1. NUEVOS PARADIGMAS EN EL MANEJO DE
ECOSISTEMAS ACUÁTICOS
GERENCIA CORPORATIVA AMBIENTAL
ACUEDUCTO DE BOGOTÁ
ALEXANDRA GARZÓN GARCÍA
Ingeniera civil
MSc. Ingeniería ambiental
MSc. Ecología acuática y de humedales
2. MANEJO INTEGRADO DEL RECURSO
HÍDRICO
Manejo integrado del recurso
hídrico: Marco necesario para
los administradores del recurso
hídrico que permite considerar
todas las relaciones del ser
humano con el ciclo del agua en
la vía del manejo sostenible del
recurso hídrico. Promueve la
coordinación en el desarrollo y
manejo del agua, las cuencas y
sus recursos relacionados con el
fin de maximizar el bienestar
social y económico en una forma
equitativa, sin comprometer la
sosteniblidad de ecosistemas
vitales (GWP, 2000).
3. MANEJO INTEGRADO DEL RECURSO
HÍDRICO
Necesidad del establecimiento y uso
de marcos políticos e institucionales de
soporte para el manejo del agua que se
basan en principios fundamentales que
reconocen:
La naturaleza finita de los recursos
hídricos
La necesidad de una participación
de actores equitativa
El importante rol de las mujeres
en el manejo del agua
El valor económico del agua
Ofrece un amplio rango de herramientas
e instrumentos de manejo para asistir a
los administradores del recurso en
obtener las metas del manejo.
4. LA ECOHIDROLOGÍA COMO
FUNDAMENTO EN LA INTERVENCIÓN
DEL RECURSO HÍDRICO
Aproximación integradora sistémica para restaurar o conservar los
servicios ambientales de las cuencas mediante el manejo de los
procesos hidrológicos y ecosistémicos con el fin de potenciar la
capacidad del ecosistema para absorber impactos adversos.
Estudio de las interrelaciones funcionales entre la hidrología y los
ecosistemas acuáticos a escala de cuenca
Nueva aproximación para lograr el manejo sostenible del agua
Área de estudio dirigida a entender la interdependencia de los
procesos hidrológicos y ecológicos
Busca soportar un manejo del agua basado en una visión holística
del rol del agua en el ambiente
Eliminación de amenazas vs. amplificación de oportunidades
5. OBJETIVO DE LA ECOHIDROLOGÍA
El elemento clave de la ecohidrología es el uso dual de la regulación (procesos
hidrológicos y procesos ecosistémicos) para proveer soluciones de alta tecnología
y bajo costo que potencien la capacidad de carga de los ecosistemas frente a los
impactos antropogénicos con el fin de obtener el manejo integrado y sostenible de
las cuencas (Zalewski, 2006).
6. LA ECOHIDRÁULICA COMO
APLICACIÓN PRÁCTICA
La ecohidráulica es el estudio de los vínculos entre los procesos físicos y las
respuestas ecológicas en ríos, estuarios y humedales (CER, 2006). La
ecohidráulica es similar a la ecohidrología en el sentido de que es una
aproximación interdisciplinaria que busca integrar el trabajo de ingenieros,
biólogos, ecológos, ingenieros ambientales, químicos, geomorfólogos entre otros.
7. Hipótesis de trabajo de la
Ecohidrología
• Los cambios históricos deben ser analizados e
interpretados para comprender el régimen
hidrológico y distribución de la biota
106-103 años 105-103 años 102-101 años 100 años Días a minutos
Sistema de arroyo Sistema de segmento Sistema de tramo Sistema de poza/rápido Sistema de microhábitat
103 m 102 m 101 m 100 m 10-1 m
8. Hipótesis de trabajo de la
ecohidrología
Estudios
palinológicos en
humedales de
planicie de
inundación del
Tunjuelo medio, 2007
10. Hipótesis de trabajo de la
Ecohidrología
Patrones biocenóticos
Corriente de mediano orden
Cabecera Río de planicie
Trucha Tímalo Barbo Pargo
RHRITHRON POTAMON
Temperatura < 20ºC Temperatura >20ºC
Alto O2 Bajo O2 y luz
Corriente turbulenta Corriente laminar
Rocas y gravilla Arena y lodo
No Plankton Potamoplankton
11. Hipótesis de trabajo de la
Ecohidrología
• Mejorar la capacidad de
resistencia, recuperación y
amortiguamiento de los
ecosistemas acuáticos
• Resiliencia y resistancia
• Estabilidad local (disturbio
pequeño) y estabilidad global
(disturbio grande)
• Fragilidad y robustez:
dinámicamente frágil (estable
en un rango pequeño de
condiciones ambientales),
dinámicamente robusta
(estable en un rango amplio de
condiciones)
12. Hipótesis de trabajo de la
Ecohidrología
• Mejorar la capacidad de resistencia, recuperación y
amortiguamiento de los ecosistemas acuáticos
• Competencia interespecífica
(coexistencia mediante
diferenciación de nichos:
partición de recursos)
• Predación: la diversidad local
de especies está directamente
relacionada con que los
predadores previenen la
monopolización.
• Disturbios: “Hipótesis del
disturbio intermedio”.
13. Hipótesis de trabajo de la
Ecohidrología
• La vulnerabilidad de los ecosistemas acuáticos depende
de los patrones estacionales de los procesos hidrológicos
y bióticos y puede ser cambiada por el impacto humano
Culvert en el Boise National Forest previene la
migración del salmón kokanee.
14. Hipótesis de trabajo de la
Ecohidrología
• Las cargas de nutrientes y sedimentos que llegan a
los ecosistemas acuáticos dependen en gran medida
de las perturbaciones inducidas por el hombre sobre
las características ecológicas e hidrológicas naturales
de la cuenca
Figura 1. Diagrama simplificado de las relaciones entre los controles de los procesos
Figura 1. Diagrama simplificado de las relaciones entre los controles de los procesos
de cuenca, los procesos, hábitats acuáticos y biodiversidad. (Montgomery y Bolton, 2003)
de cuenca, los procesos, hábitats acuáticos y biodiversidad. (Montgomery y Bolton, 2003)
15. Hipótesis de trabajo de la
Ecohidrología
• La intensidad y duración de las crecientes son
modificadas por las características biológicas de
corredores fluviales las cuáles a su vez son
modificadas por el régimen hidrológico.
16. Hipótesis de trabajo de la
Ecohidrología
• El transporte y transformación de los contaminantes
está altamente influenciado por el régimen
hidráulico-hidrológico y por las características
ecológicas de los corredores fluviales
Los ríos no son
simples conductos
de la tierra al mar,
también tienen la
capacidad de
retener y
transformar una
porción de los
materiales
transportados.
17. Hipótesis de trabajo de la
Ecohidrología
PROCESOS MICROBIANOS ALMACENAMIENTO
BIOTICO TRANSIENTE
C:N:P
Retención
hidrológica
Retención
química
Retención
Lugares de reacción biológica
18. Hipótesis de trabajo de la
Ecohidrología
Retención a nivel de ecosistema
Ecosistemas lénticos Ecosistemas lóticos
Concepto de la espiral de materiales
Webster y Patten 1979
19. Hipótesis de trabajo de la ecohidrología
Río Itachi antes de su restauración , 1981 Río Itachi después de su restauración, 1993
Longitud de la espiral: El grado de compresión de la espiral indica que tan
eficiente es una corriente en reciclar nutrientes/materiales
20. Hipótesis de trabajo de la
ecohidrología
• La optimización de la estructura de las zonas de ecotonos, como las zonas de defensa
ribereñas, y de los humedales de planicies de inundación es la herramienta principal para la
regulación de la transferencia de nutrientes desde la cuenca hacia el río u otros cuerpos
hídricos aguas abajo
Interacción hidrológica lateral
21. Lugares especiales de transformaciones biogeoquímicas
Escala de tramo Escala de cuenca
22. Hipótesis de trabajo de la
Ecohidrología
• La aplicación de aproximaciones ecohidrológicas en
SIG permite trabajar en diferentes escalas y agregar
información lo cual permitirá una interpretación más
profunda del régimen hidrológico de las cuencas
23. Hipótesis de trabajo de la
Ecohidrología
• El entendimiento de los procesos ecohidrológicos y el
mejoramiento de las capacidades predictivas forman
la base para un manejo costo-eficiente de los
sistemas hídricos y de los paisajes
• Los índices para el planeamiento predictivo y el
manejo sostenible de los recursos hídricos deben
estar basados en los datos puntuales/locales y en
estudios sobre procesos hidrológicos de gran escala
24. ÁREAS DE INVESTIGACIÓN Y APLICACIONES
PRÁCTICAS DE LA ECOHIDRÁULICA
Estudio de las interacciones entre el caudal, el transporte de
sedimentos y el hábitat de especies
•Entendimiento de la geomorfología fluvial es fundamental
•Efectos del “hydropeaking” sobre especies aguas debajo de embalses
•Efecto de olas de embarcaciones sobre bancas e impacto en peces de
0+.
•Movimientos de barras de arena en ríos y expansión de vegetación
asociada
•Dinámicas de vegetación en barras de ríos con diferentes sustratos
•Interacción entre trenzamiento de ríos, hidráulica, transporte de
partículas gruesas y hábitats (sistema radiotelemétrico automático, río
Sunwapta Canadá)
25. ÁREAS DE INVESTIGACIÓN Y
APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA
ECOHIDRÁULICA
Estudio de las interacciones entre el caudal, el transporte de
sedimentos y el hábitat de especies
•Relación entre características físicas, régimen de caudales y vegetación
riparia en ríos de sedimento grueso (27 ríos Snake River Idaho)
•Estudio de la movilidad de parches de sedimentos
•Efecto de diversos tipos de hábitats sobre características hidráulicas de
las corrientes
•Efecto de morfología de plantas acuáticas y densidad de sus parches en
la atenuación del oleaje
•Relaciones entre estructura de flujo turbulento y biotopos en ríos de
montaña
•Efectos de densidad de vegetación acuática en flujos de baja velocidad
•Relaciones entre vegetación riparia y caudal
26. ÁREAS DE INVESTIGACIÓN Y APLICACIONES
PRÁCTICAS DE LA ECOHIDRÁULICA
Relación entre el ancho del canal y
profundidad hidráulica y el caudal para
un periodo de retorno de 2 años en 27
ríos de Idaho. (Mussetter et al, 2009)
Mediana de días por año y de intervalo de recurrencia de inundación según forma de
vida (Mussetter et al, 2009).
28. ÁREAS DE INVESTIGACIÓN Y APLICACIONES
PRÁCTICAS DE LA ECOHIDRÁULICA
CONCLUSIONES
El periodo de retorno de eventos de inundación y el número de días en que se
presenta inundación en la franja riparia determina el ancho de la franja riparia y
la zonación de la vegetación en la misma.
El límite inferior coincide con el nivel de inundación para un Tr = 1.25 y 2 años y
el límite superior en donde aparece la vegetación netamente terrestre coincide
con un Tr=5 años
El ancho del canal dentro de la franja riparia está determinado por la movilidad
del sustrato
En caso en que las bancas son muy estables la vegetación riparia tiende
aparecer por debajo del límite de inundación con Tr=2 años
No encontraron relación entre el ancho del canal y la densidad de la vegetación
como otros autores
29. ÁREAS DE INVESTIGACIÓN Y
APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA
ECOHIDRÁULICA
Evaluación de la aptitud de los hábitats
Revisión de clasificaciones de tipos y características de hábitats fluviales
Metodologías para determinación de unidades de hábitat (MEM Mesohabitat
evaluation model)
Análisis de secuencias pozas escalón y rápidos en ríos de montaña para definir
técnicas de reconstrucción fluvial
Uso de laser terrestre (Lidar) para mapeo de hábitats fluviales y regímenes de
flujo
Influencia de complejidad geomorfológica en hábitats para peces
Patrones hidrodinámicos espaciales de áreas de desove (río Yangtze)
Límites de profundidad y velocidad del agua para uso de hábitat por peces (río
San Pedro Chile)
Aptitud de hábitats para comunidades de bosques inundables (río Orinoco)
34. ÁREAS DE INVESTIGACIÓN Y
APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA
ECOHIDRÁULICA
Evaluación de los efectos de alteraciones en el régimen natural de caudales y
caudales ambientales
•Mejoramiento de metodologías para determinación de caudales ambientales
•Estudio de la disminución de alteraciones hidráulicas mediante operación
dinámica de embalses
•Herramientas para determinar caudales ecológicos para propósitos
geomorfológicos en ríos con sedimentos tipo grava
•Efectos de descargas controladas para manejar ambiente acuático aguas debajo
de presas (Flumendosa Italia)
•Estudios de impacto de operación de embalses en dinámicas de hábitat y
sucesión de vegetación en planicies inundables (río Kootenai USA)
•Evaluación de pérdida de diversidad de ictiofauna debido a regulación de caudal
(río Sao Francisco Brazil)
•Efectos ecológicos de presas (Pantanal Brazil)
36. ÁREAS DE INVESTIGACIÓN Y
APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA
ECOHIDRÁULICA
Modelación de hábitats acuáticos
•Desarrollo de modelos para evaluar hábitat (MOFIR evaluación de
hábitats para corrientes alemanas, MEM, PHABSIM)
•Desarrollo de un modelo dinámico para vegetación de planicie de
inundación
•Acople de modelos hidrodinámicos a modelos ecológicos
(Mississippi)
•Modelos de redes neuronales difusas
37. ÁREAS DE INVESTIGACIÓN Y
APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA
ECOHIDRÁULICA
Transporte e intercambio de solutos y nutrientes
Entendimiento de ciclos del carbono y nitrógeno en zonas riparias
Creación de zonas riparias para disminuir el aporte de contaminación difusa a
las corrientes: franjas riparias buffer al río Nam-Han en Korea
38. ÁREAS DE INVESTIGACIÓN Y
APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA
ECOHIDRÁULICA
•Migración de peces, diseño y efectividad de escaleras para peces
en presas y otras estructuras hidráulicas con funciones ecológicas
Reapertura de rutas de migración de peces a nivel de cuenca mediante índices
de prioridad en ríos italianos
Nuevos diseños de coulverts para pasos de trucha en rutas de migración
Modelación de preferencias de peces por lapsos de niveles de agua para
determinar rutas de migración
Evaluación de vertederos en la migración de peces
39. ÁREAS DE INVESTIGACIÓN Y
APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA
ECOHIDRÁULICA
•Efectos del cambio climático
•Manejo de cuencas
40. ÁREAS DE INVESTIGACIÓN Y
ÁREAS DE INVESTIGACIÓN Y APLICACIONES
APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA
PRÁCTICAS DE LA ECOHIDRÁULICA
ECOHIDRÁULICA
•Restauración ecológica de ecosistemas acuáticos
•Restauración ecológica de ecosistemas acuáticos
En 1999 la revista “SCIENCE” predijo que la RESTAURACIÓN DE RÍOS sería
uno de los siete campos científicos que se haría prominente en la siguiente
década. (Science 286:2240, 2000).
41. RESTAURACION DE RIOS Y
HUMEDALES
• Los humedales y los ríos se encuentran entre los
ecosistemas más amenazados en el planeta
(Brinson y Malvarez 2002, Malmqvist y Rundle
2002, Tockner y Stanford 2002).
• La restauración de ríos y humedales ha emergido
como un fenómeno mundial y como una empresa
promisoria (Kondolf 1995, Brookes y Shields
1996, Nienhuis y Leuven 2001, Shields et al. 2003,
Bernhardt et al. 2005, Palmer et al 2005).
42. Estadísticas de los proyectos de
restauración
En Estados Unidos, organizaciones
públicas y privadas han gastado
alrededor de 15 billones de dólares en
más de 30000 proyectos de
restauración de ríos y humedales desde
1990 (Malakoff 2004, Bernhardt et al
2005)
43. Objetivos de la restauración ecológica
ECOSISTEMA ORIGINAL
NIVEL ESPERADO EN
RESTAURACIÓN
ECOLÓGICA (INTEGRIDAD
ECOLÓGICA)
REEMPLAZO POR UN NIVELES
ECOSISTEMA DIFERENTE ALTERNATIVOS DE
REHABILITACIÓN
ECOSISTEMA
DEGRADADO
ESTRUCTURA (DIVERSIDAD, COMPLEJIDAD)
Trayectoria realista
44. Integridad ecológica
Un ecosistema tiene integridad ecológica si
retiene su complejidad y capacidad para
autoorganización y diversidad suficiente en sus
estructuras y funciones, para mantener su
complejidad autoorganizativa a través del
tiempo.
48. Objetivos de la Restauración
Ecológica
• Inicialmente enfocada a aumentar la heterogeneidad
espacial
• Más recientemente apunta a la importancia de una
aproximación más integrada que incluya la dinámica del
paisaje y los procesos ecosistémicos clave (Pedroli et al
2002, Hohensinner et al 2004).
• Los proyectos de rehabilitación a gran escala deben
considerar también la alterada dinámica de nutrientes (p.e
Delta del Danubio, Buijse et al, 2002) o apuntar a reducir el
transporte de nutrientes en el corredor riverino
aumentando la retención (Proyecto de restauración en
Kissimmee, Dahm et al 1995; Mississippi-Ohio-Missouri:
Mitsch y Day 2004)
49. Objetivos de la restauración
ecológica (Schiemer et al, 1999)
• La aproximación de la restauración debe basarse en conceptos
teóricos de ecología de ríos
• Debe ser orientada a procesos ecosistémicos en vez de a especies
• Debe primordialmente promover las funciones hidrológicas y
geomorfológicas del río (“deje que el río haga el trabajo” (Regier et
al. 1989; Gore y Shields, 1995; Henry y Amoros, 1995; Sparks, 1995;
Stanford et al, 1996; Ward et al. 1999)
• El consenso es que la rehabilitación debe ser idealmente concebida
a escala de cuenca.
• Esquemas de restauración bien planeados ofrecen una oportunidad
única para realizar experimentos a gran escala de las teorías de
ecología de ríos (Bayley, 1995)
50. Objetivos de la restauración
ecológica (ríos grandes)
• Es esencial entender como los patrones de
riqueza de especies son generados y
mantenidos a través del paisaje aluvial.
51. Cambios en el manejo de
ecosistemas
• Criterios basados en límites vs. Criterios
basados en régimenes (eg. Caudal mínimo vs.
Régimen de disturbios)
• Variabilidad espacio-temporal debe ser
considerada (escala de cuenca/planicie)
• Dimensión humana de los proyectos de
restauración (beneficio de inundaciones)
53. Restauración ecológica
Mover un ecosistema degradado a un estado
ecológico que se encuentra dentro de límites
aceptables con relación a un ecosistema menos
alterado. Puede ser vista como un intento de
cambiar la composición, estructura y función a
un rango que es más deseable que las
condiciones actuales. (Palmer, 2008. Reforming
watershed Restoration: Science in Need of Application and
Applications in need of Science)
55. Indicadores para evaluar el
éxito de la rehabilitación
REQUERIMIENTOS
Significancia ecológica
Evaluación a escalas
grandes
Sensitivos
Aplicación fácil y
económica
56. Castores – los inventores de la
ingeniería ecológica!
¨Seguro mijo, tu empiezas trabajando por el ecosistema pero
muy pronto se te ocurre como hacer que el ecosistema trabaje
para ti¨
57. La ingeniería ecológica
Disciplina que integra la
ingeniería y la ecología
buscando el diseño,
construcción y
monitoreo de
ecosistemas. El diseño
de ecosistemas
sostenibles intenta
integrar a la sociedad
humana con su ambiente
natural para beneficio de
ambos.
58. Principios de la ingeniería
ecológica
1. Se basa en la capacidad de autodiseño de los
ecosistemas
2. Puede ser una prueba de campo de las teorías
ecológicas
3. Se basa en aproximaciones sistémicas
integradas
4. Conserva energía no-renovable
5. Permite la conservación biológica
64. Humedales de flujo superficial vs. humedales
de flujo subsuperficial
Enea, junco, otras
FLUJO SUPERFICIAL
Junco grande, Phragmites
FLUJO SUBSUPERFICIAL
90. Humedales de flujo subsuperficial
-Usar la ley de Darcy para calcular la pendiente de fondo basándose
en Qmax
- Usar una superficie plana o máximo 0.3 m entre la entrada y la
salida
93. Sistema de tratamiento entrada
humedal de La Vaca
Mayo 15 2008 Junio 27 2008
Julio 29 2009 Julio 29 2009
94. Sistemas urbanos de drenaje
sostenible (SUDS)
Definición y objetivos
• Sistemas de drenaje diseñados para manejar los riesgos ambientales
asociados a la escorrentía urbana y para potenciar el valor ambiental.
• Su filosofía consiste en replicar en la forma más cercanamente posible el
sistema natural de drenaje de un sitio antes de su conversión a ambiente
urbano.
OBJETIVOS
• Minimizar los impactos del desarrollo urbano en la cantidad y calidad de la
escorrentía.
• Maximizar las amenidades y las oportunidades para la biodiversidad
Cantidad Calidad
Amenidades Objetivos del drenaje sostenible
biodiversidad (Fuente: Woods-Ballard et al,
2007)
95. Filosofía de los SUDS
• Reducción de los caudales de escorrentía y por lo tanto de
los riesgos de inundación aguas abajo
• Reducción de los volúmenes adicionales de escorrentía y
mayores frecuencias de la misma aumentados como
resultado de la urbanización, que aumentan el riesgo de
inundación y disminuyen la calidad del agua de la corriente
receptora
• Propiciar las recargas de agua subterránea para minimizar
los impactos sobre los acuíferos y los flujos base de los ríos
en la cuenca receptora
• Reducción de las concentraciones de contaminantes la
escorrentía protegiendo la calidad del cuerpo de agua
receptor.
96. Filosofía de los SUDS
• Actuación como un buffer para derrames accidentales
previniendo descargas directas de altas concentraciones de
contaminantes a los cuerpos de agua.
• Reducción del volumen de escorrentía superficial
descargado a los sistemas de alcantarillado combinado
reduciendo las descargas de agua con contaminantes a
través de los aliviaderos a las corrientes receptoras.
• Contribución a un aumento en la amenidad, oportunidades
de recreación y valor estético de las áreas urbanas
• Proveer hábitat para la vida silvestre en áreas urbanas y
oportunidades para la conservación de la biodiversidad.
97. El tren de manejo mediante SUDS
Fuente: http://www.ciria.com/suds/suds_management_train.htm
• Utilización de técnicas de drenaje en serie para
incrementalmente reducir la contaminación, tasas de
flujo y volúmenes de la escorrentía hacia aguas abajo
• Medidas de prevención, medidas de control en la
fuente, medidas de manejo insitu y medidas de manejo
regional
98. Tipos de SUDS
El tipo de SUD depende del objetivo del sistema, del área de la cuenca, y de su
localización en el tren de manejo.
Medidas de prevención
• No pavimentar áreas innecesariamente
• Llevar drenaje hacia jardines
• Prevenir derrames
• Barrer las calles
Medidas de control en la fuente
• Techos verdes
• Superficies permeables
• Drenajes filtrantes y tuberías perforadas
• Dispositivos de infiltración
Sistemas de manejo insitu (área de cuenca < 2Ha, eventos con Tr<2años)
• Vallados o Zanjas
• Drenajes filtrantes (si el tipo de suelo lo permite)
• Pondajes de infiltración (si el tipo de suelo lo permite)
Medidas de manejo regional (áreas de cuenca>10 Ha)
• Humedales construidos
• Pondajes húmedos
• Cubetas de detención extendida
99. Techos verdes
Construcción de un techo verde en el edificio Suecia
Logic 2 Bogotá
Francia
Fuente: http://sudsnet.abertay.ac.uk
101. Drenajes filtrantes (“Filter drains”)
Zanja llena de material permeable.
Buena para desarrollos pequeños si
el suelo lo permite.
102. Vallados o Zanjas (“Swales”)
Fuente: http://sudsnet.abertay.ac.uk
Diseñadas para eventos pequeños, usualmente
periodos de retorno de 2 años. Áreas de máximo 3
Ha aprox.
106. Humedales construidos
Humedal Urbanización Camino Verde
Marzo 2008 Mayo 2008
Humedal Urbanización Camino Verde
Humedal Urbanización Camino Verde
Humedal Urbanización
Hatochico Cusezar
Febrero 2009
107. Pondajes
Diseñados para tener agua
en forma permanente para
tratar la escorrentía.
Sistema más común para
áreas grandes.
Fuente: http://sudsnet.abertay.ac.uk
108. Cubetas de detención extendida
Almacenamiento diseñado para
no tener agua en forma
permanente, usualmente base en
gravilla. Desarrollos grandes (más
de 100 casas o áreas
comerciales).
Fuente: http://sudsnet.abertay.ac.uk
111. De una realidad compleja a una
representación simplificada
Modelo conceptual de humedal
herbáceo de agua dulce
(Mitsch and Gosselink, 2000)
112. De una realidad compleja a una
representación simplificada
N
ouf low
inf low
plant uptake
Qo
Nin
P
settling
B
M
Detritus nutrients
mineralization detritus washout
Dd
deep burial vd
csf
Ka
reaeration
dP
Pin Qo * P R( P) Dd * V * D M * O * P
Kd
V
dt Oxy gen
bacterial consumption
X
dO R( P) Descripción conceptual de
V Z * * O V * ka * (csf O) un modelo acoplado W
dt X fósforo-oxígeno en un
humedal (Garzón, 2002) J
113. LOS MODELOS DEBEN SER TAN
SIMPLES COMO SEA POSIBLE !!
Fuente: www.williamsclass.com/.../Gravity.htm
115. Para qué modelar?
• Anticipar efectos de influencias humanas y
perturbaciones en ecosistemas
• Predecir condiciones futuras para varios
escenarios o alternativas de acción.
• Investigar si nuestra visión del mundo natural
es lógica
• Entender el funcionamiento de los sistemas
naturales
116. Sistemas y compartimentos
Convención de símbolos de Stella
Variables de estado Parámetros
Variables de tasa
Flujos (magnitud del flujo)
(dirección)
Relación de
influencia
117. Tipos de modelos
• Modelos estadísticos
RELACIÓN ENTRE LA CARGA ORGÁNICA DE ENTRADA Y EL CAUDAL
PROMEDIO DE ENTRADA A LOS HUMEDALES DEL D.C
14000
CARGA ORGÁNICA (Kg/d)
12000 y = 0,0081x2 - 1,3039x + 268,41
10000 R2 = 0,9986
8000
6000
4000
2000
0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
CAUDAL (L/s)
Fuente: Garzón, 2008
118. Tipos de modelos
CADENA TRÓFICA DE UN ECOSISTEMA DE ARROYO
• Modelos
mecanísticos:
CPOM
explicatorios
Algas epilíticas
Microorganismos
Hongos
DOM microorganismos
Floculación
FPOM
Invertebrados Invertebrados
trituradores raspadores
Invertebrados
colectores
Vertebrados Invertebrados
predadores predadores
119. Tipos de modelos
• Modelos mecanísticos:
predictivos
Magnitude of different flows and transformations of phosphorus in a
wetland
Ni=2 mg/L, annual load=65.4 gm/m2/d, gr=38gm/m2/d
0.0400
phosphorus flow [gm/m3.d]
0.0350
0.0300
0.0250
uptake by plants
0.0200
settling
0.0150
0.0100
0.0050
0.0000
0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 600 640 680 720
time [days]
Fuente: Garzón, 2002
120. Tipos de modelos
• Estocásticos vs.
Determinísticos
BANDA DE CONFIANZA CONDICIONES ACTUALES INCERTIDUMBRE EN EL CAUDAL
Q min:TR 2 años, Qmax:TR 2 años
R. Bogotá VillaPinzón - Magdalena
DBO5
180.0
170.0 Cuenca Alta Cuenca Media Cuenca Baja
160.0
150.0
140.0
130.0
120.0 E
Concentración (mg/l)
M
110.0
B
100.0 A
L
90.0
Cadena Generación
Salto del Tequendama
S
80.0 E
70.0
D
60.0 E
L
50.0
40.0 M
U
30.0
Ñ
20.0 A
10.0
0.0 Condición Actual
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
Distancia (Km)
Fuente: EAAB-Uniandes, 2003
