IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA SOPORTE A LA DECISIÓN
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1. L Figura 1 Localizaci n zona de estudio 2 2 Recopilaci n de la informaci n La informaci n de oferta superficial corresponde a las series hist ricas de caudal de los principales r os y quebradas de la zona Esta informaci n fue tomada de las estaciones Mateguadua y El Vergel localizadas en el r o Tulu y el r o Guadalajara respectivamente Las series de caudal para las quebradas San Pedro y Chambimbal fueron generadas con el modelo lluvia escorrent a HBV utilizado por la CVC para un per odo comprendido entre el a o 1972 y el a o 2005 La oferta subterr nea se defini de acuerdo alas princi pales caracter sticas geol gicas e hidr ulicas del acu fero encontradas en la informaci n de estudios trabajos de reconocimiento CVC 2002 y asesor a de profesionales especializados en el rea de aguas subterr neas de la CVC Las demandas consideradas en los esquemas corres ponden a las derivaciones principales definidas en la reglamentaci n de los r os Tulu CVC 2003 y Guadalajara CVC 2000 y las quebradas San Pedro y Chambimbal CVC 2002 como los puntos desde los cuales se abastecen el total de los requerimientos que de ellas se ramifican 2 3 Embalses de regulaci n proyectados 4 Facultad de Ingenier a EIDENAR Generated by Foxit PDF Creator O Foxit Software http www foxitsoftware com For evaluation only Dentro de laesquematizaci n de algunos escenarios se plantea como alter2. escenario 1 durante el per odo comprendido entre los a os 1993 1994 se presentan en la Figura 6 Facultad de Ingenier a EIDENAR 4h h Acute 3 arhivar Lera SISTEMA SUPERFICIAL CON ACUIFERO TIPO Acu fero total Figura 6 Variaci n del volumen del acu fero rectangular homog neo en el escenario 1 5 CONCLUSIONES Los resultados encontrados permiten reconocer la importancia y beneficio del uso conjunto del recurso superficial y subterr neo para satisfacer las deman das de una poblaci n obteniendo mejores eficiencias y beneficios ambientales lo cual a trav s de una buena planificaci n y un plan de manejo adecuado pueden ser la mejor soluci n para los problemas de desabastecimiento de muchas poblaciones Con base a los escenarios planteados es posible evaluar de manera preliminar las capacidades de almacenamiento con las cuales se dise an los em balses de acuerdo a los requerimientos h dricos de las demandas logrando identificar dise os con di mensiones superiores alas necesarias evitando un posible sobrecosto en construcci n y los impactos ambientales ocasionados por este tipo de estructu ras Para realizar el planteamiento esquemas o escena rios de planificaci n se debe contar con una buena caracterizaci n de la oferta y demanda superficial y subterr nea de la zona y en lo posible la participaci n de las personas expertas en la gesti n de los recur sos h dricos 4h Facultad de
3. Generated by Foxit PDF Creator O Foxit Software http www foxitsoftware com For evaluation only IMPLEMENTACI N DEL SISTEMA SOPORTE A LA DECISI N AQUATOOL EN LA ZONA CENTRO DEL DEPARTAMENTO DEL VALLE DEL CAUCA MU z e Bass asi Fe Fina ria E anino mbr bn ria im pa r PRA DA TES pun id E de 3 ur i a FA E Tr Mar a Mercedes Guti rrez Enr quez Ing Corporaci n Aut noma Regional del Valle del Cauca CVC Cali Colombia maria mercedes gutierrez Wcvc gov co H ctor Fabio Aristiz bal Rodr guez Ing Corporaci n Aut noma Regional del Valle del Cauca CVC Cali Colombia hector fabio aristizabal Wcvc gov co Recibido Agosto 3 2007 Aceptado Octubre 15 2007 A Facultad de Ingenier a EIDENAR Po a RESUMEN Se evalu el Sistema Soporte a la Decisi n SSD AQUATOOL desarrollado por la Universidad Polit cnica de Valencia Espa a Esta herramienta presenta una alternativa en la gesti n de los recursos h dricos para evaluar escenarios de planificaci n de uso conjunto de agua superficial y subterr nea Con base en el modelo matem tico AQUATOOL se formularon escenariost cnicos enfocados ala satisfac ci n eficiente de las demandas en una zona del depar tamento del Valle del Cauca Colombia partiendo de un esquema base de oferta demanda en el cual s lo se incorporaron las demandas establecidas en las regla mentaciones de cada corriente y los r os de la zona co
4. Ingenier a EIDENAR Generated by Foxit PDF Creator O Foxit Software http www foxitsoftware com For evaluation only Para estudios posteriores se recomienda contar con la aplicaci n del modulo Aquival con el cual atrav s de un modelo distribuido se puede realizar una mejor caracterizaci n de los acu feros permitiendo plantear escenarios de uso conjunto m s ajustados y detallados 6 REFERENCIAS BIBLIOGRAF CAS Andreu J Modelo OPTIGES de optimizaci n de la gesti n de esquemas de recursos h dricos Ma nual de usuario Universidad Polit cnica de Valencia Espa a www upv es ilama Andreu J et al Modelo SIMGES de simulaci n de la gesti n de recursos h dricos incluyendo utili zaci n conjunto Manual de usuario Universidad Polit cnica de Valencia Espa a www upv es llama Andreu J et al Aquatool Sistema soporte a la decisi n para la planificaci n de recursos h dricos Manual de usuario Departamento de ingenier a hidr ulica y medio ambiente Universidad Polit cnica de Valencia Espa a www upv es liama Corporaci n aut noma Regional del Valle del Cauca 2000 Plande manejo para la protecci n de las aguas subterr neas en el departamento del Valle del Cauca Colombia Corporaci n aut noma Regional del Valle del Cauca 2000 Reglamentaci n del r o Guadalajara R e soluci n No SGA 415 Colombia Corporaci n aut noma Regional del Valle del Cauca 2002 Reglamentaci n de la queb
5. Umbral 60 de la recarga 30 2 Hm3 a o Vol Inicial 1427 1 Hm M x Caudal de bombeo 1 Hm mes Espesor entre 60 m y 150 m Ancho promedio 8 Km Conductividad promedio 550 m El aprovechamiento del acu fero se defini por un caudal m ximo de bombeo de 1 Hm mes tomando como base las lecturas consumo realizadas semestralmente en los pozos de producci n de la zona El esquema base de uso conjunto corresponde al esce i l Facultad de Ingenier a EIDENAR Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software http www foxitsoftware com For evaluation only nario inicial con la inclusi n del acu fero de tipo rectan gular homog neo como se presenta en la figura 4 A O E E i les Ta E e j IAA PES Ney 5 11 9 ZAMIET AL O mm E eef Ps E ETA ESTA A peo i i ON A F lis gari IA Jez cl t es nis 1 pa AN rL ES mi m ha F a e Sa paa o aaasta DUES i RIZ CAURI BIT CATA Figura 4 Esquema del escenario inicial con acu fero Adicional al acu fero se construyeron escenarios que incluyen los embalses proyectados como alternativas suplementarias de almacenamiento y abastecimiento En este m dulo el elemento embalse se entrega con informaci n m s detallada y por lo tanto se obtienen resultados m s espec ficos y ajustados El listado de escenarios construidos en Simwin es el siguiente Escenario 0 o inicial esquema superficial Escenario 1 Acu fero como alternativa de ab
6. asteci miento Escenario 2 Embalse SP1 para las demandas de todo el sector Escenario 3 Embalse SP1 para las demandas de Tulu y San Pedro y el acu fero para las demandas en Guadalajara y Chambimbal Escenario 4 Embalse CH1 para las demandas de todo el sector Escenario 5 Embalse CH1 para las demandas de Tulu y San Pedro y el acu fero para las demandas en Guadalajara y Chambimbal Escenario 6 Embalse de menor dimensi n en la Qda Chambimbal y acu fero para Tulu y San Pedro 3 4Generaci n de Series sint ticas m dulo Mashwin El m dulo Mashwin como se mencion anteriormente enla descripci n del SSD Aquatool permite a partir del Ingenier a de Recursos Naturales y del Ambiente No 6 Generated by Foxit PDF Creator O Foxit Software http www foxitsoftware com For evaluation only Implementacion del sistema soporte a la decision aquatool en la zona centro del departamento del valle del cauca registro de series hidrol gicas hist ricas y un proceso estad stico basado en un modelo de regresi n de media m vil generar series sint ticas para per odos futuros que pueden ser utilizadas para plantear escenarios de predicci n Las series hist ricas utilizadas corresponden a las registradas en las estaciones Mateguadua r o Tulu y El Vergel r o Guadalajara y las generadas mediante el modelo HBV para las quebradas San Pedro y Chambimbal en un per odo comprendido entre los a os 1972 2005 Con estas ser
7. cial cada una de estas demandas y aportaciones est n conectadas atrav s de conducciones y nudos definidos enel modulo Cada una de las conducciones utilizadas para representar el flujo de los r os y quebradas entre punto y punto presentan como restricci n contener durante todo el per odo el valor de caudal base El esquema del escenario inicial se presenta en lafigura 3 Ingenier a de Recursos Naturales y del Ambiente No 6 TAPAS TP o a l l l l l Y y a Enreta 24 1 AAA A EBA b __ __ _ ___ _ 1 E gt gt gt _ E a pailtead r HCL DATA Figura 3 Esquema del escenario inicial Escenarios alternativos En la b squeda de alternativas de satisfacci n de las demandas de la zona se propusieron en total 17 esce narios en los cuales se incluyen embalses proyecta dos eficiencias de satisfacci n de las demandas y demandas potenciales Losescenarios planteados son los siguientes Escenario 0 Esquema inicial Escenario 1 Reducci n de las demandas en un50 Escenarios 2 y 3 Embalses de regulaci n enla Qda San Pedro Escenario 4 Variaci n de los caudales en la Qda Chambimbal Escenario 5 y 6 Embalses de regulaci n en la Qda Chambimbal Escenario 7 Embalses Qda San Pedro Qda Chambimbal Escenario 8 Embalse de menor dimensi n en la Qda San Pedro Escenario 9 Embalse en la Qda San Pedro SP1 para Tulu y San Pedro Escenario 10 Embalse en la Ada Sa
8. ies hist ricas un proceso de normalizaci n y la aplicaci n del modelo estoc stico de mejor ajuste se generaron 3 series sint ticas para cada una de estas corrientes en un per odo de 30 a os comprendido entre los a os 2005 y 2035 4 AN LISIS Y RESULTADOS 4 1Resultados M dulo Optiwin En los escenarios de optimizaci n dise ados en el m dulo Optiwin para oferta y demanda de recurso h drico superficial en los que se utilizaron las fuentes naturales de aportaci n r os y quebradas y los embalses como alternativas de abastecimientos se encontr como re sultado que los mayores porcentajes de garant a de satisfacci n de las demandas y por lo tanto el menor n mero de fallos se encuentra en los escenarios 7b CH2 SP2 12 SP2paratodo el sector 14 CH1 para todo el sector y 15 CH2 para todo el sector obteni ndose el mayor porcentaje promedio de garant a mensual en este ltimo en el cual se utiliza el embalse de mayor capacidad CH2 para abastecer las deman das de todo el sector Como muestra de los resultados entregados por el m dulo para el an lisis de resultados se presenta en la Figura 5 el comportamiento del embalse SP2 en el escenario 7b que presenta un m nimo volumen almace nado en el per odo 1993 1994 y un total de 233 3 Hm con descensos mas marcados en este mismo per odo y entre los a os 1980 1981 Este embalse presenta en total 311 llenados 81 y 1 vaciados Ingenier a de Recu
9. lternativas de abastecimiento de las demandas utilizando cada uno de los m dulos Los escenarios t cnicos de mayor eficiencia se utiliz inicialmente el m dulo Optiwin Optimizaci n como una herramienta de filtrado de los escenarios m s ptimos y posterior mente el modulo Simwin Simulaci n para simular cada uno de los esquemas seleccionados de manera m s detallada Adicional a los m dulos con los cuales se dise aron losesquemas de optimizaci n y simulaci n se utiliz el modulo Mashwin para generar series sint ticas de cau dal de cada uno de los r os y quebradas localizados en el rea la cual podr ser utilizada para plantear escena rios futuros 2 MATERIALES Y M TODOS 2 1 ZonadeEstudio El rea de estudio se localiza en el Departamento del Valle de Cauca al suroccidente de Colombia sus rasgos fisiogr ficos est n definidos por las cordilleras Central y Occidental del sistema andino entre dos grandes vertien tes hidrogr ficas la del Pacifico y la del Caribe El rea en la cual se desarrolla la aplicaci n de la herramienta Aquatool se localizada en el centro departamento y est comprendida entre los r os Tulu y Guadalajara el piedemonte dela Cordillera Central y el r o Cauca Figura 1 La zona de estudio presenta un rea total de aproximadamente 220 Km constituidos por la zona plana de las cuencas del r o Tulu el r o Guadalajara y la quebrada San Pedro Facultad de Ingenier a EIDENAR
10. mo nica fuente de aportaci n En la parte superficial lazonasecaracteriza por tener r osde r gimentorrencial noregulados Se cuenta con estudios a nivel defactibilidad de embalses de regulaci n para la zona Con base en Ingenier a de Recursos Naturales y del Ambiente No 6 Generated by Foxit PDF Creator O Foxit Software http www foxitsoftware com For evaluation only Implementacion del sistema soporte a la decision aquatool en la zona centro del departamento del valle del cauca este esquema inicial se plantearon alternativas en las cuales se adicion el bombeo del acu fero y los estudios de embalses proyectados como fuentes de suministro suplementario conlos cuales se busca obtener la mejor garant a de satisfacci n de las demandas actuales y futuras PALABRAS CLAVES Aquatool uso conjunto Sistema Soporte a la Decisi n ABSTRACT The decision support system AQUATOOL created by the P olytechnic University of Valencia S pain represents an alternative for water resources management for it makes itpossible to evaluate planning scenarios forthe use ofboth surface and groundwater Forthe evaluation ofthis tool the application zone chosen was the Central Region of the Valle del Cauca State in Colombia With the mathematical model AQUATOOL technical scenarios were formulated focused on the efficient satisfaction of demands in the zone based on a supply demand scheme in which only real demand was included inthe
11. n Pedro SP1 para toda la zona Escenario 11 Embalse en la Qda San Pedro SP2 para Tulu y San Pedro Escenario 12 Embalse en la Qda San Pedro SP2 para toda la zona Escenario 13 Demandas calculadas para uso poten cial Escenario 14 Embalse en la Qda Chambimbal Facultad de Ingenier a EIDE NAR IK CH1 para toda la zona Escenario 15 Embalse en la Ada Chambimbal CH2 para toda la zona Escenario 16 Embalse en la Ada Chambimbal CH2 para las demandas potenciales Escenario 17 Embalses SP2 y CH2 para las deman das potenciales 3 3Planteamiento de los esquemas Simwin Para el planteamiento de los esquemas en el m dulo Simwin se tomaron los escenarios seleccionados de acuerdoalos resultados obtenidos en el m dulo Optiwin A estos escenarios se les incorporaron elementos de tipo subterr neo como acu feros recargas y bombeos para formar un sistema basado en el uso conjunto del recurso h drico La fuente de abastecimiento subterr neo en los esque mas de uso conjunto esta representada por el acu fero de la zona para esto se utilizaron dos de los cinco tipos de acu feros encontrados en el modulo Simwin Las opcio nes utilizadas fueron Acu fero rectangular homog neo conectado a un r o y acu fero tipo dep sito Las caracter sticas del acu fero se determinaron mediante los an lisis y estudios hidrogeol gicos realizados por la CVC y son las siguien tes Recarga total 50 3 Hm3 a o Vol
12. nativa de abastecimiento el uso de embalses de regulaci n basado en los dise os pro puestos en el Proyecto de Embalses de Regulaci n CVC IRH 1998 Los embalses proyectados de acuerdo al estudio men cionado se localizar an en las cuencas San Pedro y Chambimbal con dos alternativas de dise o para cada una Embalses Oda San Pedro Alternativa SP1 La capacidad del embalse en el nivel m ximo normal de 1145 msnm dejando un borde libre de 5m esde 19 hm3 y el rea inundada de 80 hect reas Alternativa SP2 Enlacota 1165 msnm con un nivel m ximo normal con borde libre de 5 m el volumen total del embalse es de 24 9 hma3 y el rea inundada de 100 hect reas Embalses Oda Chambimbal Alternativa CH1 El embalse al nivel m ximo normal de 1097 msnm tendr a un volumen de 48 2 hm3 e inundar a un rea aproximada de 200 hect reas Alternativa CH2 El volumen embalsado al nivel m ximo normalde 1110 msnm ser a de 52 9 hm3 y se inundar an cerca de 219 hect reas 3 METODOLOGIA 3 1Modelo Soporte a la Decisi n Aquatool El sistema soporte ala decisi n AQUATOOL fue desa rrollado en la Universidad Polit cnica de Valencia como una herramienta pensada para la gesti n integral de cuencas incluyendo la utilizaci n conjunta de aguas superficiales y subterr neas La estructura general del sistema AQUATOOL como se muestra en la Figura 2 est conformada por varios m dulos Optiwin Ingenier a de Recursos Na
13. rada San Pedro Resoluci n No SGA 014 Colombia Corporaci n aut noma Regional del Valle del Cauca 2003 Reglamentaci n del r o Tulu Resolu ci n No SGA 006 Colombia Ingenier a y Recursos H dricos IRH Ltda Corpora ci n Aut noma Regional del Valle del Cauca 1998 Estudio de embalses de regulaci n Regulaci n del r o Tulu Volumen 3 Contrato 7036 96 Colombia Ingenier a de Recursos Naturales y del Ambiente No 6
14. regulations forthe use ofevery stream As faras surface waters are concerned aspecialfeature of the State concerns its torrentialflow rivers notregulated Though there are feasibility studies for regulation dams in the zone Based on this initial scheme several alternatives were presented aquiferswell and study ofdams projected as complementary supply resources aiming to greater satisfaction of present and future demands KEYWORDS Aquatool general use decision support system 1 INTRODUCCI N El modelo matem tico AQUATOOL permite formular planes o escenarios t cnicos enfocados a la satisfac Ingenier a de Recursos Naturales y del Ambiente No 6 ci n eficiente de las demandas de una poblaci n que en este caso es principalmente agr cola mediante proyec tos hidrol gicos y estructurales que combinados con losconocimientost cnicos y de ingenier a delos profe sionales de la Corporaci n pueden ser dirigidos de manera apropiada hacia la utilizaci n conjunta de los recursos h dricos de cualquier zona del departamento generando grandes beneficios ambientales y delapobla ci n con un funcionamiento efectivo de los sistemas hidr ulicos Para generar los escenarios t cnicos de planificaci n que satisfagan las demandas de la zona se realiz inicialmente un reconocimiento de las caracter sticas de oferta y demanda superficial y subterr nea necesarias para dise ar los esquemas b sicos y el planteamiento de a
15. rsos Naturales y del Ambiente No 6 A ratat ant ABASTECIMIENTO SECTOR TULUA SAN PEDRO GUADALAJARA Y CHAMBIMBAL EMBALSE SP2 escenario 7b 4 2 Resultados M dulo Simwin Como resultado de la simulaci n de los 7 esquemas o escenariosrealizados en el m dulo Simwin se encontr que los escenarios 4 5 y 6 representan la mejor alternativa de satisfacci n de las demandas siendo el escenario 4 el de mayor porcentaje de garant a de satisfacci n con un 99 7 y 2 fallos en promedio comport ndose como el resultado mas homog neo para todo el sector El escenario 6 en el cual se busc optimizarla capacidad del embalse CH1 para abastecer las demandas en Guadalajara y Chambimbal y el sumi nistro subterr neo para las demandas en Tulu y San Pedro se encontraron muy buenos resultados que pueden ser aplicados para generar grandes beneficios econ micos y ambientales en la zona Enelescenario 1 con acu fero rectangular homog neo alobservarla relaci n entre la recarga y el bombeo en el acu fero para el a o 1993 1994 se encuentra una recargatotal de 32 8 Hm a o y un bombeo de 17 5 HmY a o siendo septiembre el mes con el registro de bombeo m s elevado con un valor de 4 11 Hm mes Losvalores obtenidos para este a o indican que el bombeo alcanz un porcentaje de aproximadamente el 35 del volumen total de recarga Las marcadas variaciones del volumen almacenado enel acu fero detipo rectangular homog neo en el
16. turales y del Ambiente No 6 Generated by Foxit PDF Creator O Foxit Software http www foxitsoftware com For evaluation only Implementacion del sistema soporte a la decision aquatool en la zona centro del departamento del valle del cauca Optimizaci n Simwin Simulaci n Aquival Acu feros y Mashwin Series Sint ticas Andreu J OF TIA AUURAL A A Aahe re rle Sh be PILES M kdode i ilea ml rm r MAIS Ge lerminblcs Almada En riesgo de alo Sede Hs da MOI es escenarios eres zine kE Figura 2 Estructura general del sistema soporte a la decisi n Aquatool 3 2 Planteamiento de los esquemas Optiwin Una vez consideradas las caracter sticas b sicas del recurso h drico superficial de la zona oferta demanda conducciones embalses y elementos de retorno se procedi con el planteamiento de escenarios desde el m s simplificado considerando nicamente las fuentes de oferta y demanda principales hasta los esquemas que consideran la inclusi n de embalses El proceso y ejecuci n de los m dulos fue realizado utilizando las gu as publicadas en la p gina Web de la Universidad Polit cnica de Valencia Esquemainicial En este escenario se presentan como oferta las cuatro aportaciones principales r o Tulu r o Guadalajara Qda San Pedro y Qda Chambimbal Las demandas corresponden a las derivaciones de cada aportaci n definidas en la reglamentaci n de cada corriente super fi
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