Modelacion

CAPITULO 7
MODELACION DE LA CALIDAD DEL
AGUA DEL RIO CAUCA

Modelación Matemática del Río Cauca Capítulo 7, Modelación de la Calidad del Agua
.Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle
7.1
7. MODELACION DE LA CALIDAD DELAGUA DEL RIO CAUCA
7.1 INTRODUCCION
La modelación de la calidad del agua es una técnica de análisis para reproducir una serie de
eventos a través del manejo de las expresiones matemáticas que representan los diferentes
componentes de la calidad del agua a estudiar. El modelo deberá ser una aproximación
razonablemente precisa del sistema real y contener el mayor número de aspectos importantes del
mismo sin que su grado de complejidad haga difícil su comprensión y aplicación.
Uno de los principales problemas de la calidad del agua del Río Cauca es el agotamiento del
oxígeno disuelto como una consecuencia de las múltiples descargas de aguas residuales
domésticas e industriales que se vierten a su cuenca. Por esta razón la CVC desde su creación ha
venido realizando grandes esfuerzos en la generación de políticas, planes y proyectos para el
mejoramiento de la calidad del agua del río y el control de los vertimientos.
La modelación de la calidad del agua del Río Cauca tiene como su principal objetivo producir
una herramienta que le permita a la CVC apoyar el proceso de planeación de estrategias de
intervención para mejorar la calidad del agua del Río Cauca y sus tributarios.
Para modelar la calidad del agua de una corriente es necesario simular los procesos de
transformación de los diferentes compuestos que son vertidos a su cause. Es decir que se deben
simular el transporte advectivo, el transporte dispersivo y la degradación o transformación de los
componentes de la calidad del agua. Estos procesos dependen del caudal, la velocidad, el área
transversal y el radio hidráulico, características que se deben tomar de la modelación hidráulica
del río.
En este capitulo se presenta la modelación de la calidad del agua del Río Cauca utilizando el
modelo matemático Mike 11. Para realizar esta modelación se tuvieron muchas limitaciones en
cuanto a la información requerida para realizar la calibración y verificación del modelo. En este
proceso se utilizó el modelo matemático Qual2e como una herramienta de soporte adicional y se
realizaron comparaciones entre los parámetros de calibración y los resultados obtenidos por los
dos modelos.
7.2 CONSIDERACIONES SOBRE LA INFORMACION DISPONIBLE
Los modelos de simulación matemática presentan algunas limitaciones entre las cuales se destaca
el grado de precisión con que las relaciones funcionales utilizadas representan los procesos que
ocurren en el sistema y la disponibilidad de datos de entrada adecuados.

7.2
Estas limitaciones deben ser conocidas por las entidades encargadas de implementar el modelo
con el fin de no crear expectativas que deformen la aplicabilidad y el verdadero grado de
confiabilidad de este.
Para implementar el modelo de calidad del agua del Mike 11 se debe contar con las bases de
datos de los componentes de la calidad del agua tanto en el río como en los diferentes tributarios
y sus variaciones en el espacio y en el tiempo. Se pueden diferenciar dos tipos de bases de datos;
unas usadas para calibración y otras para verificación.
Idealmente estas bases de datos se construyen a partir de muestreos específicos de la calidad del
agua con fines de calibración y verificación. Estos muestreos se ejecutan tanto en el cauce
principal como en cada uno de los tributarios en el tramo de interés.
Debido a que en esta fase del proyecto no se consideró la realización de muestreos de calidad del
agua con fines de calibración y verificación, para la construcción de las bases de datos se utilizó
la información suministrada por la CVC, que dispone de datos históricos de la calidad del agua en
31 ríos tributarios y en aproximadamente 126 industrias ubicadas en la zona de estudio. También
se cuenta con la información de la calidad del agua en 19 estaciones ubicadas a lo largo del río en
el tramo Salvajina - La Virginia.
Esta información fue procesada y analizada en el informe de Caracterización de la Calidad del
Agua del Río Cauca y sus Tributarios (CVC – Universidad del Valle2
, 2001) presentado en el
marco del proyecto PMC.
También se utilizó la información disponible de muestreos específicos con fines de calibración
realizados entre 1983 y 1985 en el marco del estudio del tratamiento de aguas residuales de Cali
por el consorcio Ingesan – URS para EMCALI. Los datos de estos muestreos fueron usados por
A. Galvis (1988) para modelar el Río Cauca con el modelo SWMM.
7.2.1 Limitaciones de la Información Disponible
A continuación se presentan las principales limitaciones de la información disponible para la
construcción de las bases de datos de modelación de la calidad del agua.
• En los últimos quince años no se han realizado muestreos con fines de calibración y
verificación, los cuales requieren de simultaneidad en la medición, un alto grado de precisión
y una frecuencia de muestreo alta, de tal manera que se pueda establecer una relación de
causa - efecto entre lo que se vierte al río y la calidad del agua del mismo.
• La mayor parte de los datos del muestreo hecho por Ingesan – URS, fueron tomados antes de
la puesta en operación del embalse de Salvajina. Además la información corresponde al
tramo comprendido entre Hormiguero y Mediacanoa.
• La información disponible de la CVC tiene las siguientes limitaciones:

7.3
El muestreo es enfocado a la caracterización de la calidad del agua y no a la calibración de
modelos matemáticos de calidad.
No hay simultaneidad en el muestreo entre el Río Cauca y los tributarios.
La frecuencia del muestreo es muy baja. En el mejor de los casos es trimestral lo cual limita
la simulación dinámica de los componentes de la calidad del agua.
Los datos de calidad del agua no siempre se relacionan con el caudal de la fuente medido en
el momento del muestreo.
La información corresponde a un muestreo puntual tomado en la mayoría de los casos en el
centro de la sección transversal del río.
No se miden todos los parámetros o no se registra el dato.
Hay un alto grado de incertidumbre en la medición de parámetros como el OD y la DBO5
influenciados por el punto y la forma de tomar la muestra, la preservación, el transporte y la
medición en laboratorio.
• No se dispone de información del Río Cauca sobre:
Las descargas no puntuales generadas por escorrentía superficial.
La contaminación de otras fuentes como los botaderos de residuos sólidos y las descargas
industriales clandestinas.
Parámetros de calibración de modelos de calidad de agua medidos en laboratorio o en campo
como la tasa de degradación, la tasa de sedimentación de la DBO, la demanda béntica, el
consumo de oxígeno por nutrientes, la respiración y consumo de plantas y la reaireación entre
otros.
Los requerimientos de información para modelar la calidad del agua también dependen del nivel
de aplicación seleccionada y del modelo utilizado. En el caso del Mike 11 y considerando todas
las limitaciones de información para conformar las bases de datos y que uno de los problemas
más críticos del Río Cauca es el agotamiento del oxígeno disuelto (OD); la modelación de la
calidad del agua se hizo en el Nivel 1 en el cual se simulan la temperatura, la DBO5 y el OD.
El Nivel 1 es el más simple del modelo Mike 11 y en el se considera que el principal problema es
el agotamiento del oxígeno debido a la descomposición de la materia orgánica fácilmente
degradable que se descarga al río. En este nivel cuando el modelo calcula el balance de oxígeno
no incluye la demanda por la componente de nitrificación, no considera la suspensión ni la
sedimentación de la DBO y por lo tanto no simula la demanda béntica.

7.4
7.3 METODOLOGIA
La modelación de la calidad del agua del Río Cauca se realizó para el tramo en estudio es decir
entre Salvajina y La Virginia y para el modelo Mike 11 la esquematización corresponde a la
misma que se utilizó en la modelación hidrodinámica.
En la modelación de la calidad del agua se distinguen dos tipos de fronteras las internas y las
externas: Las fronteras externas corresponden a la estación Antes Suárez ubicada aguas arriba
del tramo en estudio y la estación Puente La Virginia ubicada aguas abajo del tramo. Las
fronteras internas corresponden a los tributarios para los cuales se dispone de información de la
calidad del agua en la desembocadura al Río Cauca.
Las fronteras internas se establecieron a partir de la información disponible de calidad del agua
procesada y analizada en el informe de Caracterización de la Calidad del Agua del Río Cauca y
sus Tributarios (CVC – Universidad del Valle2
, 2001). De aquí se definieron como fronteras
internas los 31 ríos tributarios, las 12 industrias y los 5 municipios que descargan directamente
sus aguas residuales al Río Cauca. Cada frontera fue provista con una base de datos conformada
por los componentes de la calidad del agua a modelar, Temperatura, DBO5 y OD y el caudal en la
desembocadura.
7.3.1 Construcción de las Bases de Datos
Para construir las bases de datos se utilizó la información de la caracterización de la calidad del
agua del Río Cauca y sus Tributarios presentada en CVC – Universidad del Valle2
, (2001) y los
datos reportados por A, Galvis (1988).
Las bases de datos se construyeron así:
• De la información disponible se seleccionaron los grupos de datos de calidad de agua que
pertenecieran a una misma fecha de muestreo en el mayor número posible de estaciones de
calidad, ríos tributarios, y descargas de aguas residuales municipales e industriales. Es decir
se buscó la información más aproximada a un muestreo simultáneo.
• Cada grupo de datos se clasificó según el caudal tratando de tomar muestreos en el Río Cauca
que pertenecieran a condiciones estacionales de invierno, promedio y verano según la
clasificación hecha en CVC – Universidad del Valle2
(2001).
• Cada grupo de datos debía contener la Temperatura, la DBO5, el OD y el caudal. La
información faltante en cada grupo de datos se completo con valores promedio tomados de
las estadísticas descriptivas de los períodos y las condiciones estacionales presentadas en
CVC – Universidad del Valle2
, (2001).
• Se descartaron los muestreos que pertenecen a fechas anteriores a la puesta en operación del
embalse de Salvajina y para condiciones donde se hubieran presentado desbordamientos del
río.

7.5
En el Cuadro No. 7.1 se presentan las fechas para las cuales se dispone de la mayor cantidad de
información simultáneamente en las estaciones sobre el Río Cauca y en los tributarios. A partir
de estos grupos de datos se construyeron las bases para la modelación de la calidad del agua del
Río Cauca.
Cuadro No. 7.1 Información Disponible de la Calidad del Agua
Tramo Fecha(1)
Caudal en
Juanchito
(m3
/s)(2)
Condición
estacional
Salvajina – La Virginia Junio 11/1998 258 Promedio
Salvajina – La Virginia Septiembre 16/1998 193 Verano
Salvajina – La Virginia Febrero 20/1996 452 Invierno
Salvajina – La Virginia Noviembre 15/1995 404 Invierno
Hormiguero – Riofrío(3)
Febrero 22/1985 130 Verano
(1)
Corresponde a la fecha en las estaciones de calidad del agua donde se encontró el mayor número de datos simultáneos.
(2)
Se presenta el caudal en la estación de Juanchito como una referencia del caudal medio diario que transitó por el Río Cauca
para cada una de las fechas seleccionadas.
(3)
Base de datos tomada de A. Galvis (1988).
El día 11 de junio de 1998 se tomaron muestras puntuales en las 19 estaciones de calidad de agua
y en la desembocadura de todos los tributarios por lo cual se considera como la base de datos más
completa y que podría ser utilizada para la fase de calibración. Los otros cuatro grupos de datos
restantes se utilizaron para la construcción de las bases de datos de verificación.
Las bases de datos para el modelo Mike 11 fueron construidas como series de tiempo para cada
uno de los parámetros involucrados en la modelación. Esto implicó construir dos clases de bases
de datos:
• Bases para simulaciones bajo condiciones de flujo permanente. Se construyeron series de
tiempo para aproximadamente 10 días, utilizando constante el caudal promedio diario y la
concentración de cada componente de calidad también constante.
• Bases para simulaciones bajo condiciones de flujo no permanente: estas bases de datos se
construyeron para períodos de 10 días. Las series de tiempo se conformaron con caudales
diarios variables y la concentración de los componentes de la calidad constante.
7.3.2 Calibración y Verificación
La calibración es un proceso iterativo donde los parámetros del modelo son ajustados hasta
cuando se obtiene una aproximación adecuada entre los datos medidos en campo y los calculados
por el modelo.
Generalmente los parámetros de calibración son establecidos a través de mediciones de campo o
laboratorio y ajustados por medio del proceso de calibración. En el caso de la modelación de la
calidad del agua del Río Cauca no se cuenta con información de laboratorio por lo tanto se
utilizaron los rangos sugeridos en la literatura para cada uno de los parámetros de calibración y

7.6
los resultados obtenidos durante la modelación de la calidad del agua del Río Cauca con el
modelo SWMM presentados por A. Galvis (1988).
La calibración del modelo entonces se realizó a través de un proceso de aproximación a los
parámetros de calibración iniciando con simulaciones bajo condiciones de flujo permanente y
utilizando posteriormente los resultados bajo condiciones de flujo no permanente.
La simulación bajo condiciones permanentes significa que durante la simulación el flujo no varia
en el tiempo. El Qual2e es uno de los modelos de calidad del agua que simula bajo condiciones
de flujo permanente. Este es un modelo unidimensional, que ha sido aplicado ampliamente a la
modelación de sistemas superficiales de agua, incluso la CVC lo ha utilizado para la modelación
de la calidad del agua del Río Cauca en varias ocasiones. Es capaz de predecir la velocidad, el
caudal, la profundidad y más de 15 parámetros de la calidad del agua entre los cuales se
encuentra la temperatura, la DBO y el OD.
El modelo Qual2e fue utilizado con la base de datos de Junio 11 de 1998 como la primera
aproximación a los parámetros de calibración, teniendo en cuenta que es una simulación bajo
condiciones de flujo permanente.
Una vez se dispuso de los parámetros de calibración del modelo Qual2e, estos datos se utilizaron
como base para iniciar la calibración del modelo de calidad del agua del Mike 11. Las primeras
aproximaciones de la calibración de los parámetros también se realizaron a flujo permanente.
Las bases de datos fueron conformadas considerando el caudal y la concentración de los
componentes de la calidad del agua constantes, para un período de simulación de
aproximadamente 10 días considerando abarcar el tránsito de la contaminación y la estabilización
de los resultados del modelo.
Los parámetros calibrados corresponden a los valores para los cuales se obtiene la mejor
aproximación entre los resultados del modelo para cada uno de los componentes de la calidad del
agua y los valores medidos en las 19 estaciones ubicadas sobre el Río Cauca. Este proceso
involucró múltiples simulaciones variando uno a uno cada parámetro y graficando cada vez los
resultados de las simulaciones hasta obtener la mejor aproximación.
Con los parámetros calibrados para el Mike 11 bajo régimen de flujo permanente se inició la
calibración en condiciones de flujo no permanente. Las bases de datos para este fin se
construyeron considerando el caudal medio diario variable y la concentración de los componentes
de la calidad del agua constante. Esta es quizá la aproximación más cercana que se puede tener
de las series de tiempo de la calidad del agua considerando la escasa información existente.
Claramente esta aproximación se acerca más a las condiciones reales en el río donde el flujo es
variable tanto en el tiempo como en el espacio es decir que el flujo no es ni permanente ni
uniforme. Los períodos de simulación dinámica también abarcaron aproximadamente 10 días.
La comparación entre los resultados del modelo y los resultados de campo se hicieron, siempre
para el día para el cual se disponía de la información, es decir que en el caso de la calibración
siempre se utilizó como fecha de comparación los resultados obtenidos tanto en el modelo como
en campo para el día 11 de junio de 1998.

7.7
A diferencia del modelo hidrodinámico donde las calibraciones se realizaron comparando los
resultados en cada una de las estaciones de control, para la calibración del modelo de calidad del
agua las comparaciones entre los resultados del modelo y lo valores medidos en campo solo se
pudieron realizar para los perfiles longitudinales de cada componente de la calidad del agua.
El perfil longitudinal de cada componente fue generado por el modelo para la fecha de
comparación a las 12:00 del día, mientras que los datos de campo en ocasiones no fueron
tomados para la misma fecha y nunca corresponden a la misma hora. No obstante la calibración
y verificación del modelo se fundamentó en la comparación con dicha información considerando
pues las limitaciones de los resultados que aquí se obtuvieron.
Una vez se obtuvieron los parámetros calibrados para Junio 11 de 1998, se procedió a verificar
dichos parámetros con las bases de datos restantes. Las verificaciones se realizaron para
condiciones de flujo no permanente conservando la misma configuración y los parámetros
calibrados.
Después de haber calibrado y verificado el modelo de calidad del agua del Mike 11 se realizó un
análisis de sensibilidad utilizando el método de perturbación de los parámetros que consiste en
variar uno a uno los parámetros y analizar las variaciones que presentan las respuestas del modelo
para los componentes de la calidad del agua.
7.4 ESQUEMATIZACIÓN PARA EL MODELO DE CALIDAD DEL AGUA
El primer paso para implementar el modelo de calidad del agua es definir que tramo del río va ha
ser simulado. En el caso del Río Cauca se simuló el tramo comprendido entre el embalse de
Salvajina y La Virginia, el cual corresponde a la zona de estudio del proyecto. Para la
modelación de la calidad del agua con el modelo Mike 11 se utilizó la misma esquematización
utilizada para las simulaciones hidrodinámicas (Figura No 5.1 del Capitulo 5).
Considerando que los modelos unidimensionales como el Mike 11 no requieren una
esquematización muy detallada, en el caso del Río Cauca corresponde a una red construida entre
la abscisa 1.8 Km al inicio del tramo simulado y la abscisa 444.7 Km en la salida del tramo.
Gráficamente el modelo la representa como una línea recta donde los ríos, las descargas
municipales, las industriales y las extracciones corresponden a flujos laterales.
La red también está compuesta por una serie de secciones transversales que para el caso de la
modelación del Río Cauca corresponden a las secciones del año 1998. Estas secciones junto con
el espaciamiento máximo (Δx = 1000 m) generan una serie de puntos alternados “h” y “q” dentro
de la red. Los criterios para seleccionar esta red son ampliamente explicados en el Capitulo 5 de
este informe.
En la Figura No 7.1 se presenta un esquema del Río Cauca en el cual se incluyen los puntos de
entrega de los ríos tributarios, las descargas de aguas residuales municipales y las industriales.
Cada uno de estos puntos constituye una frontera interna en el modelo de calidad del agua.

7.8
PUENTE GUAYABAL
K347+835.39
LA VICTORIA
K369+874.96
ANACARO
K416+514.85
MUNICIPIO DE OBANDO
LA VIRGINIA
K444+732.13
RIO RISARALDA
K442+502.47
RIO LA VIEJA
K425+454.76
MUNICIPIO DE ZARZAL
RIO LA PAILA
K331+371.27
MUNICIPIO DE BOLIVAR
RIO BUGALAGRANDE
K323+208.28
RIOFRIO
K284+768.18
RIO MORALES
K293+271.75 RIO TULUA
K289+711.37
RIO RIOFRIO
K283+902.87
RIO PIEDRAS
K264+982.68
INGENIO CARMELITA
MEDIACANOA
K220+915.59
RIO GUADALAJARA
K223+115.23
RIO MEDIACANOA
K220+502.83
YOTOCO
K212+738.69
RIO YOTOCO
K211+778.47
RIO SONSO
K203+732.15 RIO GUABAS
K197+215.38
VIJES
K186+452.25
RIO ZABALETAS
K191+581.72
RIO CERRITO
K186+291.84
MUNICIPIO DE
VIJESRIO VIJES
K181+872.43 RIO AMAIME
K180+356.36
PASO DE LA TORRE
K170+763.81
RIO GUACHAL
K165+866.45RIO YUMBO
K164+075.52
TECNOQUIMICAS YUMBO, CARTON
DE COLOMBIA , CEMENTOS DEL
VALLE Y WHITEHALL
PUERTO ISAACS
K155+506.03ETERNIT Y PROPAL
LLOREDA GRASAS,
FADELPA
RIO ARROYOHONDO
K148+816.55
RIO CALI
K146+534.34
PASO DEL COMERCIO
K144+560.75CANAL ORIENTAL
JUANCHITO
K139+258.73
CANAL CVC SUR ANTES CANAL NAVARRO
K127+724.04
RIO DESBARATADO
K121+503.65Q. ZANJON OSCURO
K119.+787.45
HORMIGUERO
K113+484.63
RIO PALO
K97+290.5
RIO JAMUNDI
K108.218.68
LA BOLSA
K78+903.33
RIO CLARO
K78+170.6
RIO LA QUEBRADA
K64+789.75
RIO QUINAMAYO
K45+851.11
RIO LA TETA
K42+411.54
LA BALSA
K27+384.77
ANTES TIMBA
K24+493.65
RIO TIMBA
K24+493.65
ANTES OVEJAS
K3+421.24
RIO OVEJAS
K3+421.24
ANTES SUAREZ
K1+804.46
CANAL ORIENTAL, CARTONES DEL VALLE,
CANAL GENERAL
CONVENCIONES
Punto de entrega de los afluentes al Río Cauca
Estaciones sobre el Río Cauca
Descargas Contaminantes
BRITILANA, CARTONES
INDUSTRIALES COLOMBIANOS
EMBALSE DE SALVAJINA
Figura No. 7.1 ESQUEMA DEL RIO CAUCA Y SUS TRIBUTARIOS

7.9
También se han incluido en la esquematización las estaciones de calidad del agua del Río Cauca
que constituyen las fronteras externas del modelo. Estas estaciones son:
• Antes Suárez, ubicada a 1.8 km de la salida de la represa de Salvajina, y constituye la frontera
de entrada del modelo.
• Puente La Virginia, ubicada en la abscisa 444.7 km y constituye la frontera de salida del
modelo de calidad de agua.
Como información adicional se han ubicado las 17 estaciones restantes de calidad en las cuales se
dispone de información para la comparación de los resultados del modelo y los resultados
obtenidos en campo.
La esquematización del modelo Qual2e es también representada por una red la cual se dividió en
45 tramos, cada tramo con un Δx = 1000 m. En la esquematización para el Qual2e se incluyeron
45 secciones trapezoidales equivalentes hidráulicamente a las secciones reales del año 1998 para
cada tramo. En esta esquematización los tributarios y las extracciones también se consideraron
como flujos laterales.
En el Anexo 4 se presenta la esquematización utilizada para la simulación de la calidad del agua
del Río Cauca utilizando el modelo Qual2e.
7.5 CALIBRACION DEL MODELO DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RIO CAUCA
7.5.1 Fronteras de Calibración
Como se presentó en la Figura No 7.1 las fronteras externas del modelo están constituidas por las
estaciones de calidad del agua Antes Suárez y La Virginia ubicadas aguas arriba y aguas abajo
del tramo en estudio. Las fronteras internas del modelo están constituidas por 50 tributarios entre
ríos y descargas de aguas residuales.
Cada una de estas fronteras debe contener la información de los componentes de la calidad del
agua que se desean simular y juntas constituyen la base de datos con la cual se alimenta el
modelo para realizar la simulación.
En el Cuadro No. 7.2 se presenta la base de datos para las condiciones de frontera utilizadas en la
calibración del modelo de calidad del agua del Mike 11 y del Qual2e.
En este cuadro se presentan los tributarios que se han involucrado en la modelación de la calidad
del agua en el tramo Salvajina – La Virginia y que descargan directamente sus aguas al río
Cauca, su ubicación y los parámetros de calidad requeridos para la simulación. También se
presentan los datos en las estaciones de calidad en las fronteras aguas arriba y aguas abajo.

7.10
Cuadro No. 7.2 Base de Datos para la Calibración del Modelo de Calidad del Agua
Tramo: Salvajina - La Virginia Fecha: Junio 11 de 1998 Condición Estacional: Promedio
Tributario
Abscisa
(Km)
Q
(m3
/s)
OD
(mg/l)
Temperatura
(ºC)
DBO5
(mg/l)
1 Antes Suárez 1.8 76.3 3.9 20.0 3.0
2 Río Ovejas 3.4 35.0 7.6 20.0 2.0
3 Río Timba 24.5 57.0 8.0 19.6 1.6
4 Río La Teta 42.4 9.2 6.7 22.2 3.1
5 Río Quinamayó 45.9 25.0 6.5 21.6 1.1
6 Río La Quebrada 64.8 5.4 7.1 22.3 3.4
7 Río Claro 78.2 4.3 5.5 22.3 0.7
8 Río Palo 97.3 30.8 6.7 21.0 3.9
9 Río Jamundí 108.2 9.6 4.3 23.5 3.1
10 Quebrada Zanjón Oscuro 119.8 0.5 0.9 23.0 78.8
11 Río Desbaratado 121.5 1.4 7.3 21.2 2.7
12 Canal CVC Sur 127.7 3.0 4.6 25.0 2.9
13 Canal General 142.1 3.0 0.2 25.0 204.0
14 Cartones del Valle 144.2 0.021 0.0 27.0 506.0
15 Canal Oriental 144.7 2.7 0.0 27.0 72.0
16 Cartones Ind. Colombianos 145.0 0.002 0.0 28.0 1484.6
17 Britilana Benrey 146.3 0.001 0.0 28.0 385.2
18 Río Cali 146.5 4.2 4.6 22.5 13.8
19 Fadelpa 147.3 0.011 0.0 28.0 226.6
20 Lloreda Grasas 148.1 0.006 0.0 28.0 233.9
21 Río Arroyohondo 148.8 0.8 4.8 24.8 7.0
22 Propal 150.4 0.6 0.0 29.0 9.1
23 Eternit 154.5 0.001 0.0 27.0 60.0
24 Whitehall Ltda 156.3 0.001 0.0 29.0 130.0
25 Cementos del Valle 157.0 0.1 0.0 32.0 2.6
26 Cartón Colombia 157.6 0.9 0.0 27.0 62.7
27 Tecnoquímicas Yumbo 163.7 0.002 0.0 29.0 54.8
28 Río Yumbo 164.1 0.1 0.3 28.4 60.0
29 Río Guachal 165.9 36.3 2.8 23.5 501.6
30 Río Amaime 180.4 4.5 6.8 22.0 1.2
31 Río Vijes 181.9 0.3 6.5 28.0 1.0
32 Municipio de Vijes 181.9 0.1 0.3 27.0 173.6
33 Río Cerrito 186.3 2.0 4.1 21.0 5.1
34 Río Zabaletas 191.6 2.0 6.2 27.0 3.2
35 Río Guabas 197.2 5.1 6.4 21.0 1.2
36 Río Sonso 203.7 3.0 5.5 23.0 2.5
37 Río Yotoco 211.8 0.8 6.5 25.0 1.6
38 Río Mediacanoa 220.5 1.2 6.8 24.0 3.8
39 Río Guadalajara 223.1 4.5 7.1 22.0 1.9
40 Río Piedras 265.0 3.4 7.0 23.0 0.6
41 Ingenio Carmelita 265.8 0.006 0.0 28.0 335.9
42 Río Riofrío 283.9 13.1 8.1 20.0 1.8
43 Río Tuluá 289.7 14.7 4.8 20.1 12.6
44 Río Morales 293.3 3.6 3.0 22.7 4.5
45 Municipio de Bolívar 321.7 0.2 0.2 25.0 10.3
46 Río Bugalagrande 323.2 16.8 4.8 23.0 1.7
47 Río La Paila 331.4 6.8 3.2 23.9 18.0
48 Municipio de Zarzal 335.5 0.1 1.2 24.0 231.5
49 Municipio de Obando 379.2 0.032 0.3 24.0 101.3
50 Río La Vieja 425.5 59.0 4.9 23.2 2.5
51 Río Risaralda 442.5 26.2 6.0 22.0 2.0
52 Puente la Virginia 444.7 400.0 2.3 24.5 3.6

7.11
En el Cuadro No. 7.3 se presentan los datos de campo en las estaciones de calidad del agua
utilizados en la calibración del modelo. Aquí se especifica el nombre de las estaciones, la
ubicación de las mismas a lo largo del eje del río y un dato puntual de los componentes de la
calidad del agua para el día 11 de junio de 1998. Estos datos se compararon con los resultados
del modelo hasta llegar a calibrarlo es decir encontrar el mejor ajuste entre los datos de campo y
los calculados.
Cuadro No. 7.3 Datos de Campo en las Estaciones de Calidad del Agua para Fines de
Calibración del Modelo
Tramo: Salvajina - La Virginia Fecha: Junio 11 de 1998 Condición Estacional: Promedio
OD Temperatura DBO5
Estaciones
Abscisa
(Km) (mg/l) (ºC) (mg/l)
1 Antes Suarez 1.8 3.9 20.0 3.0
2 Antes Ovejas 3.1 4.2 20.0 2.1
3 Antes Timba 24.1 6.2 22.0 1.9
4 Paso de La Balsa 27.4 5.9 21.0 0.9
5 Paso de La Bolsa 78.9 6.7 20.0 2.5
6 Puente Hormiguero 113.5 5.8 23.0 2.2
7 Antes Navarro 127.7 6.3 20.0 2.4
8 Juanchito 139.3 5.1 20.0 2.8
9 Paso del Comercio 144.6 5.3 21.0 5.0
10 Puerto Isaacs 155.5 4.3 21.0 3.0
11 Paso de la Torre 170.8 3.0 21.0 4.2
12 Vijes 181.8 1.9 22.0 5.0
13 Yotoco 211.8 1.4 21.0 5.4
14 Mediacanoa 220.9 1.3 20.0 6.2
15 Puente Riofrío 284.8 1.4 24.9 6.1
16 Puente Guayabal 347.0 1.8 24.2 7.5
17 Puente La Victoria 369.9 2.0 24.4 4.5
18 Anacaro 416.5 2.6 24.6 6.3
19 Puente La Virginia 444.7 2.3 24.5 3.6
7.5.2 Calibración en Condiciones de Flujo Permanente
Las simulaciones a flujo permanente se realizaron utilizando los modelos Qual2e y Mike 11. A
continuación se presentan los resultados obtenidos con cada uno de los modelos y sus respectivos
parámetros calibrados.
En ambos modelos se simuló el comportamiento de la temperatura, la DBO5 y el OD, en el tramo
Salvajina – La Virginia, utilizando las bases de datos presentadas en los Cuadros Nos. 7.2 y 7.3.
Una comparación de la configuración de los modelos se presenta en el Cuadro No 7.4 donde se
incluyen los datos básicos requeridos para la simulación de la calidad del agua.

7.12
En ambos modelos se simuló la Temperatura, la DBO5 y el OD bajo condiciones de flujo
permanente. En el caso del modelo Qual2e se utilizó una representación geométrica trapezoidal
de la sección transversal medida en campo por batimetría, contrario al Mike 11 que permitió
ingresar los datos de las secciones del Río Cauca medidas en 1998.
El modelo Qual2e simula la DBO última y cuando solo se dispone de DBO5 como en el caso del
la modelación del Río Cauca, es necesario especificar un factor de conversión en base e. En este
caso el factor especificado (0.25) corresponde al valor recomendado por el manual del Qual2e.
Cuadro No. 7.4 Configuración del Modelo de Calidad del Agua.
Componente Parámetro Qual2e Mike 11
Simulación Tipo de régimen de flujo
Tipo de sección transversales
Número de secciones transversales
Número de tramos
Número de elementos computacionales
Delta de X (m) Máximo
Permanente
Trapezoidal
45
45
444
1000
Permanente
Medida x Batimetría
73
-
533
2000
Componentes de la
calidad del agua
Parámetros a modelar
Factor de conversión de DBO5 en DBO última
Temperatura
DBO
OD
0.25 en base e
Temperatura
DBO5
OD
-
Datos Geográficos
y climatológicos
Latitud (grados)
Longitud (grados)
Meridiano estándar (grados)
Elevación de la cuenca (m)
Coeficiente de evaporación((m/hr)/(mbar m/s))
3.45
76.48
77
1000
0.21 x 10-5
3.45
-
-
1000
-
Nota: - no se requiere el dato.
Un vez especificada la configuración del modelo se calibraron los parámetros que describen los
procesos de transporte y transformación de los componentes de la calidad del agua a modelar. En
el caso de la modelación del Río Cauca se deben considerar los dos procesos teniendo en cuenta
que el principal problema está relacionado con la materia orgánica vertida a su cauce.
Transporte de los componentes de la calidad del agua
Los modelos unidimensionales Qual2e y Mike 11 consideran el río como un sistema lineal en el
cual los procesos de transporte transversal y vertical se generan de manera instantánea en la
sección donde se vierten los contaminantes. Esto significa que solo se considera en la simulación
el transporte longitudinal.
El transporte longitudinal por advección y dispersión de los componentes de la calidad del agua
en ambos modelos requiere de los resultados de la simulación hidráulica en términos de caudal,
nivel de agua, área transversal y radio hidráulico.
El transporte advectivo esta relacionado con el movimiento de la masa del componente de la
calidad del agua con la velocidad media de la corriente. El transporte dispersivo, es originado

7.13
por la distribución no uniforme de las velocidades (difusión turbulenta) y los gradientes de
concentración (difusión molecular).
La difusión turbulenta es función del coeficiente de dispersión (D) el cual a su vez depende de la
velocidad media de flujo y la constante de dispersión (a) que puede ser especificada como un
parámetro adimensional de calibración en los modelos de calidad. Según DHI (1997) para los
ríos el coeficiente de dispersión oscila entre 5 y 20 m2
/s.
Según Jolánkai (1997) aunque existen múltiples formulas para estimar el valor del coeficiente (D)
en función de los parámetros hidráulicos de la corriente, cuando se comparan con los valores
medidos en campo la mayoría de las veces son bastante diferentes. Por lo tanto sugiere que el
único método confiable para estimar el valor de D es a través de un estudio de trazadores en el
río.
Para estimar el coeficiente de dispersión (D) del Río Cauca las constantes (a) especificadas para
los modelos Qual2e y Mike 11 corresponden a los rangos sugeridos por Chapra (1997) y DHI
(1997).
En el Cuadro No. 7.5 se presentan las constantes de dispersión especificadas (a) y los coeficientes
de dispersión estimados (D) por el modelo en la etapa de calibración. Los valores se presentan en
las estaciones de calidad del agua debido a que estas corresponden a los sitios de referencia a lo
largo del tramo en estudio.
Cuadro No. 7.5 Constante y Coeficiente de Dispersión para Simular el Transporte.
Qual2e Mike 11
Estación
Abscisa
(km)
Constante de
Dispersión
Coeficiente de
Dispersión (m2
/s)
Constante de
Dispersión
Coeficiente de
Dispersión (m2
/s)
Antes Suárez 1.8 14.0 5.1 10 12.8
Antes Ovejas 3.2 14.0 4.8 10 14.6
Antes Timba 24.1 18.0 5.4 10 8.5
La Balsa 27.4 18.0 6.5 10 11.8
La Bolsa 78.9 18.0 7.4 10 9.2
Pte Hormiguero 113.5 19.0 5.9 10 9.7
Antes Navarro 127.7 21.0 7.5 10 7.1
Juanchito 139.3 19.0 8.0 10 10.6
Paso del Comercio 144.6 21.0 9.1 10 10.2
Pte Isaacs 155.5 21.0 8.4 10 7.7
Paso de la Torre 170.8 21.0 9.0 10 7.1
Vijes 181.9 23.0 8.4 10 6.7
Yotoco 211.8 26.0 11.5 10 7.6
Mediacanoa 220.9 24.0 11.5 10 6.9
Riofrío 284.8 26.0 13.0 10 8.6
Pte Guayabal 347.0 24.0 11.9 10 9.5
La Victoria 369.9 24.0 5.7 10 8.8
Anacaro 416.5 29.0 18.7 10 10.1

7.14
La Virginia 444.7 25.0 19.7 10 11.5
Inicialmente en el modulo de AD del modelo Mike 11 se uso una constante de dispersión variable
de acuerdo con los valores obtenidos con el Qual2e sin embargo finalmente se utilizó una
constante de dispersión global (a =10) atendiendo las sugerencias del asesor Antoni Minns. Se
puede observar que en ambos modelos los coeficientes de dispersión (D) están entre 5 y 20 m2
/s,
rango sugerido por el manual del Mike 11 (DHI, 1997) y Chapra (1997).
Una vez definidos los parámetros del transporte, se especificaron los parámetros que permiten
simular los procesos de transformación de los componentes de la calidad del agua.
Parámetros de calibración de la temperatura
La temperatura fue el primer parámetro en ser calibrado considerando que los otros procesos
simulados como la degradación de la materia orgánica y el cambio del oxígeno disuelto en el río
están influenciados por este parámetro.
El calor es transferido a la superficie de un cuerpo de agua por tres diferentes procesos: el
intercambio con la radiación solar, la evaporación y la conducción a la atmósfera.
La energía que el sol emite se transmite por medio de ondas electromagnéticas que alcanzan la
capa superior de la troposfera. La intensidad de la radiación solar (Ra) depende de la latitud del
lugar, la fecha y la hora. La radiación (Rc) que llega a la superficie de la tierra está asociada con
el número de horas de brillo solar (n) y la duración del día (N)
Rc = Ra (0.3 + (0.5 n/N)) (7.1)
La radiación neta absorbida es función de la radiación que llega a la superficie menos la parte de
la radiación que se refleja. La proporción de radiación reflejada se conoce como albedo, r, y su
valor está comprendido entre 0.0 y 1.0. El límite superior corresponde a una superficie blanca
con reflexión total. Para el agua, r varia entre 0.05 y 0.4. Los valores más bajos se usan para
latitudes bajas (Silva, 1998).
Para estimar los parámetros de modelación se usaron los datos reportados por el IDEAM en la
estación meteorológica ubicada en el Aeropuerto Alfonso Bonilla Aragón de Palmira (Valle) y se
utilizó un albedo de 0.05. En el Cuadro 7.6, se presentan los parámetros utilizados para la
calibración de la temperatura del agua en los modelos Qual2e y Mike 11.
Cuadro No. 7.6 Parámetros de Calibración para la Simulación de la Temperatura.
Parámetro Qual2e Mike 11
Latitud 3.4 Grados 3.4 Grados
Máxima Radiación Solar Absorbida 22 Langley/hr 958 Kj/m2
/hr
Desplazamiento de la máxima radiación solar - 1 hr
Radiación de calor emitida - 50 Kj/m2
/hr
Nubosidad 0.3 -
Temperatura de bulbo seco 24.1 o
C -
Temperatura de bulbo húmedo 20.3 o
C -
Presión barométrica 903 mbar -

7.15
Velocidad del viento 2 m/s -
Nota: - no se requiere el dato.
En el caso del modelo Mike 11 los valores de los parámetros de calibración de la temperatura
pueden ser especificados de manera local o global. Para el Río Cauca se usaron valores globales
los cuales son adoptados por el modelo en la totalidad del tramo en estudio.
Parámetros de calibración de la DBO5
Cuando se produce una descarga de aguas residuales a una corriente de agua, las bacterias
presentes se alimentan de la materia orgánica vertida. Para poder realizar la descomposición de
esta materia las bacterias requieren de oxígeno y a mayor cantidad de materia orgánica mayor
será la demanda bioquímica del oxígeno en el agua (DBO).
La descomposición de la materia orgánica se considera como una reacción de primer orden y por
lo tanto es función de la tasa de degradación (k1). El rango de valores recomendado para esta tasa
oscila entre 0.1 y 1.5 dia-1
según la referencia de Jorgensen (1979) citada por el manual del Mike
11. Roesner y otros (1977) indican que este coeficiente es espacialmente variable y que puede
oscilar entre 0.1 y 2 dia-1
.
Chapra (1997) a partir de un análisis de las tasas de remoción de la materia orgánica medidas en
laboratorio a 20ºC concluye que las tasas de degradación son más altas para las aguas no tratadas
debido a que los tratamientos tienden ha remover la parte de la materia orgánica que degrada más
fácilmente dejando en el efluente compuestos de más difícil degradación. También encontró que
la tasa de degradación tiende a ser más alta inmediatamente aguas abajo de las descargas y
sugiere que este efecto es más pronunciado cuando son aguas residuales no tratadas.
Los métodos utilizados para estimar la tasa de degradación (k1) se basan en la determinación en
el laboratorio de la DBO de una muestra en estudio durante varios días con el fin de determinar
su comportamiento. Una vez obtenidos los registros de DBO en el tiempo se procede a
analizarlos matemáticamente para estimar una tasa de degradación de laboratorio la cual debe ser
corregida para estimar la tasa real ejercida por la materia orgánica en el río.
En el caso de la modelación del Río Cauca, las tasas de degradación utilizadas para calibrar el
modelo de calidad del agua se estimaron a partir de los rangos fijados por la literatura. Primero
se calibró el modelo Qual2e y posteriormente estas tasas fueron usadas para iniciar el proceso de
calibración del modelo de calidad (WQ) del Mike 11. Las tasas de degradación obtenidas para
los modelos Qual2e y Mike 11 se presentan en el Cuadro No. 7.7.
Los valores de k1 varían espacialmente como lo menciona Roesner y otros (1979) y las tasas mas
altas se registran inmediatamente después de las descargas de la ciudad de Cali, quien es la que
más vierte materia orgánica al Río Cauca en el tramo en estudio. Los valores de k1 son más altos
para el modelo Mike 11 que para el modelo Qual2e, pero esto puede ser una consecuencia de las
diferencias en las relaciones matemáticas y funcionales que utilizan los modelos para simular la
DBO.

7.16
Cuadro No. 7.7 Parámetros de Calibración para la Simulación de la DBO5.
Qual2e Mike 11
Estación
Abscisa
(km)
Tasa Degradación
k1 a 20ºC (día-1
)
Tasa Degradación
k1 a 20ºC (día-1
)
Antes Suárez 1.8 0.3 0.6
Antes Ovejas 3.2 0.3 0.6
Antes Timba 24.1 0.2 0.5
La Balsa 27.4 0.2 0.4
La Bolsa 78.9 0.2 0.2
Pte Hormiguero 113.5 0.3 0.5
Antes Navarro 127.7 0.3 0.8
Juanchito 139.3 0.8 1.2
Paso del Comercio 144.6 0.8 1.1
Pte Isaac 155.5 1.0 0.9
Paso de la Torre 170.8 0.6 0.8
Vijes 181.9 0.4 0.8
Yotoco 211.8 0.3 0.4
Mediacanoa 220.9 0.3 0.4
Riofrío 284.8 0.1 0.2
Pte Guayabal 347.0 0.1 0.2
La Victoria 369.9 0.1 0.2
Anacaro 416.5 0.1 0.2
La Virginia 444.7 0.1 0.2
La degradación de la materia orgánica depende de la temperatura del agua por lo tanto las tasas
deben ser corregidas por temperatura utilizando el coeficiente de corrección (θ3) de la expresión
de Arrhenius. El rango de valores recomendado para este coeficiente oscila entre 1.02 y 1.09
según la referencia de Jorgensen (1979) citada por el manual del Mike 11 (DHI, 1997). En el
caso de la modelación del Río Cauca se utilizó un θ3 igual a 1.02 para la simulación tanto con el
Qual2e como con el Mike 11.
Uno de los factores que afecta la concentración remanente de la DBO en el río es la
sedimentación de la materia orgánica suspendida. En el modelo Qual2e se debe especificar la
tasa de sedimentación de la DBO. Este factor también se estimó con base en el rango sugerido
por la literatura (0.07 – 0.7 m/día), y en el caso de la modelación del río Cauca con el modelo
Qual2e los valores establecidos para el modelo calibrado oscilan entre 0.07 y 0.1 m/día. En el
Nivel 1 del modelo Mike 11 no se considera la remoción de DBO por sedimentación.
Parámetros de calibración del OD
El oxígeno disuelto por si solo constituye una prueba del estado de contaminación de una
corriente, además de ser el elemento básico para la supervivencia de los organismos acuáticos.

7.17
En el Río Cauca uno de los problemas más críticos es la disminución del oxígeno como
consecuencia de las descargas de aguas residuales sin tratamiento.
Un balance detallado del oxígeno disuelto en una corriente debe incluir la oxigenación por
reaireación atmosférica y fotosíntesis y la desoxigenación producida por la degradación de la
materia orgánica (DBO), la demanda por nutrientes (nitrificación), la respiración de animales y
plantas, la demanda béntica y la demanda de compuestos químicos.
La simulación con el modelo Qual2e se realizó en el nivel más simple donde el balance de
oxígeno considera la reaireación, el consumo por degradación de la materia orgánica (DBO) y la
demanda béntica, lo cual implica que es solo una aproximación al balance real del oxígeno.
El modelo Mike 11 también se calibró para el nivel menos complejo (Nivel 1), y este considera
en el balance de oxígeno la reaireación, la producción por fotosíntesis, el consumo por
degradación de la materia orgánica (DBO) y el consumo por otros factores donde simplificando
el balance de oxígeno se consideró una tasa promedio por consumo de animales y plantas, la
demanda béntica y la degradación de nutrientes.
Para estimar el valor de la tasa de reaireación (k2) existen varias expresiones matemáticas en
función de la velocidad, la profundidad y la pendiente de la corriente entre las cuales se pueden
citar la de Thyssen, la de O’Connor & Dobbins y la de Churchill; cada una de ellas desarrollada
para ríos con características hidráulicas específicas.
La expresión de O´Connor & Dobbins se recomienda para ríos moderadamente profundos y
profundos (0.3 y 9.14 m) y con velocidades bajas (0.15 – 0.49 m/s). La expresión de Churchill es
recomendada para profundidades moderadas (0.61 – 3.35 m) pero con velocidades más altas
(0.55 –1.52 m/s) (Charpa 1997). La expresión de Thyssen es recomendada para corrientes
pequeñas por lo tanto se descarta como alternativa para el Río Cauca (DHI, 1999).
Para calibrar los modelos se utilizaron las expresiones de O’Connor & Dobbins y la de Churchill
pero las características hidráulicas del Río Cauca hacen que ambas expresiones generen
resultados similares como lo muestra la curva de sensibilidad (Figura No. 7.9) y la selección de
una u otra ecuación para estimar la tasa de reaireación (k2) no varía los resultados. Esta
afirmación coincide con las conclusiones de Fernández (2001) quien no encontró diferencias
significativas en la simulación de la calidad del agua del Río Cauca con estas expresiones
matemáticas.
La tasa de reaireación es función de la temperatura del agua del río y como k2 se expresa para
20ºC debe ser corregida para las condiciones del río. Para este fin se utiliza la expresión de
Arrhenius y un factor de corrección por temperatura (θ). Considerando el valor recomendado por
Roesner (1977) y Chapra (1997) se adoptó θ = 1.02.
Los demás factores involucrados en la variación del oxígeno disuelto en el río como la demanda
béntica, el consumo por respiración y la producción por fotosíntesis, se calibraron a partir de los
rangos típicos sugeridos en la literatura. Para la demanda (0 - 10.5 gO2/m2
/día) y para el
consumo por respiración (1 y 10 gO2/m3
/día).

7.18
En el Cuadro No. 7.8 se presentan los parámetros calibrados para la modelación del oxígeno
disuelto en el agua del Río Cauca y corresponden a los valores para los cuales se obtiene la mejor
aproximación entre las curvas simuladas y los valores de OD medidos en campo. Este proceso
involucró múltiples simulaciones variando uno a uno cada parámetro y graficando cada vez los
resultados de las simulaciones hasta obtener la mejor aproximación.
Cuadro No. 7.8 Parámetros de Calibración para la Simulación del OD.
Tasa Reaireación(1)
K2 a 20ºC (día-1
)
Qual2e Mike 11
Estación
Abscisa
(km) O’Connor &
Dobbins
Churchill
Factor de
Corrección (θ)
Demanda Béntica
gO2/m2
/día
Consumo Adicional
gO2/m3
/día
Antes Suárez 1.8 3.32 4.89 1.02 0.6 2.0
Antes Ovejas 3.2 2.09 3.09 1.02 0.6 2.0
Antes Timba 24.1 1.75 1.99 1.02 0.3 2.0
La Balsa 27.4 1.44 1.85 1.02 0.3 2.0
La Bolsa 78.9 1.49 1.73 1.02 0.6 2.0
Pte Hormiguero 113.5 0.67 0.73 1.02 2.5 2.5
Antes Navarro 127.7 0.51 0.47 1.02 6.0 2.5
Juanchito 139.3 0.90 1.05 1.02 8.0 2.5
Paso del Comercio 144.6 0.92 1.05 1.02 10.0 5.0
Pte Isaacs 155.5 0.56 0.54 1.02 9.0 5.0
Paso de la Torre 170.8 0.58 0.53 1.02 8.0 8.0
Vijes 181.9 0.60 0.55 1.02 8.0 9.0
Yotoco 211.8 0.52 0.50 1.02 8.0 17.0
Mediacanoa 220.9 0.39 0.35 1.02 8.0 16.0
Riofrío 284.8 0.47 0.46 1.02 3.0 14.0
Pte Guayabal 347.0 0.53 0.56 1.02 3.0 7.0
La Victoria 369.9 0.59 0.61 1.02 1.0 7.0
Anacaro 416.5 0.46 0.49 1.02 1.0 4.0
La Virginia 444.7 0.43 0.48 1.02 1.0 4.0
(1) Tanto en el Qual2e como en el Mike 11 se simuló con la expresión de O’Connor & Dobbins y la de Churchil.
Resultados de la Simulación Bajo Condiciones de Flujo Permanente.
En la Figura No. 7.2 se presentan los resultados de la simulación obtenidos durante el proceso de
calibración de los modelos Qual2e y Mike 11. Debido a que no se dispone de información de la
variación temporal los resultados se presentan como una comparación en perfil a lo largo del
tramo de estudio para el día 11 de junio de 1998.
Las curvas graficadas corresponde a la respuesta para un día de los modelos de calidad del agua
mientras que los puntos corresponden a los valores medidos el día 11 de junio de 1998 en las 19
estaciones de calidad del agua ubicadas en el Río Cauca.
Ambos modelos simulan de manera aceptable la tendencia de la temperatura a lo largo del río
(Figura 7.2 a). Los valores más bajos (20ºC) se registraron en las estaciones ubicadas en la parte

7.19
Figura No. 7.2 CALIBRACION DEL MODELO DE CALIDAD DEL AGUA
Tramo: Salvajina - La Virginia Condición Estacional: Promedio
Fecha de Simulación: Jun 3 a Jun 12 de 1996 Fecha de Comparación: Junio 11 de 1998
Caudal en Juanchito: 258 m3
/s Tipo de Régimen: Permanente
(a) TEMPERATURA CALCULADA vs TEMPERATURA MEDIDA
10
15
20
25
30
35
40
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
TEMPERATURA(ºC)
Temperatura Calculada (Modelo Mike 11)
Temperatura Medida el 11/Jun/98 (Campo)
Temperatura Calculada (Modelo Qual2e)
(b) DBO5 CALCULADA vs DBO5 MEDIDA
0
3
6
9
12
15
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
DBO5(mg/l)
DBO5 Calculada (Modelo Mike 11)
DBO5 Medida el 11/Jun/98 (Campo)
DBO5 Calculada (Modelo Qual2e)
(c) OD CALCULADO vs OD MEDIDO
A.Ovejas
A.Súarez
LaBalsa
A.Timba
LaBolsa
Pte.Hormiguero
A.Navarro
Juanchito
P.Comercio
Pto.Isaacs
P.Torre
Vijes
Yotoco
Mediacanoa
Riofrio
Pte.Guayabal
Pte.LaVictoria
Anacaro
LaVictoria
0
2
4
6
8
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
ABSCISA (Km)
OD(mg/l)
OD Calculado (Modelo Mike 11)
OD Medido el 11/Jun/98 (Campo)
OD Calculado (Modelo Qual2e)

7.20
En la Figura 7.2 b se presentan los resultados de la simulación para la DBO5. Este es el
parámetro que más dificultades presenta para ser simulado, posiblemente por tratarse de un
bioensayo donde son muchos los factores que afectan la medición como por ejemplo la relación
de la materia orgánica soluble a la suspendida, los sólidos sedimentables y los flotables, la
presencia de hierro en su forma oxidada o reducida, la presencia de compuestos azufrados entre
otros.
Dada la dificultad para eliminar todos estos factores el Programa de Fisicoquímica Ambiental del
IDEAM ha sugerido considerar aceptable una precisión entre el 15 y el 30%, de acuerdo con
pruebas realizadas en múltiples laboratorios. A este nivel de incertidumbre se le debe adicionar
los posibles errores durante la toma y preservación de la muestra.
Las curvas graficadas en la figura 7.2b conservan la tendencia de los registros de DBO5 para las
19 estaciones. Los valores más bajos registrados para este día se presentaron en el tramo
comprendido entre Salvajina y la estación de Hormiguero y los valores más altos se presentaron
entre las estaciones Paso del Comercio y La Virginia lo cual coincide con los resultados
simulados por el modelo.
La curva generada con los resultados del Mike 11 presenta más fluctuaciones que la del Qual2e
asemejándose mejor a los resultados de campo, lo cual implica que el modelo Mike 11 tiene una
mejor sensibilidad para simular la DBO5.
En la Figura 7.2 c se presentan los resultados de las simulaciones para el oxígeno disuelto (OD) y
se compara con los valores medidos en campo para el día 11 de junio de 1998.
Existen numerosas interferencias en la prueba del OD, estas incluyen los agentes oxidantes o
reductores, los iones nitrato, ferroso y la materia orgánica. Según IDEAM (1998), la precisión
expresada como la desviación estándar en aguas residuales o efluentes secundarios es de 0.02
mgO2/l y en presencia de interferencias apreciables, como en el caso de una muestra tomada del
Río Cauca, la desviación puede elevarse a 0.1 mg O2/l o más si el agua tiene sólidos suspendidos
orgánicos o con fuerte contaminación. A la imprecisión en la prueba de laboratorio hay que
sumarle los errores durante la recolección y el transporte de la muestra.
No obstante las limitaciones de información se logró un buen ajuste entre los valores medidos y
los calculados por los modelos. Al comparar los niveles más altos de oxígeno tanto calculado
como medido se puede observar que estos se presentaron entre las estaciones de calidad Antes
Timba y Paso de la Bolsa. Esta coincidencia también se presenta para los valores más críticos los
cuales se registraron entre las estaciones Yotoco y Puente Riofrío.
Los resultados del modelo Mike 11 se aproximan de una mejor manera a los valores medidos en
campo que los resultados del modelo Qual2e no obstante teniendo en cuenta las limitaciones de
información es una buena aproximación para la simulación del OD en el Río Cauca.

7.21
7.5.3 Calibración en Condiciones de Flujo No Permanente
Los fenómenos que ocurren en una corriente de agua son muy diversos y varían tanto en el
tiempo como en el espacio. Como ya se pudo observar a través de la descripción de los
parámetros de calibración los procesos de transformación de la calidad del agua de un río
dependen en gran medida de las características hidráulicas del mismo en términos de caudal,
velocidad, profundidad, área de la sección transversal entre otras.
Por esta razón la simulación de la calidad del agua en lo posible se debe realizar para condiciones
de flujo no permanente, es decir que el caudal varia tanto en el tiempo como en el espacio, lo cual
es simplemente mas aproximado a lo que ocurre realmente en el río y esto contribuye a tener una
mejor aproximación a la realidad de los procesos que transforman la calidad del agua.
Con la información disponible se construyeron bases de datos que permitieron simular de manera
dinámica la calidad del agua del Río Cauca. Las bases de datos corresponden a los caudales
medios diarios variables y la concentración de la sustancia constante.
Los parámetros de calibración se basan en los valores obtenidos durante la calibración bajo
condiciones de régimen permanente, estos valores nuevamente fueron corregidos y ajustados
hasta lograr la mejor aproximación posible a los valores medidos en campo. La tasa de
reaireación se estimó con la expresión de O’Connor & Dobbins. En el Cuadro No. 7.9 se
presenta un resumen de los parámetros de calibración de la calidad del agua del Río Cauca con el
modelo Mike 11.
Cuadro No. 7.9 Parámetros Calibrados para la Simulación de la Calidad del Agua del Río
Cauca con el Modelo Mike 11.
Estación
Abscisa
(km)
Constante de
Dispersión
(D)
Degradación
k1 a 20ºC
(día-1
)
Reaireación
K2 a 20ºC
(día-1
)
Factor de
Corrección
(θ)
Consumo
Adicional
(gO2/m3
/día)
Antes Suárez 1.8 10 0.6 3.32 1.02 2.0
Antes Ovejas 3.2 10 0.6 2.09 1.02 2.0
Antes Timba 24.1 10 0.5 1.75 1.02 2.0
La Balsa 27.4 10 0.4 1.44 1.02 2.0
La Bolsa 78.9 10 0.2 1.49 1.02 2.0
Pte Hormiguero 113.5 10 0.5 0.67 1.02 2.5
Antes Navarro 127.7 10 0.8 0.51 1.02 2.5
Juanchito 139.3 10 1.2 0.90 1.02 2.5
Paso del Comercio 144.6 10 1.1 0.92 1.02 5.0
Pte Isaacs 155.5 10 0.9 0.56 1.02 5.0
Paso de la Torre 170.8 10 0.8 0.58 1.02 8.0
Vijes 181.9 10 0.8 0.60 1.02 9.0
Yotoco 211.8 10 0.4 0.52 1.02 17.0
Mediacanoa 220.9 10 0.4 0.39 1.02 16.0
Riofrío 284.8 10 0.2 0.47 1.02 14.0
Pte Guayabal 347.0 10 0.2 0.53 1.02 7.0
La Victoria 369.9 10 0.2 0.59 1.02 7.0
Anacaro 416.5 10 0.2 0.46 1.02 4.0
La Virginia 444.7 10 0.2 0.43 1.02 4.0

7.22
Las simulaciones se realizaron para un período comprendido entre el 3 y el 12 de junio de 1998,
bajo condiciones de régimen no permanente y con un caudal característico de una condición
estacional promedio (258 m3
/s en Juanchito).
Se tomaron del modelo los resultados del día 11 de junio que corresponden a la fecha para la cual
se dispone de información en las estaciones de calidad del agua y se graficaron como un perfil del
parámetro en el río. Estos datos se compararon con los datos de campo hasta obtener la curva
más ajustada posible la cual se presenta en la Figura No. 7.3.
Los datos medidos en campo corresponden a la calidad del agua del Río Cauca para el día 11 de
junio de 1998, pero no fueron tomados a la misma hora por esta razón no se unen los puntos entre
sí en la figura. La curva graficada corresponde a los resultados del modelo para las 12:00 del día
de la misma fecha. Estas diferencias constituyen una limitante en la comparación de los
resultados y pueden explicar por que no hay una calibración más ajustada.
El modelo reproduce de manera muy aproximada la temperatura y el OD a lo largo del río, sin
embargo para la DBO5 no se logra el mismo ajuste, esto como ya se mencionó puede ser una
consecuencia de la falta de precisión de la información disponible.
En el Cuadro No. 7.10 se presenta el coeficiente de dispersión y la tasa de reaireación k2
calculados para las condiciones de flujo del día 11 de junio de 1998. Las tasas k1 y k2 también
están corregidas de acuerdo a la temperatura del agua simulada por el modelo para el día 11 de
junio de 1998 a las 12:00 PM.
Los coeficientes de dispersión más altos se generan al inicio del tramo en estudio entre las
estaciones Antes Suárez y Antes Ovejas donde las velocidades son más altas como una
consecuencia de la mayor pendiente del río.
Las tasas de reaireación más altas se encuentran entre las estaciones Antes Suárez y La Bolsa,
donde se registran siempre los niveles más altos de OD. Esto puede ser una consecuencia de las
velocidades más altas y las menores profundidades que se registran en esta zona del río.
Las tasas de degradación más altas se registraron entre Juanchito y Paso de la Torre, donde están
las mayores descargas de materia orgánica provenientes de la ciudad de Cali. Esto coincide con
la teoría de Chapra (1997) quien sugiere que las tasas de degradación más altas en una corriente
de agua se encuentran inmediatamente después de una descarga de materia orgánica.
Las tasas de degradación más bajas se presentan en el tramo entre Riofrío y La Virginia y
coinciden con la zona de menor tasa de reaireación. La relación entre k2 y k1 según Jolankai
(1997) muestra que este tramo es característico de ríos con velocidades bajas y profundos. Esto
puede contribuir a que la recuperación del OD en Río Cauca en este tramo sea más lenta.

7.23
Figura No. 7.3 CALIBRACION DEL MODELO DE CALIDAD DEL AGUA
/s Tipo de Régimen: No Permanente
10
15
20
25
30
35
40
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
TEMPERATURA(ºC)
Temperatura Calculada (Modelo)
0
3
6
9
12
15
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
DBO5(mg/l)
DBO5 Calculada (Modelo)
A.Suárez
A.Ovejas
A.Timba
LaBalsa
LaBolsa
Pte.Hormiguero
A.Navarro
Juanchito
PasodelComercio
Pto.Isaacs
P.Torre
Vijes
Yotoco
Mediacanoa
Riofrio
Pte.Guayabal
Pte.LaVictoria
Anacaro
LaVirginia
0
2
4
6
8
10
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
ABSCISA (Km)
OD(mg/l)
OD Calculado (Modelo)

7.24
Cuadro No. 7.10 Resultados del Proceso de Calibración para Junio 11 de 1998
Tramo: Salvajina – La Virginia Condición Estacional: Promedio
Período de Simulación: Junio 3 a Junio 12 de 1998
Estación
Abscisa
(Km)
Coeficiente
Dispersión(3)
D (m2
/s)
Tasa de Reaireación
(1) (2) (3)
k2 (día-1
)
Tasa de
Degradación (2) (3)
k1 (día-1
)
Relación
k2/k1
Antes Suárez 1.80 12.8 3.32 0.60 5.5
Antes Ovejas 3.16 14.6 2.09 0.60 3.5
Antes Timba 24.10 8.5 1.76 0.53 3.3
La Balsa 27.38 11.8 1.44 0.42 3.4
La Bolsa 78.90 9.2 1.51 0.20 7.5
Pte Hormiguero 113.48 9.7 0.69 0.48 1.4
Antes Navarro 127.73 7.1 0.52 0.84 0.6
Juanchito 139.26 10.6 0.93 1.23 0.8
Paso del Comercio 144.56 10.2 0.95 1.16 0.8
Pte Isaacs 155.51 7.7 0.59 0.94 0.6
Paso de la Torre 170.76 7.1 0.61 0.84 0.7
Vijes 181.87 6.7 0.63 0.81 0.8
Yotoco 211.78 7.6 0.55 0.42 1.3
Mediacanoa 220.92 6.9 0.42 0.42 1.0
Riofrío 284.77 8.6 0.50 0.21 2.4
Pte Guayabal 347.04 9.5 0.57 0.21 2.7
La Victoria 369.87 8.8 0.66 0.22 3.0
Anacaro 416.51 10.1 0.51 0.22 2.3
La Virginia 444.73 11.5 0.48 0.22 2.2
(1)
Tasa de reaireación estimada con la expresión de O’Connor & Dobbins
(2)
Tasa corregida por temperatura
(3)
Parámetros corregidos para las condiciones de flujo y la temperatura del agua del día 11 de Junio de 1998.
7.6 VERIFICACION DEL MODELO DE CALIDAD DEL AGUA DEL RIO CAUCA
Una vez se ajustaron los valores para cada uno de los parámetros de calibración, se inició el
proceso de verificación, el cual consistió en simular para otro bloque de datos la calidad del agua
del río, utilizando los mismas coeficientes de dispersión y las constantes cinéticas del modelo de
calidad de agua que fue calibrado (Cuadro No 7.9). Para tal fin se prepararon cuatro bases de
datos que de acuerdo con el caudal corresponden a períodos de invierno y de verano en el tramo
entre Salvajina y La Virginia.
7.6.1 Verificación en Condiciones Estacionales de Invierno
Para verificar el modelo de calidad de agua en la condición de invierno se consideraron dos
eventos, Noviembre 15 de 1995 y Febrero 20 de 1996, en los cuales se presentó un caudal
promedio en Juanchito de 404 y 452 m3
/s respectivamente. En el anexo 5 se presentan las bases
de datos utilizadas para simular estos eventos. Las bases se construyeron con el caudal medio
diario y la concentración constante en todas las fronteras del modelo.
En la Figura No. 7.4 se presentan los resultados de la simulación para el día 15 de Noviembre de
1995. Se observa una tendencia similar entre los puntos que corresponden a valores medidos en

7.25
Figura No. 7.4 VERIFICACION DEL MODELO DE CALIDAD DEL AGUA
Tramo: Salvajina - La Virginia Condición Estacional: Invierno
Fecha de Simulación: Nov 5 a Nov 16 de 1995 Fecha de Comparación: Noviembre 15 de 1995
10
15
20
25
30
35
40
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
TEMPERATURA(ºC)
Temperatura Medida el 15/Nov/95 (Campo)
0
3
6
9
12
15
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
DBO5(mg/l)
DBO5 Medida el 15/Nov 95 (Campo)
(c) OD CALCULADO vs OD MEDIDO LaVirginia
Anacaro
Pte.LaVictoria
Pte.Guayabal
Riofrio
Mediacanoa
Yotoco
Vijes
Pto.Isaacs
P.Comercio
Juanchito
A.Navarro
Pte.Hormiguero
LaBolsa
LaBalsa
A.Timba
A.Ovejas
A.Suárez
0
2
4
6
8
10
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
ABSCISA (Km)
OD(mg/l)
OD Medido el 15/Nov /95 (Campo)

7.26
campo y las curvas que representan la respuesta del modelo, lo cual es satisfactorio para la
verificación de los parámetros calibrados.
La temperatura es el parámetro que mejor es representado por el modelo. La DBO5 aunque es el
parámetro que más diferencias presenta, tiene una tendencia similar, marcando la demanda de
oxígeno más alta entre Juanchito y Mediacanoa.
Para el OD el modelo muestra los niveles más bajos entre Vijes y Riofrío, lo cual resulta
coherente con los datos de campo. Las principales diferencias en este parámetro se encuentran
entre el Puente de Guayabal y La Virginia cuando el modelo predice unos niveles de oxígeno
inferiores a los medidos en campo aunque como máximo las diferencias son del orden de 1.5 mg
O2/l.
En el Cuadro No. 7.11 se presentan los coeficientes y las constantes cinéticas resultantes durante
la simulación de Noviembre 15 de 1995. Caudales altos generan velocidades mayores en el río
pero también incrementan la profundidad. En el caso de la dispersión, caudales altos en el río
aumentan el coeficiente de dispersión y por ende se incrementa el transporte longitudinal de los
contaminantes.
Cuadro No. 7.11 Resultados del Proceso de Verificación para Noviembre 15 de 1995
Tramo: Salvajina – La Virginia Condición Estacional: Invierno
Período de Simulación: Noviembre 5 a Noviembre 16 de 1995
Estación
Abscisa
(Km)
Coeficiente
Dispersión (3)
D (m2
/s)
Tasa de
Reaireación (1) (2) (3)
k2 (día-1
)
Tasa de
k1 (día-1
)
Relación
k2/k1
Antes Suárez 1.80 20.0 2.09 0.60 3.5
Antes Ovejas 3.16 19.7 1.42 0.60 2.4
Antes Timba 24.10 11.5 1.15 0.53 2.2
La Balsa 27.38 14.6 1.18 0.42 2.8
La Bolsa 78.90 10.3 0.98 0.20 4.9
Pte Hormiguero 113.48 10.2 0.58 0.47 1.2
Antes Navarro 127.73 8.0 0.43 0.82 0.5
Juanchito 139.26 11.3 0.75 1.21 0.6
Pte Isaacs 155.51 8.3 0.47 0.92 0.5
Paso de la Torre 170.76 7.6 0.48 0.81 0.6
Vijes 181.87 7.1 0.50 0.79 0.6
Yotoco 211.78 8.1 0.47 0.41 1.2
Mediacanoa 220.92 7.4 0.36 0.41 0.9
Riofrío 284.77 8.9 0.45 0.21 2.2
Pte Guayabal 347.04 10.0 0.51 0.21 2.5
La Victoria 369.87 9.1 0.58 0.21 2.8
Anacaro 416.51 10.6 0.48 0.21 2.3
La Virginia 444.73 11.1 0.47 0.21 2.2
(1)
Tasa de reaireación estimada con la expresión de O’Connor y Dobbins
(2)
(3)
Parámetros corregidos para las condiciones de flujo y la temperatura del agua del día 15 de Noviembre de 1995.

7.27
La tasa de reaireación es directamente proporcional a la velocidad pero inversa a la profundidad
por lo tanto caudales altos en el río disminuyen la reaireación. Si se comparan los resultados
presentados en los Cuadros No. 7.10 para una condición de caudales promedio y el Cuadro No
7.11 para una condición de invierno se encuentra que las tasas de reaireación (K2) para las
condiciones de flujo de invierno son menores que las obtenidas en la condición promedio.
En el caso de los resultados obtenidos para Febrero 20 de 1996, la temperatura es el parámetro
mejor simulado. Los resultados para la DBO5, conservan la tendencia de los datos medidos
aunque no se reflejan las variaciones que se registraron en campo. Para el OD, la curva
nuevamente simula los puntos más críticos con eficiencia, no obstante no alcanza a mostrar una
recuperación en el oxígeno entre el puente de Guayabal y La Virginia (Figura No. 7.5).
En el Cuadro No. 7.12 se presentan los coeficientes de dispersión y las constantes corregidas por
temperatura para las condiciones de simulación de Febrero 20 de 1996. De igual manera que el
análisis hecho para el Cuadro 7.11 las tasas de reaireación se disminuyen con el incremento del
caudal siendo la estación de Mediacanoa la más crítica con una tasa de reaireación de 0.32 día –1
,
lo cual puede tener una gran influencia en el registro continuo de niveles muy bajos de oxígeno
en esta zona.
Cuadro No. 7.12 Resultados del Proceso de Verificación para Febrero 20 de 1996.
Tramo: Salvajina – La Virginia Condición Estacional: Invierno
Período de Simulación: Febrero 10 a Febrero 20 de 1996
Estación
Abscisa
(Km)
Coeficiente
Dispersión (3)
D (m2
/s)
Tasa de
k2 (día-1
)
Tasa de
k1 (día-1
)
Relación
k2/k1
Antes Suárez 1.80 22.8 2.02 0.60 3.4
Antes Ovejas 3.16 24.1 1.49 0.60 2.5
Antes Timba 24.10 13.5 1.04 0.53 2.0
La Balsa 27.38 16.9 1.23 0.42 2.9
La Bolsa 78.90 11.0 0.96 0.20 4.8
Pte Hormiguero 113.48 10.8 0.55 0.47 1.2
Antes Navarro 127.73 8.8 0.41 0.83 0.5
Juanchito 139.26 12.1 0.70 1.22 0.6
Pte Isaacs 155.51 9.0 0.45 0.93 0.5
Paso de la Torre 170.76 8.0 0.45 0.82 0.6
Vijes 181.87 7.7 0.48 0.79 0.6
Yotoco 211.78 8.5 0.44 0.41 1.1
Mediacanoa 220.92 7.6 0.32 0.41 0.8
Riofrío 284.77 9.7 0.43 0.21 2.1
Pte Guayabal 347.04 10.1 0.51 0.21 2.4
La Victoria 369.87 9.4 0.59 0.22 2.7
Anacaro 416.51 10.9 0.51 0.22 2.3
La Virginia 444.73 11.5 0.49 0.22 2.2
(1)
Tasa de reaireación estimada con la expresión de O’Connor y Dobbins
(2)
(3)
Parámetros corregidos para las condiciones de flujo y la temperatura del agua del día 20 de Febrero de 1996

7.28
10
15
20
25
30
35
40
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
TEMPERATURA(ºC)
Tramo: Salvajina - La Virginia Condición Estacional: Invierno
Fecha de Simulación: Feb 10 a Feb 20 de 1996 Fecha de Comparación: Febrero 20 de 1996
0
1
2
3
4
5
6
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
DBO5(mg/l)
LaVictoria
Anacaro
Pte.LaVictoria
Pte.Guayabal
Riofrio
Mediacanoa
Yotoco
Vijes
P.Torre
Pto.Isaacs
P.Comercio
Juanchito
A.Navarro
Pte.Hormiguero
LaBolsa
A.Timba
LaBalsa
A.Súarez
A.Ovejas
0
2
4
6
8
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
ABSCISA (Km)
OD(mg/l)
Temperatura Medida el 20/Feb/96 (Campo)
DBO5 Medida el 20/Feb/96 (Campo)
OD Medido el 20/Feb/96 (Campo)

7.29
De acuerdo con los resultados mostrados en la verificación es posible afirmar que los valores
estimados por el modelo muestran la tendencia de la temperatura, la DBO5 y el OD en el tramo
simulado para las condiciones de invierno. Pero no se puede afirmar que esta representación
confirme la calibración del modelo de calidad del agua, por lo tanto se deberán continuar con los
estudios y afinar el proceso de calibración con el fin de realizar un mejor ajuste de los parámetros
del modelo.
7.6.2 Verificación en Condiciones Estacionales de Verano
Para verificar el modelo de calidad de agua en la condición de verano se consideraron dos
eventos, Septiembre 16 de 1998 y Febrero 23 de 1985, en los cuales se presentó un caudal
promedio en Juanchito de 193 y 155.5 m3
/s respectivamente. En el Anexo 5 se presentan las
bases de datos utilizadas para simular estos eventos.
Para Septiembre 16 de 1998 (Figura No. 7.6) se observa una tendencia similar entre los puntos
que corresponden a valores medidos en campo y las curvas que representan la respuesta del
modelo. La temperatura es representada por el modelo de manera eficiente, observándose
diferencias entre los valores del modelo y los valores registrados en campo menores a 1.0ºC.
Hay que resaltar que la curva generada con el modelo para la DBO5 sigue la tendencia de los
registros en campo para ese día. Los valores más bajos tanto calculados como medidos se
presentaron entre la estación de Antes Suárez y Juanchito y el incremento fuerte que se presenta
en la demanda de oxígeno a partir de Juanchito también es simulado de manera aceptable. Las
principales diferencias se presentan entre Puente Guayabal y La Virginia donde los registros en
campo reflejan un alto grado de variabilidad.
Para el oxígeno disuelto, la curva sigue la tendencia, siendo los puntos más críticos Vijes y
Mediacanoa, donde el valor registrado es del orden de 0.8 mg/l y el valor simulado es de 1.2
mg/l. En el Cuadro No. 7.13 se registran los coeficientes de dispersión y las constantes de
calibración corregidas para las condiciones de simulación de septiembre 16 de 1998.
La última verificación se realizó con las bases de datos de la modelación del Río Cauca con el
modelo SWMM presentadas por A. Galvis (1988) y tomados por el consorcio Ingesan - URS en
1985. Como dato importante se debe considerar que en este período se estaba iniciando la
operación del embalse de Salvajina y que la información corresponde al tramo comprendido entre
Hormiguero y Riofrío.
La Figura No 7.7 presenta la comparación entre los datos de campo y los valores calculados por
el modelo para Febrero 23 de 1985. La DBO5 es un parámetro que no tiene un buen ajuste lo
cual también ocurrió durante las simulaciones hechas con el modelo SWMM (A. Galvis, 1988).
La gráfica entre Yumbo y Riofrío generada por el modelo se encuentra por encima de los valores
registrados en campo. Las diferencias en este tramo son del orden de 4 mg/l de DBO5.

7.30
Tramo: Salvajina - La Virginia Condición Estacional: Verano
Fecha de Simulación: Sep 6 a Sep 16 de 1998 Fecha de Comparación: Septiembre 16 de 1998
Caudal en Juanchito: 193 m
3
10
15
20
25
30
35
40
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
TEMPERATURA(ºC)
Temperatura Medida el 16/Sep/98 (Campo)
0
3
6
9
12
15
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
DBO5(mg/l)
DBO5 Medida el 16/Sep/98 (Campo)
A.Navarro
LaVirginia
Anacaro
Pte.LaVictoria
Pte.Guayabal
Riofrio
Mediacanoa
Yotoco
Vijes
P.Torre
Pto.Isaacs
P,Comercio
Juanchito
Pte.Hormiguero
LaBolsa
LaBalsa
A.Timba
A.Ovejas
A.Suárez
0
2
4
6
8
10
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
ABSCISA (Km)
OD(mg/l)
OD Medido el 16/Sep/98 (Campo)

7.31
Cuadro No. 7.13 Resultados del Proceso de Verificación para Septiembre 16 de 1998
Tramo: Salvajina – La Virginia Condición Estacional: Verano
Período de Simulación: Septiembre 6 a Septiembre 16 de 1998
Estación
Abscisa
(Km)
Coeficiente
Dispersión (3)
D (m2
/s)
Tasa de
k2 (día-1
)
Tasa de
k1 (día-1
)
Relación
k2/k1
Antes Suárez 1.80 14.9 2.18 0.59 3.7
Antes Ovejas 3.16 16.6 1.86 0.60 3.1
Antes Timba 24.10 9.6 1.61 0.53 3.0
La Balsa 27.38 11.5 1.31 0.42 3.1
La Bolsa 78.90 8.5 1.43 0.20 7.1
Pte Hormiguero 113.48 8.8 0.66 0.47 1.4
Antes Navarro 127.73 6.6 0.54 0.83 0.6
Juanchito 139.26 9.9 0.99 1.23 0.8
Pte Isaacs 155.51 7.1 0.65 0.96 0.7
Paso de la Torre 170.76 6.5 0.70 0.85 0.8
Vijes 181.87 6.3 0.81 0.82 1.0
Yotoco 211.78 6.7 0.70 0.43 1.6
Mediacanoa 220.92 6.1 0.53 0.43 1.2
Riofrío 284.77 7.3 0.57 0.21 2.7
Pte Guayabal 347.04 7.5 0.68 0.22 3.1
La Victoria 369.87 7.6 0.92 0.22 4.2
Anacaro 416.51 8.4 0.71 0.21 3.3
La Virginia 444.73 8.8 0.55 0.22 2.5
(1)
Tasa de reaireación estimada con la expresión de O’Connor Dobbins
(2)
(3)
Parámetros corregidos para las condiciones de flujo y la temperatura del agua del día 16 de Septiembre de 1998.
Por el contrario el perfil del OD generado por el modelo corresponde a la tendencia de los
registros de campo. La zona más crítica ubicada entre Cerrito y Yotoco tiene unas diferencias
entre el modelo y el campo inferiores a 0.5 mg/l, lo cual se puede considerar aceptable para la
verificación del modelo. En el Cuadro No. 7.14 se registran los coeficientes de dispersión y las
constantes cinéticas de reacción corregidas para las condiciones de simulación de Febrero 23 de
1985.

7.32
Tramo: Hormiguero - Riofrio Fecha: Febrero 23 de 1985 Condición Estacional: Verano
Fecha de Simulación: Feb 14 a Feb 23 de 1985 Fecha de Comparación: Febrero 23 de 1985
10
15
20
25
30
35
40
112 132 152 172 192 212 232 252 272 292
TEMPERATURA(ºC)
Temperatura Medida el 23/Feb/85 (Campo)
0
3
6
9
12
15
112 132 152 172 192 212 232 252 272 292
DBO5(mg/l)
DBO5 Medida el 23/Feb/85 (Campo)
A.RíoGuachal
Pte.Riofrio
A.Q.LaNegra
A.Q.Chimbilaco
Pte.Mediacanoa
A.RíoYotoco
A.RíoGuabas
A.RíoZabaletas
A.RíoCerrito
A.RíoAmaime
P.Torre
A.RíoCali
A.RíoYumbo
Pto.Isaacs
A.CanalCVCSuryOriental
Juanchito
A.CanalCVCSur
Hormiguero
0
1
2
3
4
5
6
7
112 132 152 172 192 212 232 252 272 292
ABSCISA (Km)
OD(mg/l)
OD Medido el 23/Feb/85 (Campo)

7.33
Cuadro No. 7.14 Resultados del Proceso de Verificación para Febrero 23 de 1985.
Tramo: Hormiguero - Riofrío Condición Estacional: Verano
Período de Simulación: Febrero 14 a Febrero 23 de 1985
Estación
Abscisa
(Km)
Coeficiente
Dispersión (3)
D (m2
/s)
Tasa de
Reaireación(1) (2)
(3)
k2 (día-1
)
Tasa de
k1 (día-1
)
Relación
k2/k1
Hormiguero 113.48 6.38 0.61 0.64 0.9
Antes Canal CVC-Sur 127.72 7.76 0.47 0.66 0.7
Juanchito 139.26 10.94 0.81 0.57 1.4
Antes Canal CVC-Oriental 144.74 10.48 0.81 0.46 1.7
Antes Río Cali 146.53 10.45 0.82 0.22 3.7
Puente Puerto Isaac 155.51 8.19 0.51 0.52 0.9
Antes Río Yumbo 164.08 7.72 0.64 0.90 0.7
Antes Río Guachal 165.87 7.71 0.65 1.33 0.4
Paso de La Torre 170.76 7.27 0.53 1.25 0.4
Antes Río Amaime 180.36 7.24 0.62 1.02 0.6
Antes Río Cerrito 186.29 7.79 0.48 0.90 0.5
Antes Río Zabaletas 191.58 7.23 0.42 0.86 0.4
Antes Río Guabas 197.22 7.76 0.50 0.45 1.1
Antes Río Yotoco 211.78 8.13 0.57 0.45 1.2
Puente Mediacanoa 220.92 8.64 0.56 0.22 2.5
Antes Q. Chimbilaco 230.03 8.38 0.64 0.22 2.9
Antes Q. La Negra 245.89 8.30 0.71 0.22 3.2
Puente Riofrio 284.77 8.08 0.40 0.23 1.7
(1)
Tasa de reaireación estimada con la expresión de O’Connor Dobbins
(2)
(3)
Parámetros corregidos para las condiciones de flujo y la temperatura del agua del día 23 de Febrero de 1985.
En general la verificación de los parámetros de calibración del modelo Mike 11 (Cuadro No 7.9)
en condiciones de invierno y verano confirman que dichos parámetros pueden ser usados para
obtener una buena aproximación de la calidad del agua del Río Cauca. Aunque no se puede
hablar de una calibración completa debido a las limitaciones de información para llevar a cabo
este proceso. La temperatura junto con el oxígeno disuelto son los parámetros que mejor simula
el modelo, sin embargo es necesario ajustar mucho más la modelación de la DBO5.
7.7 ANALISIS DE SENSIBILIDAD DE LOS PARAMETROS DE CALIBRACION DEL
MODELO DE CALIDAD DE AGUA DEL RIO CAUCA
Es indispensable entender el comportamiento de los parámetros involucrados en el modelo de
calidad del agua, para ello se realizó un análisis de sensibilidad de las principales variables. Este
análisis se realizó por el método de perturbación de parámetros el cual consiste en realizar
simulaciones variando uno de los parámetros del modelo mientras los otros permanecen
constantes y comparar los resultados.
Las simulaciones para el análisis de sensibilidad se realizaron con el evento calibrado (junio 11
de 1998) bajo condiciones de régimen de flujo no permanente utilizando los parámetros

7.34
calibrados y las variaciones requeridas. También se presentan algunas de las potencialidades del
modelo.
Constante de Degradación de la DBO (k1)
El primer parámetro analizado fue la constante de degradación de la materia orgánica (k1) la cual
se disminuyó en un 50% y se incrementó entre el 50 y el 100% con respecto al valor inicial
calibrado. En la Figura No. 7.8 se puede observar el impacto de las variaciones de k1 sobre la
DBO5 y el OD calculado por el modelo. El valor de k1 es la tasa con la cual se degrada la materia
orgánica por lo tanto este es un parámetro que tiene una alta sensibilidad para la calibración de la
demanda bioquímica de oxígeno.
Un incremento en el valor de k1 es decir en la tasa con la cual se degrada la materia orgánica
genera una DBO5 remanente en el río menor que la que se obtiene con el valor de k1 calibrado
(Figura No.7.8 a). Como consecuencia de una mayor tasa de degradación hay un mayor consumo
de oxígeno por esta razón la curva de color verde en la Figura 7.8 b se encuentra siempre por
debajo de las otras ya que esta corresponde al doble de la tasa de degradación calibrada.
Todo lo contrario ocurre cuando se disminuye a la mitad la tasa de degradación k1 de la materia
orgánica. La DBO5 remanente en el río se incrementa llegando a presentar diferencias con la
curva que pertenece al k1 calibrado del orden de 1 mg/l. Al adoptar una tasa de degradación muy
baja lo que esta representando el modelo es una disminución del consumo de materia orgánica y
como consecuencia la DBO5 remanente es más alta y el OD en el río tiende a aumentar por que la
demanda para degradar la materia orgánica se disminuye.
Constante de Reaireación (k2)
La constante de reaireación k2 es la tasa con la cual se transfiere el oxígeno de la atmósfera a la
superficie líquida y es función de la velocidad, la profundidad y de la pendiente del río. Para
estimar su valor se dispone de varias ecuaciones empíricas entre las cuales el modelo Mike 11
incluye las expresiones de Thyssen, O’Connor & Dobbins y la de Churchill. En la Figura No. 7.9
se presenta el impacto de la estimación de la tasa de reaireación con cada una de las expresiones
disponibles en el OD y la DBO5 calculada por el modelo.
La expresión de Thyssen genera los valores más altos de la tasa de reaireación, y como
consecuencia el modelo arroja concentraciones de oxígeno disuelto en el río mayores que cuando
se usan las otras expresiones. Al existir mayor cantidad de OD, se genera una disminución en la
concentración de la materia orgánica simulada como DBO5.
Las expresiones de O´Connor & Dobinns y Churchill, generan una concentración similar en el
oxígeno disuelto calculado por el modelo. Entre estas dos expresiones hay una gran similitud en
los valores de la constante de reaireación aunque la tendencia es a que los valores de k2 estimados
con la expresión de Churchill sean ligeramente superiores a los calculados con la expresión de
O´Connor & Dobbins. El efecto de la tasa de reaireación calculada con las expresiones de
O’Connor & Dobbins y la de Churchill sobre la DBO5 es mínimo y los resultados arrojados no
presentan diferencias significativas.

7.35
Figura No. 7.8 ANALISIS DE SENSIBILIDAD DEL
MODELO DE CALIDAD DEL AGUA
INFLUENCIA DE LA TASA DE DEGRADACION (K1) EN
(a) DBO5 CALCULADA
K1=0.48
K1=0.2
K1=0.53
K1=0.42
K1=0.6
K1=0.84
K1=1.23
K1=1.16
K1=0.94
K1=0.84
K1=0.81
K1=0.42
K1=0.42
K1=0.21
K1=0.21
K1=0.22
K1=0.22
K1=0.22
0
2
4
6
8
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
DBO5(mg/l)
0.5 K1 Calibrado
K1 Calibrado
1.5 K1 Calibrado
2.0 K1 Calibrado
(b) OD CALCULADO
LaVirginia
LaVictoria
Pte.Guayabal
Riofrío
Mediacanoa
Yotoco
Vijes
P.LaTorre
Pto.Isaac
P.Comercio
Juanchito
LaBalsa
A.Ovejas
A.Timba
A.Suarez
LaBolsa
Pte.Hormiguero
A.Navarro
Anacaro
K1=0.6
K1=0.53
K1=0.42
K1=0.2
K1=0.48
K1=0.84
K1=1.23
K1=1.16
K1=0.94
K1=0.84
K1=0.81
K1=0.42
K1=0.42
K1=0.21
K1=0.21
K1=0.22
K1=0.22
K1=0.22
0
2
4
6
8
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
ABSCISA (Km)
OD(mg/l)
0.5 K1 Calibrado
K1 Calibrado
1.5 K1 Calibrado
2.0 K1 Calibrado

7.36
INFLUENCIA DE LA ECUACION DE REAIREACION DE LA TASA DE REAIREACION (K2)
(a) OD CALCULADO
0
2
4
6
8
10
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
OD(mg/l)
Ecuación de Thyssen
Ecuación de Churchill
Ecuación de O´Connor & Dobbins
(b) DBO5 CALCULADA
A.Suarez
A.Ovejas
A.Timba
LaBalsa
LaBolsa
Pte.Hormiguero
A.CanalNavarro
P.Comercio
Juanchito
Pto.Isaac
P.LaTorre
Vijes
Yotoco
Mediacanoa
Riofrío
Pte.Guayabal
LaVictoria
Anacaro
LaVirginia
0
1
2
3
4
5
6
7
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
ABSCISA (Km)
DBO5(mg/l)
Ecuación de Thyssen
Ecuación de Churchill
Ecuación de O´Connor & Dobbins

7.37
En la Figura No. 7.9 b se observa que un aumento en la concentración del OD en el agua como
consecuencia de la reaireación de la misma genera niveles más bajos en la DBO5 remanente en el
río aunque las disminuciones son bajas en especial en el tramo entre Salvajina y Juanchito donde
los niveles de DBO5 son menores a 2 mg/l.
Condición de Flujo Permanente y No Permanente.
Las simulaciones de la calidad del agua se hicieron bajo condiciones de flujo permanente y no
permanente. En la Figura No. 7.10 se presenta la comparación de los resultados para los tres
parámetros simulados bajo condiciones de flujo permanente y para condiciones no permanentes
con caudales diarios y con caudales horarios.
Las tres curvas fueron construidas con los resultados del modelo para el día 11 de junio de 1998 a
las 12:00 del día. Los resultados son diferentes, especialmente la curva de simulación con
caudales horarios, la cual refleja una mayor variación longitudinal en los tres parámetros
demostrando la sensibilidad del modelo a las variaciones de caudal.
Para tener una mejor aproximación entre los resultados del modelo y la calidad del agua del río es
necesario continuar acercándose a una calibración con información de parámetros hidráulicos y
calidad del agua con mayor precisión. En lo posible se debería modelar con variaciones horarias
de caudal y de la calidad del agua.
Variación Diaria
Cuando se simula bajo régimen de flujo permanente, no hay una variación en los resultados del
modelo en el tiempo. En una simulación bajo condiciones de flujo no permanente el caudal esta
variando en el tiempo, por esta razón así se halla simulado con concentraciones constantes el
modelo Mike 11 registra las variaciones en el tiempo de la calidad del agua como se presenta en
la Figura No. 7.11, donde cada día tiene una curva de DBO5 y OD diferente lo cual se aproxima
mucho más a la realidad.
Variación Horaria por Estaciones
Un río esta en constante movimiento y actividad de día y de noche, lo cual se ve reflejado en las
fluctuaciones que se presentan en la calidad del agua en una estación a través del tiempo. El
modelo Mike 11 brinda la posibilidad de obtener resultados de las variaciones horarias de la
calidad del agua a lo largo del Río en los diferentes puntos de calculo. En la Figura No. 7.12 se
presentan las variaciones horarias de la calidad del agua para la estación de Juanchito y en la
Figura No. 7.13 se presentan los resultados en la estación de Mediacanoa.
La temperatura y el OD son más sensibles a las variaciones entre el día y la noche. En el caso de
la temperatura esta depende de la radiación solar absorbida por lo tanto las temperaturas siempre
son mayores de día que de noche. El oxígeno también depende de la radiación por la producción
de oxígeno por fotosíntesis, sin embargo en el caso del Río Cauca el impacto de esta producción
en la concentración de OD es mínimo por esta razón no hay grandes incrementos en la
concentración de oxígeno durante el día.

7.38
Figura No. 7.10 ANALISIS PARA CONDICION DE FLUJO
PERMANENTE Y NO PERMANENTE
/s
a) TEMPERATURA CALCULADA vs TEMPERATURA MEDIDA
15
20
25
30
35
40
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
TEMPERATURA(ºC)
Temperatura Calculada (Q Diarios)
Temperatura Calculada (Q Horarios)
Temperatura Calculada (Q Permanentes)
b) DBO5 CALCULADA vs DBO5 MEDIDA
0
3
6
9
12
15
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
DBO5(mg/l)
DBO5 Calculada (Q Diario)
DBO5 Calculada (Q Horarios)
DBO5 Calculada (Q Permanente)
c) OD CALCULADO vs OD MEDIDO
A.Ovejas
A.Súarez
LaBalsa
A.Timba
LaBolsa
Pte.Hormiguero
A.Navarro
Juanchito
P.Comercio
Pto.Isaacs
P.Torre
Vijes
Yotoco
Mediacanoa
Riofrio
Pte.Guayabal
Pte.LaVictoria
Anacaro
LaVictoria
0
2
4
6
8
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
ABSCISA (Km)
OD(mg/l)
OD Calculado (Q Diario)
OD Calculado (Q Horarios)
OD Calculada (Q Permanente)

7.39
(a) VARIACION DIARIA DE LA DBO5
1
2
3
4
5
6
7
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
DBO5(mg/l)
07/06/98
08/06/98
09/06/98
10/06/98
11/06/98
12/06/98
(b) INFLUENCIA DEL CAUDAL VARIABLE EN EL OD
1
2
3
4
5
6
7
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
ABSCISA (Km)
OD(mg/l)
07/06/98
08/06/98
09/06/98
10/06/98
11/06/98
12/06/98

7.40
Figura No. 7.12 VARIACION HORARIA DEL CAUDAL Y LOS PARAMETROS
DE LA CALIDAD DEL AGUA
Estación: Juanchito Condición Estacional: Promedio Tipo de Régimen: No Permanente
Período de Simulación: Jun 9 a Jun 12 de 1998
150
200
250
300
CAUDAL(m3
/s)
10
15
20
25
30
TEMPERATURA(o
C)
1,5
2,0
2,5
3,0
DBO5(mg/l)
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
0:00
6:00
12:00
18:00
0:00
6:00
12:00
18:00
0:00
6:00
12:00
18:00
0:00
6:00
12:00
TIEMPO (hora)
OD(mg/l)
Junio 9 Junio 10 Junio 11 Junio 12

7.41
Figura No. 7.13 VARIACION HORARIA DEL CAUDAL Y LOS PARAMETROS
DE LA CALIDAD DEL AGUA
Estación: Mediacanoa Condición Estacional: Promedio Tipo de Régimen: No Permanente
Período de Simulación: Jun 9 a Jun 12 de 1998
225
250
275
300
CAUDAL(m3
/s)
Junio 9 Junio 10 Junio 11 Junio 12
20,0
22,5
25,0
27,5
30,0
TEMPERATURA(o
C)
5,0
6,0
7,0
8,0
DBO5(mg/l)
1,0
1,3
1,5
1,8
2,0
0:00
6:00
12:00
18:00
0:00
6:00
12:00
18:00
0:00
6:00
12:00
18:00
0:00
6:00
12:00
TIEMPO (hora)
OD(mg/l)

7.42
Transporte Advectivo y Dispersivo de una Sustancia.
Como ya se mencionó toda sustancia que ingresa a una corriente es transportada a través de dos
mecanismos el de advección y el de dispersión. En el caso del modelo unidimensional Mike 11,
el modulo de advección y dispersión permite simular el transporte longitudinal de cualquier
sustancia conservativa o no conservativa.
Una de las aplicaciones más interesantes es cuando se desea estudiar la propagación aguas debajo
de una onda de polución, que puede ser un evento accidental, es decir una descarga instantánea
de una gran masa de un contaminante.
En la Figura No. 7.14 se presenta el transporte advectivo y dispersivo de la onda de un
contaminante conservativo. Se asumió una descarga de 10000 mg/l con un caudal de 10 m3
/s en
la estación de Juanchito (abscisa 139.26 Km) a las 10 de la mañana del día 11 de junio de 1998.
La simulación se realizó bajo un régimen de flujo no permanente, con un caudal promedio en
Juanchito de 240 m3
/s para los seis días de la simulación.
Debido a que el modelo es unidimensional y considera un mezcla instantánea en la sección donde
se descarga el contaminante, la primera onda refleja un pico en la concentración la cual va
disminuyendo rápidamente en el tiempo y la distancia. El efecto del transporte dispersivo es más
pronunciado durante las primeras 24 horas cuando la concentración disminuye de 325 mg/l a 120
mg/l aproximadamente, lo cual implica una disminución del 63% de la concentración en 50 Km.
Al final del tramo el transporte que prima es el advectivo y la onda se mueve aproximadamente
40 Km cada 12 horas, con una variación menor en la concentración.
7.8 CONSIDERACIONES FINALES
Este trabajo se presenta como una contribución al estudio del comportamiento de la calidad del
agua del Río Cauca y al proceso de su modelación matemática como una herramienta de
pronostico con fines de planificación y control.
Desde la década del 70 hasta ahora se ha avanzado significativamente en el conocimiento del río
tanto en el comportamiento hidráulico como en la calidad del agua. Por otro lado se han
presentado avances importantes en las herramientas de computación (hardware) y de modelación
(software). Es así como la utilización de la modelación matemática como herramienta de
planificación y control está hoy en día limitada por la disponibilidad de información para la
ejecución confiable de los procesos de calibración y verificación.
Es así como la modelación matemática del Río Cauca como una estrategia de aproximación a
realidad se enfrenta a las limitaciones de información disponible para lograr una adecuada
representación de un fenómeno complejo como lo es el comportamiento de un río ante los
vertimientos de cargas contaminantes. A pesar de que los primeros trabajos sobre modelación del
Río Cauca datan de la década del 70 los muestreos realizados a la fecha, con propósitos
específicos de calibración y verificación de modelos de simulación han sido muy pocos, haciendo

FiguraNo.7.14TRANSPORTEADVECTIVOYDISPERSIVO
DEUNASUSTANCIACONSERVATIVA
0
50
100
150
200
250
300
350
050100150200250300350400450
ABSCISAS(km)
CONCENTRACION(mg/l)
11/06/9812:00a.m.
11/06/9804:00a.m.
11/06/9808:00a.m.
12/06/9812:00a.m.
12/06/9812:00p.m.
13/06/9812:00a.m.
13/06/9812:00p.m.
14/06/9812:00a.m.
14/06/9812:00p.m.
15/06/9812:00a.m.
15/06/9812:00p.m.
16/06/9812:00a.m.

7.44
necesario apoyarse en las mediciones con propósitos de caracterización y control de la
contaminación.
La información de la calidad del agua del Río Cauca que se encuentra disponible presenta
limitaciones en cuanto a:
• El muestreo es enfocado a la caracterización de la calidad del agua y no a la calibración de
modelos matemáticos de calidad.
• No hay simultaneidad en el muestreo entre el Río Cauca y los tributarios.
• La frecuencia del muestreo es muy baja. En el mejor de los casos es trimestral lo cual limita
la simulación dinámica de los componentes de la calidad del agua.
• Los datos de calidad del agua no siempre se relacionan con el caudal de la fuente medido en
el momento del muestreo.
• No se miden todos los parámetros o no se registra el dato.
• Hay un alto grado de incertidumbre en la medición de parámetros como la DBO5
influenciados por el punto y la forma de tomar la muestra, la preservación, el transporte y la
medición en laboratorio.
Adicionalmente se suma el hecho de la entrada en operación del embalse de Salvajina, a
principios de 1985, lo cual afecta el comportamiento natural del río haciendo más complejo
encontrar las tendencias de la calidad del agua.
No obstante las limitaciones de información este trabajo es una contribución significativa al
proceso de calibración y verificación de modelos de simulación de calidad de agua para el río
Cauca, en su valle geográfico. Se destaca el hecho de contar con una calibración y verificación
de la componente hidrodinámica para condiciones de flujo no permanente y la utilización de un
modelo como el Mike 11.
En cuanto a la modelación específica de los parámetros de calidad se desarrolló un proceso de
calibración y verificación buscando el mejor aprovechamiento de la información disponible y de
las posibilidades del Mike 11. La calibración y verificación de la calidad del agua se realizó para
el nivel más básico del Mike 11 (Nivel 1) teniendo en cuenta las limitaciones de información
indicadas anteriormente. El Nivel 1 del modelo simula la DBO, el OD y la temperatura y esta
orientado a estudiar fuentes con problemas relacionados con el consumo de oxígeno debido a las
descargas de materia orgánica fácilmente degradable.
Se espera poder en un futuro utilizar niveles mas altos del modelo como el Nivel 4 donde se
pueden estudiar los problemas de DBO - OD incluyendo los compuestos del nitrógeno y las
interacciones de la materia orgánica entre el sedimento y el agua. Este nivel es recomendable
para estudios generales sobre los efectos de las descargas municipales, industriales y agrícolas.

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