Universidad de lasFuerzas Armadas - ESPE Carrera de Ingeniería Geográfica y del Medio Ambiente ~ Control y Contaminación del Agua ~ Profesora: Ing. Oliva Atiaga Tutorial sobre el software libre QUAL2Kw Integrantes: Jácome, Gissela; Iza, Jacqueline; Velasco, David. Nivel: 7mo 1 algunos archivos serán creados automáticamente por el archivo ejecutable Fortran para intercambiar información con Excel. Paso 2: Crear una carpeta fuera de C:\Q2Kv2_11b8 llamada DataFiles. es un software libre.zip a un directorio (por ejemplo.edu.Semestre: Octubre 2014 . Asegúrese de que se selecciona el botón Medium. aparecerán dos archivos: un archivo de Excel (Q2KMasterv2_11b8.co/moodle/mod/resource/view. Tenga en cuenta que después de ejecutar el modelo. Cuando se descomprime este archivo.gov/athens/wwqtsc/html/qual2k. 2 . Paso 3: Abra Excel y asegúrese de que el nivel de seguridad de macros se establezca en Medium (Figura 1). que puede ser descargado de la página web de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos-EPA.exe) dentro de la carpeta creada (por ejemplo. Estos dos archivos deben estar siempre en el mismo directorio para que el modelo se ejecute correctamente.Febrero 2015 QUAL2K/QUAL2Kw INTRODUCCIÓN Según (Vera. el modelo QUAL2K desarrollado por el profesor Steven Chapra y su equipo de trabajo.xls) y un archivo ejecutable (q2kfortran2_11.uao.php?id=176987 INSTALACIÓN Para instalar el programa se realizan los siguientes pasos a continuación descritos: Paso 1: Copiar el archivo Q2Kv2_11b8. QUAL2K se descarga de la EPA siguiendo el url: http://epa. de modelación unidimensional de la calidad del agua sobre corrientes superficiales. que se encuentra también disponible de forma libre pero en la página de la Universidad del Estado de Washington. C:\QUAL2K). Esta versión mejorada incluye un algoritmo genético denominado PIKAIA empleado para optimización matemática de las constantes cinéticas de los distintos procesos que modela el programa. 2007). C:\Q2Kv2_11b8). Una variación del modelo QUAL2K ha sido la realización de una versión denominada QUAL2Kw.html http://augusta. Esto se puede hacer utilizando los comandos de menú: Tools→Macro→Security. este puede simular el comportamiento de 19 variables distintas de calidad del agua y representa el avance sobre el modelo anterior QUAL2E. Al hacer esto. Para que el programa corra se deberá habilitar los Macros. el Cuadro de Diálogo de Seguridad de Macros se mostrará (Figura 2). 3 .xls.Figura 1 Paso 4: Abrir Q2KMasterFortranv2_11. vaya a la celda B10 y escriba la ruta de acceso a la carpeta DataFiles: C:\QUAL2K\DataFiles (Figura 3). Figura 2 Paso 5: En la pestaña QUAL2K. Se abrirá la siguiente ventana: Figura 4 4 . Si el programa está trabajando correctamente… QUAL2K comenzará a ejecutarse (Figura 4).Figura 3 Paso 6: Haga clic en el botón Run Fortran. Se podrá observar que un nuevo archivo ha sido creado con el nombre que se especificó en la celda B9. Navegue hasta llegar al directorio: C:\QUAL2K\DataFiles. Pulse OK para ver el tiempo de viaje para el curso principal. el valor predeterminado es Mainstem (curso principal del río).El programa está configurado para simular un río ficticio con un cauce principal junto con dos afluentes. Haga clic en el botón Cancelar para volver a Q2K (Figura 7). 5 . el siguiente cuadro de diálogo aparecerá (Figura 5): Figura 5 Dar clic en Aceptar y el siguiente cuadro de diálogo aparecerá a continuación (Figura 6): Figura 6 Este cuadro le permite elegir las partes del sistema que desea trazar. haga clic en el botón Open Old Field. Paso 7: En la pestaña QUAL2K. Si el programa funciona correctamente. Tenga en cuenta que todos los segmentos o subtramos se actualizan cuando se pulsa OK. Para pasar a ver los segmentos o subtramos de uno de los afluentes. Como se muestra. deberá pulsar el botón en la parte superior izquierda de la pantalla. 0 y la Estación No. MANEJO DEL PROGRAMA PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Se desean conocer las concentraciones de oxígeno disuelto y DBO5 en el río Tupía en el tramo comprendido entre la Estación No. 1. A través de una campaña batimétrica y de caracterización hidráulica se establecieron secciones transversales representativas en diferentes tramos en el Río. El programa añade automáticamente la extensión . asegúrese de cambiar el nombre del archivo al realizar un nuevo proyecto. La información de cada sección se presenta en el Cuadro No. un archivo de datos se creará con el nombre de archivo especificado en la celda B9 de la pestaña QUAL2K. Este río presenta problemas de calidad del agua debido al vertimiento de múltiples descargas de aguas residuales domésticas e industriales que lo afectan de manera directa o indirecta a través de sus ríos tributarios.Figura 7 Tenga en cuenta que cada vez que se ejecuta Q2K.q2k al nombre de archivo. Desde este sobrescribirá las versiones anteriores del archivo. 3. Resultados de la Campaña Batimétrica y de Caracterización Hidráulica 6 . Cuadro No. 1. Datos de Campo Hidráulicos en las Estaciones de Monitoreo En el Cuadro No. 2 y 3 se presentan los datos de campo hidráulicos y de calidad del agua respectivamente medidos en las estaciones de monitoreo del Río Tupía durante un muestreo realizado con fines de calibración del modelo de calidad del agua. 4. 5. 3. Cuadro No. Datos de Calidad del agua en las Estaciones de Monitoreo Cuadro No. Datos Hidráulicos y de calidad del agua en los vertimientos DATOS GEOGRÁFICOS DEL ÁREA DE ESTUDIO En el Cuadro No. 2.En los Cuadro Nos. 4 se presentan los datos hidráulicos y de calidad del agua respectivamente medidos en la desembocadura de los ríos tributarios y la descarga de la PTAR durante el muestreo realizado con fines de calibración del modelo de calidad del agua. Cuadro No. 5 se presentan los datos geográficos correspondientes a los tramos en estudio en el río Tupía. Cuadro No. Características geográficas del tramo en estudio 7 . b. Los parámetros de calibración que requiere el modelo para simular los fenómenos de transformación generalmente son tomados a través de mediciones de campo y posteriormente ajustados durante el proceso de calibración. la zona horaria. tasa de hidrólisis del Nitrógeno Orgánico. c. d. 8 . tasa de disolución de la materia orgánica particulada (POM) y la velocidad de sedimentación de la POM. la fecha de la modelación. etc. 6. Considerar las descargas de los tributarios y la PTAR como flujos laterales a lo largo del cauce principal. Considerar que el lecho del Río tiene una cobertura con algas del 5% y presenta una cobertura por sedimentos en un 50% del lecho del Río. Cuadro No. la tasa de nitrificación del amonio. tasa de hidrólisis del Fósforo orgánico. RESOLUCIÓN En esta parte se deberán ingresar los datos de la modelación. 6 se presentan los datos climatológicos correspondientes a los tramos en estudio en el río Tupía. A partir de un análisis de sensibilidad del modelo QUAL2K y de las características específicas del río Tupia. se encontró que los parámetros de calibración más significativos en las respuestas del modelo y a los cuales se deben enfocar los mayores esfuerzos en la calibración son: tasa de degradación de la materia orgánica (DBO5.DATOS CLIMATOLÓGICOS DEL ÁREA DE ESTUDIO En el Cuadro No. En este caso debido a que no se dispone de dicha información se deberá partir de los rangos sugeridos en la literatura para cada uno de los parámetros de calibración.fast). Se ingresa el nombre del río que se está trabajando.1 hours en Calculation step y 3 day en Final time. Es importante recordar que siempre deberán mantenerse los valores de 0. Características geográficas del tramo en estudio Aspectos Finales a. En Headwater Flow se ingresa el caudal principal. 9 . En la pestaña Reach se ingresan los datos de los tributarios y los datos de las estaciones de acuerdo al orden en que estén establecidas a lo largo del río. latitud. Se ingresan los valores de los parámetros a distintas horas. longitud y distancia existente entre tributarios.En esta ventana se ingresan todos las variables del flujo principal. Se ingresan los parámetros geográficos como elevación. Se ingresan los datos necesarios para calcular la fórmula de Manning y también se ingresan los porcentajes de cobertura con algas del 5% y cobertura por sedimentos en un 50% del lecho del Río. Ingresamos el mismo datos para todas las horas que se nos pide y para todos los tributarios que se establecieron. 10 . En la pestaña Air Temperature se ingresan los datos referentes a la temperatura del aire. La temperatura se ingresa en grados centígrados. en este caso.Se ingresa los datos sobre la temperatura del punto de rocío. Cabe mencionar que los datos en las celdas verdes no se deben modificar por ninguna razón. solo se trabajará con las celdas azules. el proceso es similar al paso anterior. 11 . El porcentaje de nunbosidad que cubre la zona se ingresa como se ha realizado anterioremente para todos los tributarios a para las diferentes horas.La temperatura del viento también se debe ingresar. En la pestaña Wind Speed se realiza el ingreso de este dato para todas las horas y para cada uno de los tributarios modelados. 12 . 13 .El porcentaje de sombra se realiza de igual manera que los pasos anteriores para todas las horas y para todos los tributarios simulados. En el presente ejercicio se modificaron las constantes existentes por nuevas. se pueden observar los valores anteriormente usados. al lado derecho. En la pestaña rates se pueden modificar las diversas constantes de acuerdo a las necesidades del usuario. En las siguientes capturas. 14 . Es fundamental recordar lo siguiente para realizar correctamente el ejercicio: Río Molinos es el Tributario No. 2 Río San Pedro es el Tributario No. Es suficiente ingresar el dato promedio si no se dispone de más información. 1 Río El Silencio es el Tributario No. 15 . 3 Descarga PTAR La Planada es la Descarga PTAR En las capturas de pantalla mostradas a continuación se puede observar el ingreso de los datos para cada una de las variables que QUAL2K va a modelar.En la pestaña Point Sources o fuentes puntuales en español se ingresan todos los datos de todos los parámetros que se esten modelando. Se recomienda ser muy cuidadoso en el ingreso de datos en las celdas. 16 . En el presente caso se están ingresando los datos de las estaciónes y así calcular la fórmula de Manning. La pestaña que aquí se trabaja es la Hydraulics Data.En las pestañas de color amarillo se ingresan datos adicionales para realizar la modelación. Adicionalmente ingresamos en la pestaña Temperature Data la temperatura de cada una de las estaciones. Se deberán tener en cuenta las distancias respectivas entre cada una de las estaciones. 17 . Retrieved from http://repository. Evaluación de la norma secundaria de calidad ambiental para la protección de las aguas continentales superficiales de la cuenca del río Biobío.co/handle/10554/3805 CURSO DE QUAL2K: http://augusta. Aplicación de técnica de optimización mediante algoritmos genéticos para calibración de modelo qual2k como una aproximación a la modelación de la calidad del agua de los principales ríos de la zona urbana de Bogotá D. S. 76). (2007).tesis.Después de realizados todos los pasos previos se da un clic en Run y se obtienen los resultados después de unos minutos. REFERENCIAS Chapra. Retrieved from http://www. Estudio de actualización del modelo de calidad del agua del río Palo 2011 tramo puente de Guachené – Bocas del Palo (p.edu. (2008). J. G. I.cl/handle/2250/113003 Holguín. Se pueden revisar las varias pestañas que QUAL2K dispone. (2012). Pontificia Universidad Javeriana.co/files/GestionAmbiental/RHidrico/INFORME_MODELACI ON_RIO_PALO_ULTIMA.co/moodle/course/view. C.crc. & Tao. Retrieved from http://www. Fuentes.gov. Universidad de Chile. Pelletier.javeriana.pdf Vera... H.uchile.uao. (2012). Q2KDocv2_11b8.php?id=4623 18 . I.edu.