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Con base en los conceptos y modelos para la evaluación de la calidad del agua en las regiones, se presenta el procedimiento general para las ERA incluyendo las bases metodológicas generales para el calculo de los indicadores de calidad en su relación con los criterios para la estimación del calculo de la carga contaminante,métodos,técnicas, monitoreo tanto de la calidad de agua en las corrientes como en sus cuerpos de agua, como las características de sus vertimientos.

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Con base en los conceptos y modelos para la evaluación de la calidad del agua en las regiones, se presenta el procedimiento general para las ERA incluyendo las bases metodológicas generales para el calculo de los indicadores de calidad en su relación con los criterios para la estimación del calculo de la carga contaminante,métodos,técnicas, monitoreo tanto de la calidad de agua en las corrientes como en sus cuerpos de agua, como las características de sus vertimientos.

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En la siguiente gráfica se muestra el procedimiento para la evaluación de la calidad de agua superficial en la región:

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Los sectores usuarios objeto de análisis para la evaluación regional de calidad del agua

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Los sectores usuarios objeto de análisis para la evaluación regional de calidad del agua

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En concordancia con el Decreto 3930 de 2010, los principales usos a tener en cuenta para evaluar la presión por vertimientos de cargas contaminantes son los siguientes:
•      Uso humano y doméstico (incluye actividades comerciales y de servicios)

•      Uso industrial (actividades de manufactura, generación de energía, minería e hidrocarburos)

•      Uso agrícola

•      Uso pecuario

•      Pesca, maricultura y acuicultura.

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PASOS A SEGUIR PARA SELECCIONAR LOS SITIOS DE MUESTREO

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PASOS A SEGUIR PARA SELECCIONAR LOS SITIOS DE MUESTREO

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MODELACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA SUPERFICIAL

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MODELACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA SUPERFICIAL

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Una visión regional del estado de calidad del agua en cuerpos de agua superficiales requiere métodos que permitan espacial izar los datos obtenidos en puntos de monitoreo de calidad y calcular la capacidad de asimilación de los cuerpos de agua. La modelacion de la calidad del agua es una técnica de análisis para reproducir una serie de eventos a través del manejo de expresiones matemáticas

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APLICACIONES DE LOS RESULTADOS DE LA MODELACION DE TRANSPORTE Y CALIDAD DEL AGUA PARA LA GESTIÓN DEL RECURSO HIDRICO 

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APLICACIONES DE LOS RESULTADOS DE LA MODELACION DE TRANSPORTE Y CALIDAD DEL AGUA PARA LA GESTIÓN DEL RECURSO HIDRICO 

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Fuente: Lineamientos conceptuales y metodológicos para la Evaluación Regional del Agua-ERA

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Suelen incorporar un módulo cuantitativo que formula los caudales resultantes de la precipitación de lluvia, y un módulo de calidad de agua que simula la variacíón de la calidad del agua expresada mediante parametos tales como DBO, nitrógeno y fósforo.

El módulo de calidad del agua consta por lo general de las siguientes etapas:

1. Evaluación de la carga contaminante.
2.Transporte
3.Retención y control de contaminantes.

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MODELAMIENTO ESPACIAL PARA LA CALIDAD DE AGUA

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MODELAMIENTO ESPACIAL PARA LA CALIDAD DE AGUA

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Corresponde a datos puntuales como: estaciones de monitoreo, puntos de vertimiento y datos lineales correspondientes a la red hidrica que tiene definidos objetivos de calidad.

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Procedimiento espacializacion de la calidad del agua

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Procedimiento espacializacion de la calidad del agua

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En el protocolo del agua se presentan algunos criterios a tener en cuenta a la hora de definir estas redes, sin embargo, es imprescindible tener en cuenta: líneas de flujo (trayectoria de las aguas subterráneas), sitios y actividades que podrían afectar eventualmente la calidad del agua subterráneas y, finalmente, los iones mayoritarios y elementos trazas en las rocas que caracterizan la geología regional y local.

Seguidamente se deben realizar estadísticas básicas con los parámetros in situ; pH, temperatura, conductividad eléctrica, potencial redox, oxígeno disuelto, sólidos disueltos. Se puede hacer uso del promedio de los datos, desviación estándar, valores máximos y mínimos.

Se presenta la composición química de los estudios, facies físico-químicas, de esta manera se pueden clasificar y distinguir los diferentes tipos de agua presentes en un sistema acuífero, se tiene la posibilidad de espacializar los tipos de agua y parámetros físico-químicos (especialmente la conductividad eléctrica) en un mapa hidrogeológico. Esto es de mucha importancia en aquellas zonas donde hay uno o más acuíferos.

Determinar si el tipo de agua (facies) corresponde al contexto geológico regional, es determinante, ya que a partir de esto se puede definir si el acuífero está contaminado o si existe una formación geológica que aún no se ha determinado.

Analizando la conductividad eléctrica y las facies generalmente se espera que a medida que aumenta o asciende la trayectoria de flujo, la mineralización del agua sea mayor y que aumente la conductividad.

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Es necesario establecer zonas simples y sólidamente definidas (basadas en perímetros de vulnerabilidad de un acuífero a la contaminación y de protección de fuentes), con matrices que muestren dónde es posible realizar qué actividades, con un riesgo aceptable para el agua subterránea. Aunque ambos enfoques son complementarios, el hecho de que se enfatice uno u otro (en una zona específica) dependerá de la situación de explotación de los recursos y de las condiciones hidrogeológicas que prevalezcan.

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Generación de un mapa de vulnerabilidad a la contaminación de un acuífero, utilizando la metodología GOD, con base en las características hidrogeológicas de la zona no saturada o de las capas confinantes supra yacentes

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Procesos que determinan la  composición del agua subterránea

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Procesos que determinan la  composición del agua subterránea

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Dentro del ciclo hidrológico pueden distinguirse a grandes rasgos tres sistemas o ámbitos en que el agua adquiere y ve modificado su quimismo: atmósfera, zona no saturada y zona saturada. La atmósfera está constituida por gases, aerosoles, polvo atmosférico y sales de diversa procedencia que reaccionan con el agua de lluvia, principal fuente de recarga de los acuíferos, configurando así el quimismo del agua de infiltración (Ibíd.) (Figura 51).

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Composición natural del agua subterránea de acuerdo al tipo de roca que la contiene.  

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Composición natural del agua subterránea de acuerdo al tipo de roca que la contiene.  

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Modelo conceptual para la evaluación de la calidad de agua en las regiones

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Modelo conceptual para la evaluación de la calidad de agua en las regiones

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Mayores Problemas de Calidad del agua superficial a escala global.

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Mayores Problemas de Calidad del agua superficial a escala global.

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La carga contaminante: Es el producto de la concentración másica promedio de una sustancia por un caudal volumétrico.

Presión Ambiental: La contribución potencial de cada agente social o actividad humana a las alteraciones del medio ambiente por recursos naturales.

Afectación Potencial: La posibilidad de generar un grado de alteración debido a una presión ambiental.

●     Procesos contaminantes: La ley de aguas de España define la contaminación como la acción y el efecto de introducir materias o formas de energía, de modo directo o indirecto que implica una alteración perjudicial de su calidad. En la legislación colombiana vertimiento se define como “Descarga final a un cuerpo de agua” y vertimiento puntual como “El que se realiza a partir de un medio de conducción del cual se puede precisar el punto exacto de descarga al cuerpo de agua” igualmente se define vertimiento no puntual a “Aquel en el cual no se puede precisar el punto exacto de descarga del cuerpo del agua “.

●     La contaminación que nosotros como seres humanos realizamos es uno de los fenómenos más dañinos para el medio ambiente.

●     Contaminantes comunes en el agua superficial: En el estudio nacional del agua (IDEAM 2010) se reportan como principales contaminantes: Materia orgánica biodegradable y no biodegradable, sólidos suspendidos y nutrientes. Por otro lado el estudio sobre el análisis de agua potable y saneamiento en Colombia (CRA1997) incluye un diagnóstico sobre el origen y distribución geográfica de las principales fuentes de contaminación hidrica.

APTITUD PARA DIFERENTES USOS:

La legislación colombiana establece la clasificación de aguas con respecto a los vertimientos definiéndolos en dos clases.

●     Clase 1: Como aquellos cuerpos de agua que no aceptan vertimientos.

●     Clase 2: Como aquellos cuerpos de agua que admiten vertimientos con algún tratamiento.

Indicadores de estado de calidad del agua y de presión por contaminación:

●     Índice de calidad de agua (ICA), de las condiciones de calidad físico-químicas y microbiológicas en las corrientes y cuerpos de agua superficial.

●     Índice de Macro invertebrados Acuáticos (IMA), de condiciones de calidad biológica de las corrientes y cuerpos de agua superficial.

●     Índice de Afectación Potencial de calidad de agua(IACAL), como indicativo de presión por contaminación.

Una vez se establezcan las condiciones de calidad de las aguas superficiales, para mejorar el estado y pasar una condición posible y deseable, se busca garantizar los posibles niveles de calidad de agua.

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Conjunto de conceptos, metodología y procedimientos sobre la calidad de agua para las Evaluaciones Regionales del Agua (ERA).

MARCO TEÓRICO

Marco de conceptos que se plantean para el avance de las Evaluaciones Regionales del Agua (ERA). Las propuestas planteadas para las ERA considera las limitaciones de información, instrumentos, recursos, etc. Y las diferencias en condiciones ambientales en las regiones del país.

CONCEPTOS SOBRE LA CALIDAD DEL AGUA

El concepto de la calidad del agua es muy complejo puesto que involucra muchas dinámicas y temas. Las evaluaciones generan muchas controversias en relación con diferentes metodologías y la capacidad de informar sobre el carácter cualitativo del recurso hídrico.

La calidad del agua no se puede conceptualmente separar. La intensidad y la extensión de esos cambios están determinadas por las características propias de estas dinámicas en el marco de los procesos del ciclo hidrológico. El crecimiento de la población y el desarrollo económico están asociados al incremento de la producción de residuos, los cuales se constituyen en fuentes potenciales de contaminación del agua, del aire y del suelo que son utilizados como receptores de estos residuos.

De forma tradicional se ha entendido como calidad del agua como el conjunto de las características físicas, químicas y biológicas que hacen que el agua sea apropiado para un uso apropiado.

En la directiva marco del agua para los países de la Unión Europea se plantea un nuevo concepto de calidad que se desvincula de los usos y que tiene como punto de referencia el propio recurso en si y no los fines a los que se destina.

En el ENA 2010, se considera el concepto de la calidad de la directiva marco del agua que asume que es necesario proteger el agua más como un bien ambiental que como un recurso para ser explotado. Este mismo concepto es el que orienta las ERA.

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Criterios mínimos que deben cumplir las evaluaciones de calidad de agua regional:

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Criterios mínimos que deben cumplir las evaluaciones de calidad de agua regional:

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1). Deben orientarse a cubrir el 100% del territorio de la jurisdicción mediante un proceso sistemático de planificación, gestión y generación de información.
2). Hacer un análisis de la información y de las fuentes de información existentes y definir estrategias para mejorarlas.
3). Aplicar los protocolos existentes y los que reglamente el MADS junto con el IDEAM.

CONTAMINANTES Y FUENTES DE CONTAMINACIÓN.

"A nivel mundial, los acuíferos experimentan una creciente amenaza de contaminación ocasionada por la urbanización, industria, actividades agrícolas y explotación minera. por lo tanto se requieren campañas pro activas y acciones practicas que protejan la calidad original del agua."  (fig 55).

La siguiente tabla nos presenta los contaminantes que afectan la calidad del agua subterránea en sitios donde se predominan las actividades mencionadas anteriormente. (tabla 13).

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Supone que la suma de cationes es igual a la suma de aniones en cada solución.

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Estos programas tienen dos componentes determinantes, uno es el monitoreo y el otro la modelación de la calidad del agua, los cuales serán desarrollados a continuación. Se relacionan guías de métodos, procedimientos y técnicas que sirven de referencia mientras el MADS los reglamenta.

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figura 55. usos del suelo que generan contaminación en los acuíferos.

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figura 55. usos del suelo que generan contaminación en los acuíferos.

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Error admisible del balance iónico con la conductividad. 

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Error admisible del balance iónico con la conductividad. 

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PROCEDIMIENTO PARA LA EVALUACIÓN HIDROGEOQUÍMICA Y DE CALIDAD DEL AGUA SUBTERRÁNEA

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PROCEDIMIENTO PARA LA EVALUACIÓN HIDROGEOQUÍMICA Y DE CALIDAD DEL AGUA SUBTERRÁNEA

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Como se menciono en los capítulos anteriores, la evaluación de calidad de agua subterránea obedece a un proceso investigativo en el que se emplean resultados de estudios previos a la hidrogeoquímica, hidráulicos e hidrodinámicos:

De esta manera nos permiten reconocer diferentes características a los cuales el agua subterránea reacciona y así podemos validar los análisis de laboratorio.