Iniciativa de la calidad del agua del bajo Río Bravo (LRGWQI) Sesión binacional sobre modelos de calidad del agua Y Reunion del grupo de trabajo técnico Texas Commission on Environmental Quality Park 35 Circle Campus, Austin, Texas July 15 – 19, 2013 Miembros presentes: Juan Manuel Ortegón Ruiz Sergio Gallegos Espinoza Dra. María del Pilar Saldaña Fabela Jorge Luis Izurieta Dávila María Ivonne Reyez Luz José Alfredo Rojas García Leopoldo Sánchez Espinoza Claudia Nava Ramírez Yara Sánchez Johnson Blanca Isela Martínez Cuellar Manuel Humberto Soto García Katrina Coltrain Dr. Taimur Shaikh Leslie Grijalva Wayne Belzer Lisa Ramirez Ramiro Silva Tena Piro A Diaz Puente Roger Miranda CONAGUA CONAGUA IMTA IMTA CONAGUA CONAGUA CONAGUA CONAGUA CEAT CEAT CEAT EPA EPA IBWC IBWC IBWC CILA CILA TCEQ También asistieron: Mark Rudolf, Charlie Marshall, Tim Cawthon, Allison Fischer, Sarah Eagle, Chuck Dvorksy (TCEQ); Joshua Greene and Adam Torres (University of Texas at Austin) Actas del LRGWQI sesión binacional de trabajo e entrenamiento; 15-19 de Julio, 2013 1|página Día 1 (15 de julio de 2013) Mañana - Aula F2210 (Edificio F) Por la tarde - Aula A234-235 (Edificio A) 08:00-08:15 Bienvenida, presentaciones y resumen de la sesión de capacitación 08:15-12:00 Repaso de discretización de segmentos de modelado LA-QUAL, discretización del Río Grande / Río Bravo Discretización • Definición • 3-dimensional vs. 1-dimensional • Instrucciones Operativas para discretizar un segmento en tramos, elementos • Contexto de discretización del Rio Bravo http://www.ibwc.gov/wad/Rio_Grande/2006.pdf Construir el esquema Hidrografía capa y puntos de interés Información general sobre el archivo input Es un modelo no calibrado que contiene lugares estimados Los parámetros incluyen salinidad, cloruros, SDT, DO, DBO, NH3-N, NO3, N orgánico y N total Algunos de los datos de entrada son estimaciones Desagües de PTAR se reducen de 10 a 9 La PTAR de la Ciudad de Roma ha sido descontinuado La ubicación de la PTAR para la ciudad de Mier se una aproximación. Todavía se necesita la latitud y longitud de las PTARs ubicadas en lado Mexicano. 1:30-4:15 Sesión de entrenamiento en discretización (Edificio A) Ejercicio 1: ejercicio de discretización del río Álamo, un afluente del río Grande/río Bravo 4:15-05:00 Repaso de las constantes y los coeficientes hidráulicos del sistema de modelaciόn LA-QUAL Constantes y coeficientes hidráulicos Estos son relaciones matemáticas entre flujo, profundidad y la velocidad de la corriente. Decisiones claves asociadas con la discretización del río Grande/ río Bravo Decisión 1: ¿Cuál debe ser la longitud del tramo? Decisión 2: ¿Qué conjunto de datos hidrográficos vamos a utilizar? Decisión 3: ¿Cómo debemos manejar los inputs que no son PTARs? Decisión 4: ¿Dónde debemos cortar (terminar) los principales afluentes en nuestro modelo (por ejemplo el río Álamo o río San Juan)? Decisión 5: Tenemos que decidir sobre el tamaño de los elementos (longitudes uniformes en curso). Podemos utilizar tamaños de elementos tan pequeños como fracciones de un metro, si decidimos hacerlo. Pequeños tamaños de elementos serán más precisos, pero también será más problemáticos. Decisión 6: ¿Hay que modelar el rio San Juan, así como ya modelamos el río Álamo? Decisión 7: ¿Queremos calcular una pendiente de promedio para cada tramo del río o debemos usar la pendiente entre los puntos aguas arriba y aguas debajo de cada tramo? Actas del LRGWQI sesión binacional de trabajo e entrenamiento; 15-19 de Julio, 2013 2|página Día 2 (16 de julio de 2013) Aula A234-235 (Edificio A) 08:00-10:00 Sesión de Entrenamiento Activo Sobre el Cálculo Coeficientes Hidráulico y Constantes para Modelaciόn con LA-QUAL (Edificio A)) Capacidades / Limitaciones de LA-QUAL La-QUAL Es capaz de procesar hasta 200 tramos, 100 cabeceras y 3000 elementos Ejercicio 2: Utilizar las longitudes del alcance, y la información utilizada para calcularlas, para construir un esquema de LA-QUAL para el río Álamo 10:15-11:00 Discusión, Preguntas y Respuestas Sobre el Cálculo de Coeficientes Hidráulicos y Constantes de Modelaciόn con LA-QUAL Ejemplo: Taim Utilizando longitudes de los elementos de este tamaño (pequeños) es muy preciso pero, dependiendo de la longitud de un cuerpo de agua, puede empujar a la limitación del modelo LA-QUAL en que sólo puede almacenar hasta 3000 elementos en total. Ejemplo: Claudia Utilizando longitudes de más de 0,5 kilometros cerca PTAR mostrarán menos detalles sobre los efectos de las PTAR, pero conserva recursos computacionales. 11:00-12:00 Revisión de Balance Hídrico y Calibración Hidráulica del Modelo LAQUAL Descripción de los parámetros hidráulicos / Cálculo de los parámetros hidráulicos 1:30-2:30 Sesión Práctica de Formación Sobre el Balance Hídrico y la Calibración Hidráulica del Modelo LA-QUAL Ejercicio 3: Cálculo de coeficientes hidráulicos y constantes que relacionan la profundidad al flujo (D= dQe + f) Calcular la constante hidráulica "d" y el coeficiente "e" utilizando la tabla de profundidad v. flujo y los registros de flujo encontrados en el archivo Excel del ejercicio Podemos utilizar los datos LiDAR de la IBWC para estimar la pendiente usando elevación de los puntos de interés (Tim Cawthon) Crear una "Unión" en ArcGIS para pendiente Construcción del archivo de entrada Relacionando la velocidad de descarga con flujo Usando la ecuación de Manning, lo único que falta es la pendiente, por lo que podemos utilizar LiDAR para encontrar que la información crítica Determinando elevación para cada uno de los puntos (Tim Cawthon) Creación de una “Join” (unión) en ArcGIS para el cálculo de la pendiente 02:30-3:15 Discusión, Preguntas y Respuestas Sobre el Balance Hídrico y la Calibración Hidráulica del Modelo LA-QUAL Q: ¿Se podría usar otro modelo de elevación digital (s) para hacer esto (por ejemplo, las redes de información USGS DEM de 10/30 metros)? A: Sí, esto se puede hacer usando una variedad de modelos de elevación digital. Utilizamos LiDAR aquí porque tiene una muy alta resolución (1 metro), más que otros modelos. Los DEMs de USGS capturan sólo 1/10 o 1/30 de la resolución de los datos LiDAR. 03:30-04:00 Revisión de Especificación de las Condiciones Iniciales, Condiciones de Contorno y Cargas de Desechos y Contaminantes Actas del LRGWQI sesión binacional de trabajo e entrenamiento; 15-19 de Julio, 2013 3|página Propósito del último ejercicio Excel ajusto la curva bastante bien - lo suficientemente bien como para trazar la curva sin ajustar la constante o el coeficiente. Se puede ver que las constantes en las ecuaciones de este tipo desplazan las curvas hacia arriba o abajo sin cambiar la forma. Los coeficientes cambian la forma de las curvas. Mediante manipulación de los valores de estos, en combinación, se pueden ajustar las curvas a los datos. 04:00-05:00 Sesión Práctica Sobre Condiciones Iniciales, Condiciones de Límite y Cargas de Desechos y Contaminantes Ejercicio 4: Crear un archivo de entrada de LA-QUAL para el Río Álamo, ejecute LA-QUAL y realizar un balance hídrico Desde el lunes hemos: Discretizado al nivel de tramo Discretizado al nivel de elemento Usado la tabla que relaciona profundidad a flujo (descarga) para calcular constantes y coeficientes hídricos Ahora vamos a poner esta información en un archivo de entrada LA-QUAL En el archivo de entrada - veran unas Xs, en los datos de tipo 8 y 9, donde se debe ingresar los datos (parámetros). Sus archivos de entrada pueden no tener el mismo aspecto, ya que los esquemáticos han de variar. Después de ejecutar el modelo, miren a los componentes individuales. Día 3 (17 de julio de 2013) Mañana – Aula F2210 (Edificio F) TARDE - TBD 08:00-08:45 Discusión, Preguntas y Respuestas, Sobre las Condiciones Iniciales, Condiciones de Límite y Cargas de Desechos y Contaminantes Condiciones de límite bajo (Mark Rudolph) En los modelos donde el flujo se deposita en un estuario (o incluso el océano), el sistema de modelación tiene que bregar con el hecho que la masa de agua terminal está influyendo los últimos elementos del modelo. El transporte de contaminantes a base de advección sólo funciona en una dirección (aguas abajo), pero el transporte a base de dispersión funciona en ambas direcciones. Las ecuaciones de dispersión (se hace referencia al manual) están ligadas a la fracción de agua que se intercambia con el océano, la altura de la marea, el periodo de mareas y el período de aumento de las mareas. 8:45-9:15 Presentación Sobre Análisis de Datos (IMTA / CONAGUA) Resultados de Calidad del Agua del Bajo Río Bravo y Afluentes Claudia Nava Ramírez 09:15-10:00 Discusión, Preguntas y Respuestas Sobre la Presentación de Resultados de Calidad del Agua del Bajo Río Bravo y Afluentes y el Uso de los Datos Históricos de la Calidad del Agua para la modelación usando LA-QUAL Investigar y modelar la CANTIDAD y Calidad del Agua en la Región Fronteriza México - Estados Unidos de América con Enfoque al mando de las Descargas de Aguas Residuales - Dra. Maria del Pilar Saldaña Fabela Actas del LRGWQI sesión binacional de trabajo e entrenamiento; 15-19 de Julio, 2013 4|página IMTA se compromete a monitorear 13 puntos del río principal, 7 en los afluentes y 20 descargas que influyen el río directamente. Seleccionaremos las ubicaciones de los sitios de monitoreo a base a sus antecedentes y características. 10:30-11:30 Repaso de los Criterios y las Consideraciones para la Selección de Sitios de Monitoreo para la Calibración de los Parámetros de Calidad del Agua Control de Calidad en la toma de muestras de laboratorio Prospectiva de muestreo y discusión Plan de Aseguramiento de la Calidad de Datos (QAPP) y proyecto para la identificación de fuentes de contaminaciόn 1:30-02:00 Revisión de Lugares de Muestreo Propuestos Para la LRGWQI (Roger Miranda) Parámetros adicionales propuestos por la TCEQ E. coli, Enterococcos, SDT, cloruro, sulfato, clorofila a , SSV, DBO 20, DBOs filtrados, ODs de 24 horas Localidades de Monitoreo Propuestos 02:00-03:00 Discusión, Preguntas y Respuestas Sobre los de Sitios de Muestreo Propuestos para la LRGWQI Logística Tres elementos que deben aclararse o Soporte analítico o Participación en el Muestreo o La logística del muestreo Recursos para el muestreo Sugerencias de la EPA QAPP, posible participación del laboratorio de la EPA en Houston, tiempo de retención de muestras bacteriológicas; 8hrs v. 48 hrs (Katrina Coltrain) Estimación de la contaminación de fuentes no puntuales (estudio de la IBWC y método de cálculo de la Universidad de Texas) 3:15-05:00 Repaso del Viaje Exploratorio Propuesto para el Esfuerzo Binacional de muestreo / Sesión de Trabajo Sobre el Reconocimiento para el Esfuerzo Binacional del Muestreo Identificación de fuentes no puntuales bajo condiciones de flujo estable (el estudio de IBWC/TCEQ/UT-Brownsville) y discusión sobre el esfuerzo de muestreo de fuentes no puntuales bajo condiciones de flujo estable Discusión sobre la metodología y viabilidad del muestreo binacional y viaje de reconocimiento Día 4 (18 de julio de 2013) B201 (Edificio B) 08:00-08:45 Repaso de las Necesidades de Información, Puntos de Acción y Compromisos asociados con el Viaje de Reconocimiento para el Esfuerzo de Muestreo binacional Formato de la propuesta de estudio: plan de muestreo y/o QAPP? Estructura del plan de muestreo Actas del LRGWQI sesión binacional de trabajo e entrenamiento; 15-19 de Julio, 2013 5|página Fundamento para la selección de sitios: las condiciones de físicas de los sitios, lugares de muestreo históricos, fuentes probables, distribución espacial, fisiografía e hidrografía (algunos de esto puede ser demasiado) Sitios de muestreo, parámetros y frecuencia de muestreo Reconocimiento Logística y coordinación Coordinación de laboratorio Estructura del Plan de Aseguramiento de la Calidad de Datos (QAPP) Definición del problema / Antecedentes Descripción del proyecto (sería descripción global igual que descripción detallada de las tareas) Modificaciones a la QAPP Objetivos y criterios de calidad Especificaciones del rendimiento de muestras y medición de datos AWRL (es decir, medición de calidad de análisis: - precisión, sesgo, repetitividad, comparabilidad) Documentos y Registros: (lo que cada país va a hacer/cómo se almacenaran los registros de datos) Procedimientos de muestreo de campo/laboratorio Métodos de análisis (incluyendo límites de cuantificación, diferencia porcentual relativa, etc) Manejo de datos Plan de Trabajo (Consultar el propósito del LRGWQI y terminos de referencia de la iniciativa) Decisión: ¿Queremos Incluir el Plan de Reconocimiento en el QAPP? Quien se Encarga de Escribir el Documento? 09:15-10:00 Discusión, Preguntas y Respuestas sobre el Plan de Muestreo, el Plan de Aseguramiento de Calidad de Datos (QAPP) para los Eventos Binacionales de Muestreo Calidad del Agua 10:15-12:00 Sesión de Trabajo sobre el Plan de Muestreo y el QAPP para los Eventos Binacionales del Muestreo de Calidad del Agua Roger Miranda (TCEQ) comentarios / compromisos Revisión de la solicitud de datos y cumplimiento con lo pedido Latitud y longitud de PTARs en el lado Mexicano Incluir coliformes fecales en el archivo de entrada LA-QUAL Re-discretización del río para la modelación (Roger enviará nuevos esquemas) Volver a contactar al Laboratorio de la TCEQ para confirmar los compromisos y explorar apoyos adicionales Continúar esfuerzos para autorizar la participación física de Roger en los eventos de muestreo binacionales Enviar Claudia lista de latitudes y longitudes Ponerse en contacto con la ciudad de Brownsville para ver el nivel de compromiso en ayudar con los análisis bacteriológicos Comunicarse con la oficina TCEQ en Harlingen para tener una idea acerca de los problemas de seguridad y pedir apoyo con los eventos de muestreo. Coordinar con la IBWC y la EPA (i.e., proyecto para la identificación de fuentes no puntuales y muestro binacional). Actas del LRGWQI sesión binacional de trabajo e entrenamiento; 15-19 de Julio, 2013 6|página Hablar con la EPA y la IBWC para ver lo que es absolutamente necesario para el QAPP y lo que se puede omitir. Envíe datos LIDAR. Wayne Belzer (IBWC) comentarios / compromisos Desarrollar el alcance del trabajo y el plan de estudio de identificación de fuentes no puntuales (lo que a veces hemos llamádo reconocimiento) Cumplir con la solicitud de datos para ayudar el refinamiento del archivo de entrada LAQUAL y la calibración del modelo Facilitar el entrego de datos del sistema M9 (ADCP) para ayudar el refinamiento del archivo de entrada LA-QUAL y la calibración del modelo Hablar con Delbert sobre una base de datos específica a este proyecto Katrina Coltrain (EPA) comentarios / compromisos Investigar y proporcionar información sobre el tiempo de retención permitido por la EPA para muestras bacteriológicas Investigar la disponibilidad del laboratorio de Houston EPA para ayudar en el proyecto Investigar e informar sobre los requisitos de QAPP para el muestreo binacional Planificación reunirse en el futuro 1:30 - 02:15 Presentación Sobre la Red del Monitoreo Continuo de la Calidad del Agua en el Bajo Río Grande/ Río Bravo - Chuck Dvorsky (TCEQ) Estaciones CWQM a lo largo del Río Grande / Río Bravo Roger Miranda Observo que 5 de las 7 estaciones coinciden con los límites de los tramos que hemos usado para el archivo de entrada LA-QUAL Información resumida sobre CWQM Network El Usuario principal de este programa es Rio Grande Watermaster Desarrollo de un QAPP muy específico para este tipo de datos, los datos se usan inmediatamente. Este programa no es para la adquisición de datos que se utilizan para el análisis a largo plazo. Cuando el TDS excide 1.000 ppm, se notifica al Watermaster. Muestreo de datos de calidad de agua cada 15 minutos Los datos se transfieren desde la estación a un de servidor “ingest” El servidor “ingest” analiza los datos, y si el valor es> que 1000, envía un mensaje al servidor de listas (Watermaster) El Watermaster y el personal local de la TCEQ salen al campo para resolver el problema Limitaciones de datos La limpieza de los sensores y del tubo de despliegue es fundamental. Si no están limpios (se suelen ensuciar con sedimentos o crecimientos biolόgicos) los valores de muestreo se degradadan. Ensuciamiento del sensor comienza inmediatamente después de su instalación. Historia de reemplazo de equipos Modificaciones para prevenir incrustaciones de sedimentos Modificaciones para prevenir incrustaciones biolόgicas Validación de datos Preguntas claves en la validación de datos • ¿Qué tan bueno son los datos? • ¿Se puede utilizar los datos? • ¿Alguien más puede utilizar los datos? P: ¿Cuáles son los gastos de funcionamiento / costes de mantenimiento de este equipo? Actas del LRGWQI sesión binacional de trabajo e entrenamiento; 15-19 de Julio, 2013 7|página R: El costo anual por estación es de alrededor de 2.500 dólares por estación. El costo inicial por estación es de aproximadamente $ 20,000 - $ 25,000. P: ¿Cómo afecta la transmisión de la información de la estación de trabajo del servidor - no ir a través de satélite? R: La telemetría que utilizamos es Internet inalámbrica. Tenemos un pequeño módem con una dirección IP estática. Los costos para el escrutinio individual son intrascendentes. Lo que hacemos es medir los costos de Internet inalámbrico por mes. Pagamos alrededor de $ 15 por mes para los gastos de telemetría. Actas del LRGWQI sesión binacional de trabajo e entrenamiento; 15-19 de Julio, 2013 8|página