1. Hydrodynamic and water quality modeling in an urban estuarine ecosystem with tidal incidence and sewage discharges
- Author
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Nelly María Méndez-Pedroza, Andrés Mauricio Munar-Samboní, and Oscar Eduardo Valbuena-Calderón
- Subjects
H1-99 ,HEC-RAS ,áreas estuarinas ,Hidrodinámica Mareal ,Tidal Hydrodynamic ,Áreas Estuarinas ,Estuarine Eutrophication ,Social sciences (General) ,Estuarine Areas ,Hidrodinâmica de Maré ,eutrofización estuarina ,Eutrofización Estuarina ,hec ,ras ,hidrodinámica mareal ,Eutrofização Estuarina - Abstract
espanolEl efecto del regimen de mareas y la descarga directa de aguas residuales en areas estuarinas pueden incrementar los problemas de contaminacion debido a la retencion y transporte de cargas contaminantes. El uso de modelos matematicos se ha convertido en una herramienta esencial para la gestion del recurso hidrico en estos ambientes. En esta investigacion se modelo la incidencia del regimen de mareas y los vertimientos de aguas residuales en la calidad de agua en un ambiente estuarino urbano utilizando el modelo HEC-RAS. El modelo fue calibrado/validado utilizando el caudal medio de largo periodo (QMLT) y parametros de calidad de agua medidos en campo, tales como: DBO, OD, N-O2 y N-O3. Los resultados evidenciaron que los niveles de agua, caudales y parametros de calidad de agua medidos en campo fueron bien representados por el modelo. Las simulaciones mostraron que la calidad del agua en todos los trechos aguas abajo de la PTAR se encuentran eutrofizados. Adicionalmente, el regimen de marea provoca retencion y transporte de contaminantes en areas de baja pendiente. El abordaje propuesto se constituye en una valiosa herramienta para evaluar la calidad de agua en ambientes estuarinos urbanos y areas circundantes con incidencia de regimen maregrafico. portuguesO efeito do regime de mares e a descarga directa de esgoto em zonas estuarinas pode aumentar os problemas de poluicao devido a retencao e transporte de cargas poluentes. A utilizacao de modelos matematicos tornou-se uma ferramenta essencial para a gestao dos recursos hidricos nestes ambientes. Nesta investigacao, a incidencia do regime de mares e descargas de esgoto na qualidade da agua em um ambiente estuarino urbano foi simulada utilizando o modelo HEC-RAS. O modelo foi calibrado/validado utilizando o caudal medio de longo periodo (QMLT) e parâmetros de qualidade da agua medidos no campo, tais como DBO, OD, N-O2 e N-O3. Os resultados mostraram que os niveis da agua, vazoes e parâmetros de qualidade da agua medidos no campo foram bem representados no modelo. As simulacoes mostraram que a qualidade da agua em todos os trechos a jusante da ETE estao eutrofizados. Alem disso, o regime de mare causa retencao e transporte de poluentes em areas de baixa declividade. A abordagem proposta e uma ferramenta valiosa para avaliar a qualidade da agua em ambientes estuarinos urbanos e areas circundantes com incidencia de regime de mares. EnglishThe effect of the tidal regime and sewage discharge on estuarine areas can cause pollution problems, due to the retention and transport of pollutants. The use of mathematical models has become an essential tool for the water resources management in these environments. In this paper, the incidence of tidal regime and sewage discharge on the water quality of an urban estuarine ecosystem was modeled using the HEC-RAS model. The model was calibrated / validated using the medium long-term streamflow (QMLT) and water quality parameters measured in field, such as: BOD, DO, N-O2 N-O3. The results showed that the water level, streamflow and the water quality parameters measured in field were well represented from the model. The simulations showed that the water quality for all the sections downstream of the Wastewater Treatment Plant are eutrophied. Additionally, the tidal regime causes retention and transport of pollutants in areas of low slope. The proposed approach is a valuable tool for assessing the water quality in urban estuarine environments and surrounding areas with incidence of tidal regime.
- Published
- 2021