Contaminacion fluvial

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 Mejorasenel modeladode la calidad de las aguas pluviales necesarias para SWMM (Modelo De Gestión De Aguas Pluviales)

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Paquete de software grande y relativamente complejo capaz de simular la transformación de la precipitación en escorrentía urbana y el transporte de la escorrentía desde la superficie del suelo a través de redes de canales de tuberías y tratamiento de almacenamiento. instalaciones y finalmente a las aguas receptoras. El modelo se puede utilizar para simular un solo evento o un largo período continuo.

Este documento revisará los algoritmos de calidad de las aguas pluviales existentes en el modelo, discutirá los problemas asociados con estos algoritmos y ofrecerá un esquema específico de las mejoras necesarias. Los conocimientos y las mejoras del modelado se basan en el conocimiento adquirido a lo largo de muchos años de estudio e investigación que han llevado al desarrollo del Modelo de transporte de partículas simplificado (SIMPTM).

Los autores entienden que USEPA, Camp Dresser y McKee (CDM) y el Dr. Wayne Huber están realizando un esfuerzo para mejorar significativamente el código SWMM existente y crear la versión 5.0 de SWMM

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1. ntecedent

• Los objetivos del estudio fueron investigar las fuentes de contaminación de las aguas pluviales urbanas y sus magnitudes.
• Llegaron a la conclusión de que las fuentes de contaminación de las aguas pluviales urbanas son principalmente: escombros y contaminantes de las calles, contaminantes de áreas de tierra abierta: productos químicos de uso público; sustancias depositadas en el aire; productos químicos para el control del hielo; y suciedad y contaminantes lavados de los vehículos.
• El estudio indicó que los escombros y los contaminantes de las calles son la fuente más fácilmente controlable de contaminación de las aguas pluviales. El informe también señaló que el componente más importante de los escombros de las calles, en términos de producir contaminación del agua por la escorrentía, es la fracción de polvo y suciedad o esa fracción de los desperdicios de las calles que pasan por un hardware de 1/8 de pulgada

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Un estudio de 1972 preparado para la USEPA, titulado, Aspectos de contaminación del agua de los contaminantes de las calles, proporcionó las siguientes conclusiones con respecto a esta fracción de polvo y suciedad que también se conoce como suciedad de la calle.

• La suciedad   de   las   calles   está   altamente   contaminada   con

contaminantes de escorrentía urbana.

• La suciedad de las calles parece ser la principal fuente de contaminación de las aguas pluviales en el entorno urbano.

• Se encontró constantemente que el componente principal de la suciedad de la calle era inorgánico: murmullo similar a un mineral, similar a la arena y el limo comunes.

• La mayor parte del potencial de contaminación del ruido de la calle está asociada con la porción más fina de tierra.

La última conclusión fue quizás el hallazgo más importante del estudio, ya que presagió los problemas que se descubrieron más tarde con respecto a la dificultad asociada con el control de la contaminación de escorrentía urbana mediante el uso de controles de fuente como limpieza de calles y controles de final de tubería como estanques de sedimentación.

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• Otra fuente de contaminación que fue identificada por

el estudio de la USEPA de 1972 es la lluvia atmosférica.

• Las principales fuentes de dichos materiales serían las chimeneas industriales y los conductos de ventilación, los proyectos de construcción y excavación, las operaciones agrícolas y las áreas de terrenos baldíos expuestos.
• Muchas de estas formas de lluvia radiactiva son virtualmente inertes y solo agregarían turbidez y cargas de sólidos suspendidos a las aguas receptoras.

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• Las fuentes adicionales identificadas por el estudio de la USEPA incluyen: vegetación, escorrentía de áreas terrestres adyacentes, excrementos de aves y animales, derrames y compuestos antideslizantes.

• El estudio USEPA de 1972 de Sartor y Boyd y la posterior aprobación de la Ley de Agua Limpia (CWA) por parte del Congreso de los Estados Unidos condujo a una explosión de investigaciones y estudios adicionales sobre la contaminación de escorrentía urbana.

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• Otro estudio de la USEPA titulado Análisis de materiales tóxicos de los contaminantes de la superficie de las calles (Pitt y Amy, 1973).
• Pitt y Amy examinaron el material tóxico presente en la suciedad de la calle recolectada en Tulsa, Oklahoma; Seattle, Washington; San Jose, California; y Baltimore, Maryland. Pitt y Amy concluyeron que los elementos metálicos más importantes que se encuentran en la suciedad de las calles son

• Plomo, zinc, cobre, níquel, cromo, estroncio, titanio y circonio
• Pitt y Amy encontraron más del 50 por ciento de todos los metales en un rango de tamaño de partícula menor a 495 micrones.

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ANTECEDENTES DEL DESARROLLO DE SWMM

• La versión 1.0 del modelo de gestión de aguas pluviales de la USEPA se publicó en julio de 1971 (Metcalf y Edy, Inc., 1971). Los objetivos para el desarrollo inicial de los componentes de calidad de la escorrentía superficial dentro de SWMM fueron:

• Identificar los componentes de calidad o contaminantes
• Determinar las cantidades de contaminantes en cada subcuenca antes de la tormenta
• Determinar la tasa de eliminación de contaminantes durante una tormenta

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• Los desarrolladores formularon una estructura de modelo que era esencialmente idéntica a la sugerida más tarde por Sartor y Boyd. Esa estructura reconoció la existencia de tres componentes principales del modelo que pueden describirse como:
• Acumulación o acumulación de contaminantes
• Lavado de contaminantes por lluvia transformado en escorrentía
• Recolección de contaminantes acumulados por limpieza de calles

• El modelo SWMM no aborda la captura potencial de contaminantes por las cuencas de captación, sino que aborda la posible erosión y la deposición aguas abajo de contaminantes que ya se habían acumulado dentro de las cuencas de captación.

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PROCEDIMIENTOS GENERALES

• Para la mayoría de las aplicaciones SWMM, el Runoff Block es el origen de los algoritmos de calidad del agua. El modelo simulará la acumulación, el lavado y la eliminación mediante la limpieza de las calles de sedimentos o suciedad de las calles (es decir, la fracción de polvo y suciedad).

• Se apoyan con factores de potencia para generar estimaciones de varias otras cargas contaminantes es una técnica aceptable que está siendo utilizada por muchos modelos de calidad de aguas pluviales.
• Sin embargo, numerosos estudios a lo largo de los años han demostrado que estos factores de potencia pueden variar significativamente según el rango de tamaño de partícula del sedimento acumulado.

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• El uso de factores de potencia para generar estimaciones de varias otras cargas contaminantes es una técnica aceptable que está siendo utilizada por muchos modelos de calidad de aguas pluviales. Sin embargo, numerosos estudios a lo largo de los años han demostrado que estos factores de potencia pueden variar significativamente según el rango de tamaño de partícula del sedimento acumulado. La Tabla 13.1 muestra los factores de potencia promedio observados recientemente en la suciedad de la calle encontrada en una instalación de manipulación de contenedores de carga marítima dentro del Puerto de Seattle, Washington (Sutherland, et. Al., 1998).

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Factores de potencia de Sutherland, et. al., 1998.

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COMPONENTE DE ACUMULACIÓN

• Las ecuaciones también implican que la tasa de acumulación es mucho mayor durante el primer día seco después de una limpieza de calles o una lluvia. Esto se originó en la suposición de que cualquier lluvia o barrido eliminaría todo el material acumulado de la calle. Esta suposición fue tontamente evidente en la forma en que los datos de acumulación recopilados por Sartor y Boyd (1972) fueron analizados con ecuaciones forzadas a pasar por cero en el eje X (Figura 13.2).

Componente de acumulación

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Figura 13.2 Ecuaciones de acumulación disponibles en SWMM (de Huber et.al., 1981).

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