN EL ESTADO LIMNOL Ó GICO DE LAS CI É NAGAS
  91. 93. CUANTIFICACION DEL EFECTO EN EL ESTADO LIMNOL Ó GICO DE LAS CI É NAGAS
  92. 94. CUANTIFICACION DEL EFECTO EN EL ESTADO LIMNOL Ó GICO DE LAS CI É NAGAS
  93. 95. IELP
  94. 96. CUÑA SALIDA
  95. 97. CUANTIFICACION DEL AVANCE DE LA CUÑA SALINA
  96. 98. <ul><li>Se ha presentado, en forma muy resumida, una herramienta matemática desarrollada en SIMULINK de MATLAB, que permitió analizar alternativas en forma flexible y completa de un sistema bastante complejo como el Canal del Dique y su sistema cenagoso y de lagunas costeras. El proceso de simulación ha concluido con la evaluación matemática preliminar de alternativas. </li></ul>Metodología Para Estimar La Tasa De Reaireación Con Trazadores Volátiles CONCLUSIONES FASE 1 - 2007
  97. 99. <ul><li>a) Los efectos hidráulicos de la Alternativa 3 del exclusor, de mayor caudal en la entrada al Canal del Dique, se consideran positivos. Se presentan mayores volúmenes de intercambio de los canales de conexión Ciénaga–Canal, lo cual en definitiva mejora la calidad del agua de las ciénagas y su estado limnológico (8 ciénagas); no se afecta la subienda de peces; y se reduce la longitud de la cuña salina desarrollada considerablemente para caudales bajos, y hasta un tercio de la longitud de intrusión de la Alternativa 4, para caudales igualados o excedidos el 50% del tiempo. </li></ul>Metodología Para Estimar La Tasa De Reaireación Con Trazadores Volátiles CONCLUSIONES FASE 1
  98. 100. <ul><li>b) En la condición con control mediante compuertas y esclusa (Alternativa 4) se reduce sustancialmente el volumen de agua y sólidos suspendidos que desborda naturalmente a las ciénagas. La reducción en la capacidad hidráulica de transporte del Canal del Dique y los caños debido al menor caudal, genera sedimentación y depositación en trampas y zonas del Canal y transporte de sedimentos por arrastre hacia los deltas. </li></ul>Metodología Para Estimar La Tasa De Reaireación Con Trazadores Volátiles CONCLUSIONES FASE 1
  99. 101. <ul><li>c) De acuerdo con los resultados de la carga de sólidos suspendidos, en Pasacaballos, puede esperarse una reducción máxima de carga de sedimentos en suspensión del orden del 50% - 60% de la carga actual, en la Alternativa 4 mediante una ambiciosa propuesta de reducción de picos de caudal en Calamar. Por su parte, una reducción cercana al 50% puede obtenerse mediante el exclusor de sedimentos en Calamar y una reducción del 30% mediante la condición actual mejorada mediante dragados más eficientes, mantenimiento de trampas y mejoramiento de conexiones ciénaga –Canal. </li></ul>Metodología Para Estimar La Tasa De Reaireación Con Trazadores Volátiles CONCLUSIONES FASE 1
  100. 102. <ul><li>Convenio Marco 1-033 – 2007 - Proyecto (Mayo-Dic. 2008) </li></ul><ul><li>“ Alternativa de reducción del caudal en el Canal del Dique mediante angostamiento de la sección por sectores y construcción de la esclusa de Paricuica </li></ul>
  101. 103. DECANO FACULTAD DE INGENIERÍA Diego F. Hernández L. I.I., M.Sc, Ph.D. DIRECCIÓN Jaime Iván Ordoñez IC., Dr. Eng COORDINACIÓN CORMAGDALENA Paulino Galindo Yustres I..C. ASESORES CORMAGDALENA: Personalidades de Cartagena HIDRÁULICA Jaime Iván Ordoñez O. I.C., M.Sc, Ph.D. GRUPO OCEANICOS AMBIENTAL Leonel Vega Mora I.A., M.Sc, Ph.D. MODELOS HIDRÁULICOS Y DE CALIDAD DE AGUA Luis A. Camacho I.C., M.Sc, Ph.D. Modelación hidrodinámica 3D Bahía de Barbacoas LIMNOLOGÍA Gabriel Pinilla Biol., Ph.D. MODELOS HIDROLÓGICOS Erasmo A. Rodríguez I.C., M.Sc, Ph.D. INGENIEROS AUXILIARES Mauricio Toro I.C., M.Sc, Ph.D. Andrés Osorio, IC, M.Sc., Ph.D. Andrés Gómez, IC, M.Sc., Ph.D. ADMINISTRADOR SECRETARIA * Profesionales con experiencia en el Canal del Dique * *FACULTAD DE MINAS * * *
  102. 104. <ul><ul><li>Viabilidad de realizar sedimentación controlada en la Bahía de Barbacoas </li></ul></ul><ul><ul><li>(10 actividades, e.g. Elaboración del modelo matemático hidrodinámico de la Bahía de Barbacoas y sus áreas aledañas, Determinación de impactos de alternativas en Archipiélago de San Bernardo…) </li></ul></ul><ul><ul><li>Viabilidad de la reducción de sedimentos mediante la reducción de la sección transversal del Canal del Dique </li></ul></ul><ul><ul><li>(6 actividades e.g., Determinación mediante modelo matemático del sector o sectores donde sea propicio reducir la sección del Canal a fin de disminuir el ingreso de sedimentos a las bahías de Cartagena y Barbacoas, garantizando por gravedad el llenado de las ciénagas del Canal del Dique </li></ul></ul>Objeto Convenio
  103. 105. <ul><li>ALT. 1 : SITUACIÓN ACTUAL SIN ANGOSTAMIENTOS NI COMPUERTA-ESCLUSA </li></ul><ul><ul><li>PERÍODO DE SIMULACIÓN 1988-1991 </li></ul></ul><ul><ul><li>PERÍODO DE SIMULACIÓN EXTENDIDO 1988 - 1997 </li></ul></ul><ul><ul><li>ESTIMACIÓN DE CAUDAL Y CARGA DE SST EN LAS DESEMBOCADURAS DE CORREA MATUNILLA, LEQUERICA Y PASACABALLOS </li></ul></ul><ul><ul><li>CALIDAD DEL AGUA, IELP, CUÑA SALINA </li></ul></ul>SIMULACIÓN DE ALTERNATIVAS DE DISMINUCIÓN DE CAUDAL
  104. 106. <ul><li>ALT. 2: CONDICIÓN ACTUAL MEJORADA (INTERCONEXIONES CIÉNAGA-CANAL OPTIMIZADAS) Y COMPUERTA ESCLUSA DE PARICUICA EN EL RK 104 EN EL SECTOR DE EL REGREO </li></ul><ul><li>ALT 3: CONDICIÓN ACTUAL MEJORADA Y ANGOSTAMIENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL DEL CANAL EN 3 SECTORES </li></ul>SIMULACIÓN DE ALTERNATIVAS DE CONTROL DE CAUDAL Y SEDIMENTOS
  105. 107. <ul><li>ALT 4: COMPUERTA ESCLUSA EN RK104 Y ANGOSTAMIENTOS </li></ul><ul><li>ALT5: COMPUERTA ESCLUSA EN RK 110 ABAJO DE LEQUERICA </li></ul><ul><li>ALT 6: COMPUERTA ESCLUSA EN RK 110 Y ANGOSTAMIENTOS </li></ul>SIMULACIÓN DE ALTERNATIVAS DE CONTROL DE CAUDAL Y SEDIMENTOS
  106. 108. Alternativa 2 Compuerta-esclusa K104
  107. 109. Alternativa 3 Angostamiento No.1 k0-k6 L= 6 Km Angostamiento No.2 k43-k48 L=5 Km Angostamiento No.3 k72-k77 L=5 Km
  108. 110. Alternativa 4 Compuerta-esclusa K104 Angostamiento No.3 k72-k77 L=5 Km Angostamiento No.2 k43-k48 L=5 Km Angostamiento No.1 k43-k48 L= 6 Km
  109. 111. Alternativa 5 Compuerta-esclusa K110
  110. 112. Alternativa 6 Compuerta-esclusa K110 Angostamiento No.3 k72-k77 L=5 Km Angostamiento No.2 k43-k48 L=5 Km Angostamiento No.1 k43-k48 L= 6 Km
  111. 113. Angostamientos Sección Transversal Tipica Sección transversal km 2 – Contracción No. 1. Sección transversal km 45 – Contracción No. 2. Otros Taludes Modelados 1V : 1.5H 1V : 2.0 H
  112. 114. HIDROGRAMAS DE ENTRADA - CALAMAR <ul><li>ALT 3,4,6: </li></ul><ul><li>EFECTO PRIMER ANGOSTAMIENTO </li></ul><ul><li>ALT 1, 2,5 : </li></ul><ul><li>SOLO COMPUERTA - ESCLUSA </li></ul>27 % DISMINUCIÓN DE CAUDAL
  113. 115. HIDROGRAMAS - CORREA
  114. 116. HIDROGRAMAS - MATUNILLA <ul><li>ALT 3: </li></ul><ul><li>SOLO ANGOSTAMIENTOS </li></ul>
  115. 117. LEQUERICA <ul><li>ALT 5: </li></ul><ul><li>COMPUERTA </li></ul><ul><li>ESCLUSA RK 110 </li></ul>
  116. 118. PASACABALLOS <ul><li>ALT 3: </li></ul><ul><li>SOLO ANGOSTAMIENTOS </li></ul><ul><li>RED. CARGA SST 32% </li></ul>
  117. 119. BALANCE HÍDRICO <ul><ul><li>ALT 2: SOLO COMPUERTA - ESCLUSA </li></ul></ul><ul><li>ALT 4: ANGOSTAMIENTOS Y COMPUERTA - ESCLUSA RK 104 </li></ul>Volumen Promedio Anual de Agua en el Sistema 1988-1991 [Millones metros cúbicos] Sitio Cond. Actual Alt. 2 Alt. 3 Alt. 4 Alt. 5 Alt. 6 Incora 16019 16020 11694 11694 16017 12014 Correa 2858 3316 2751 2642 2657 2301 Matunilla 4171 6186 3027 4822 6150 4987 Lequerica 1152 0 836 0 3688 2990 Pasacaballos 4608 - 3343 - - - Total sale al mar 12789 9502 9957 7464 12495 10278 Desborde Planicie 3230 6518 1737 4230 3522 1736 Desborde Planicie (%) 20.2% 40.7% 10.8% 26.4% 22.0% 10.8% Comparación Cond. Actual (%) 100% 202% 54% 131% 109% 54%
  118. 120. <ul><ul><li>ALT 2: SOLO COMPUERTA - ESCLUSA </li></ul></ul><ul><li>ALT 4: ANGOSTAMIENTOS Y COMPUERTA - ESCLUSA RK 104 </li></ul>Volumen de agua que ingresa a la Bahía de Barbacoas 1988-1991 [Millones metros cúbicos] Sitio Cond. Actual Alt. 2 Alt. 3 Alt. 4 Alt. 5 Alt. 6 Correa 2858 3316 2751 2642 2657 2301 Matunilla 4171 6186 3027 4822 6150 4987 Lequerica 1152 0 836 0 3688 2990 Total sale Barbacoas 8181 9502 6614 7464 12495 10278 Comparación Cond. actual 100% 116% 81% 91% 153% 126%
  119. 121. Volúmenes de intercambio a través de los caños de conexión Canal - Ciénaga [Millones metros cúbicos] <ul><ul><li>ALT 2: SOLO COMPUERTA - ESCLUSA </li></ul></ul><ul><li>ALT 4: ANGOSTAMIENTOS Y COMPUERTA - ESCLUSA RK 104 </li></ul>Cond. Actual Alt. 2 Alt. 3 Alt. 4 Alt. 5 Alt. 6 Volumen de entrada por interconexiones 4176 6528 3190 5624 4380 2757 Volumen de salida por interconexiones 6424 8927 5385 7897 6631 4833 Volumen neto por interconexiones 2248 2400 2195 2273 2251 2076
  120. 122. Caudal a lo largo del canal del dique <ul><ul><li>ALT 2: SOLO COMPUERTA - ESCLUSA </li></ul></ul><ul><li>ALT 4: ANGOSTAMIENTOS Y COMPUERTA - ESCLUSA </li></ul>
  121. 123. Profundidad de las ciénagas igualada o excedida el 50% del tiempo [m] <ul><ul><li>ALT 1: CONDICIONES ACTUALES </li></ul></ul><ul><li>ALT 4: ANGOSTAMIENTOS Y COMPUERTA - ESCLUSA </li></ul>Cond. Act. Alt. 2 Alt. 3 Alt. 4 Alt. 5 Alt. 6 JOBO 2.77 2.86 2.45 2.64 2.77 2.36 TUPE 2.23 2.23 2.23 2.23 2.23 2.23 LUISA 3.40 3.38 3.38 3.38 3.40 3.38 ZARZAL 2.46 2.69 2.50 2.72 2.47 2.36 MATUYA 2.83 2.83 2.83 2.83 2.83 2.82 AG CLARAS 2.12 2.12 2.12 2.12 2.12 2.12 CAR-C 3.89 4.20 3.71 3.84 3.89 3.63 J. GOMEZ 3.34 3.34 3.34 3.34 3.34 3.34 PALOTAL 2.93 3.73 2.69 3.67 3.03 2.84 Ma BAJA 1.34 1.40 1.31 1.33 1.34 1.30
  122. 124. Carga promedio de sólidos en suspensión (Millones de Ton/año) <ul><ul><li>ALT 3: SOLO ANGOSTAMIENTOS </li></ul></ul><ul><li>ALT 4: ANGOSTAMIENTOS Y COMPUERTA - ESCLUSA </li></ul>Escenario Sitio Correa Matunilla Lequerica Pasacaballos Cond. Act. 0.41 0.70 0.19 0.76 Alt. 2 0.45 0.80 - - Alt. 3 0.37 0.47 0.13 0.52 Alt. 4 0.36 0.69 - - Alt. 5 0.42 1.05 0.63 - Alt. 6 0.39 0.88 0.53 -
  123. 125. Carga de SST del caño Matunilla (Toneladas por día)
  124. 126. Balance de SST en el Sistema (Millones de Toneladas por año) Cond. Act. Alt. 2 Alt. 3 Alt. 4 Alt. 5 Alt. 6 Carga de entrada Calamar 7.9 7.9 5.8 5.8 7.9 5.9 Desborde a la planicie y ci é nagas 2.5 4.5 1.0 2.2 2.4 0.7 Entrada a ci é nagas por canales interconexi ó n 2.1 3.0 1.6 2.6 2.1 1.4 Salida por ca ñ o Correa 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 Salida por ca ñ o Matunilla 0.7 0.8 0.5 0.7 1.1 0.9 Salida por ca ñ o Lequerica 0.2 0.0 0.1 0.0 0.6 0.5 Salida por CD Pasacaballos 0.8 0.0 0.5 0.0 0.0 0.0
  125. 127. Cargas de nutrientes y DBO vertida al mar en la bahía de Barbacoas [Ton/año] Cond. Act. Alt. 2 Alt. 3 Alt. 4 Alt. 5 Alt. 6 Carga de nitratos 43331 41297 36627 33769 65780 56483 Carga de fosfatos 7519 7079 5915 6980 11467 9594 Carga de DBO 54692 48274 43701 47693 83315 70764 Carga de Clorofila- a 73 66 60 56 110 93
  126. 128. Calidad del agua - Juan Gómez Oxígeno disuelto y Coliformes
  127. 129. Cuña Salina – Canal del Dique
  128. 130. Cuña Salina – Correa
  129. 131. Cuña Salina – Matunilla
  130. 132. Cuña Salina – Lequerica
  131. 133. Estado limnológico - Ciénagas A partir de las series de tiempo calculadas del IELP se ha estimado el valor del índice igualado o excedido el 50% del tiempo en cada ciénaga para cada alternativa. Los resultados muestran que en 9 de 11 ciénagas modeladas el IELP50 resultante de los cuerpos de agua es mayor para la alternativa 4 de angostamientos y compuerta-esclusa en el RK 104. Estos resultados son de esperarse ya que para esta alternativa se mantiene e incluso aumenta ligeramente con respecto a las condiciones actuales el flujo de intercambio en las ciénagas y los desbordes de caudal lateral gracias a los angostamientos.
  132. 134. Mejor Alternativa de disminución del caudal desde el punto de vista hidráulico, de calidad del agua, cuña salina y limnológico en el Canal del Dique El efecto combinado de las contracciones o angostamientos y de la esclusa – compuerta es reducir el caudal en el sistema en 27% con respecto a la condición actual de referencia manteniendo niveles de agua altos en las interconexiones ciénaga-canal sin que se afecten los intercambios de agua y de nutrientes necesarios para mantener adecuadas condiciones limnológicas en las ciénagas del sistema.
  133. 135. Mejor Alternativa de disminución del caudal desde el punto de vista hidráulico, de calidad del agua, cuña salina y limnológico Considerando los factores hidráulicos, sedimentológicos, de calidad del agua, de desarrollo de la cuña salina y limnológicos en las ciénagas del sistema lagunar se considera que la mejor alternativa para la disminución del caudal y el aporte de sedimentos a la Bahía de Cartagena es la alternativa 4 .
  134. 136. <ul><li>Convenio Marco 1-038 – 2009 </li></ul><ul><li>Proyecto (Jul - Dic. 2010) </li></ul><ul><li>“ Taller y Acompañamiento modelación dinámica hidráulica y de calidad del agua del Canal del Dique y su Sistema Lagunar” </li></ul>
  135. 137. Actividades <ul><li>Taller de Modelación Dinámica, Hidráulica y de calidad del agua del Canal del Dique y su Sistema Lagunar Junio 30 – Julio 1 </li></ul><ul><li>Informe de “Re-calibración del modelo del Canal del Dique en la condición de referencia con los coeficientes de M&N” </li></ul><ul><li>Informe de “Comparación de resultados del modelo integrado del Canal del Dique Universidad Nacional de Colombia versus obtenidos con metodología M&N” </li></ul><ul><li>Propuesta de “Construcción, instrumentación, calibración y operación de un modelo físico hidráulico a escala para el análisis de las condiciones de navegabilidad asociadas a los angostamientos de la sección transversal previstos en el Canal del Dique, incluyendo la utilización de embarcaciones radiocontroladas a escala” </li></ul>
  136. 138. Recalibración Caudales Gambote SH1 SH2
  137. 139. Recalibración Niveles Gambote SH1 SH2
  138. 140. Recalibración Niveles SH1 Con corrección del cero de mira en 0.75 m
  139. 141. Recalibración Resultados de calibración del modelo Hidráulico - caudales y profundidades 0.96
  140. 142. Recalibración Resultados de calibración del modelo Hidráulico - caudales y profundidades 0.96
  141. 143. Comparación
  142. 144. Conclusiones de la Comparación El análisis de resultados muestra que para las nuevas condiciones evaluadas (Resultados del modelo integrado con los coeficientes de M&N) no se presentan cambios considerables en términos relativos con respecto a los resultados presentados en la Fase II de estudios del Canal del Dique. Por lo anterior se considera que es posible emplear las nuevas condiciones propuestas por M&N para la modelación del sistema del Canal del Dique sin alterar las recomendaciones y análisis hechos por la Universidad Nacional de Colombia en el 2008 en el informe de Fase II y que fueron tomados como referencia para realizar el contrato.
  143. 145. <ul><li>COORMAGDALENA ha financiado la labor de todas las actividades de los 3 Convenios en un total de 32 meses de trabajo: </li></ul><ul><li>“ ESTUDIOS E INVESTIGACIONES DE LAS OBRAS DE RESTAURACIÓN AMBIENTAL Y DE NAVEGACIÓN DEL CANAL DEL DIQUE ” (2005-2007) </li></ul><ul><li>“ ALTERNATIVA DE REDUCCIÓN DEL CAUDAL EN EL CANAL DEL DIQUE MEDIANTE ANGOSTAMIENTO DE LA SECCIÓN POR SECTORES Y CONSTRUCCIÓN DE LA ESCLUSA DE PARICUICA” (2009) </li></ul>AGRADECIMIENTOS

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