La modelación hidrodinámica para la gestión hídrica del embalse del Guájaro, Colombia

El embalse del Guájaro, en el norte de Colombia, es un sistema hídrico abastecido por un canal artificial (el canal del Dique) a través de un dispositivo de compuertas. Durante las últimas décadas, ha presentado problemas de aprovechamiento excesivo, por lo cual resulta necesario regular las estruct...

Full description

Autores:
Torres Bejarano, Franklin Manuel
Padilla Coba, Jesus
Rodríguez Cuevas, Clemente
Ramírez León, Hermilo
Cantero Rodelo, Ruben Dario
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2016
Institución:
Corporación Universidad de la Costa
Repositorio:
REDICUC - Repositorio CUC
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/4591
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/11323/4591
https://repositorio.cuc.edu.co/
Palabra clave:
EFDC explorer
Hydrodynamic modeling
Water resource management
Modelación hidrodinámica
Gestión de los recursos hídricos
Rights
openAccess
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description El embalse del Guájaro, en el norte de Colombia, es un sistema hídrico abastecido por un canal artificial (el canal del Dique) a través de un dispositivo de compuertas. Durante las últimas décadas, ha presentado problemas de aprovechamiento excesivo, por lo cual resulta necesario regular las estructuras hidráulicas que abastecen este cuerpo de agua, ya que desempenan ˜ un papel importante en el manejo de los niveles, los cuales, a su vez, repercuten en la oferta hídrica. Como medida de gestión para la sostenibilidad del embalse se ha desarrollado este trabajo, en que se presenta la implementación de un modelo hidrodinámico bidimensional (modelo EFDC Explorer), así como su calibración mediante la comparación de series temporales de los niveles de agua del embalse con los resultados de las velocidades medidas y las calculadas por el modelo, durante 2 períodos climáticos distintos (secas y lluvias), para contribuir con una herramienta computacional a la explotación sostenible del Hidrosistema Canal del Dique-Embalse El Guájaro. Las comparaciones realizadas mostraron un buen comportamiento y un buen ajuste entre los valores medidos y los simulados por el modelo, basados en los resultados cuantitativos de fiabilidad (Nash-Sutcliffe). Se considera que los resultados obtenidos son bastante satisfactorios y permiten estimar condiciones para la restauración, el aprovechamiento y el uso sostenible de este sistema hídrico
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Como medida de gestión para la sostenibilidad del embalse se ha desarrollado este trabajo, en que se presenta la implementación de un modelo hidrodinámico bidimensional (modelo EFDC Explorer), así como su calibración mediante la comparación de series temporales de los niveles de agua del embalse con los resultados de las velocidades medidas y las calculadas por el modelo, durante 2 períodos climáticos distintos (secas y lluvias), para contribuir con una herramienta computacional a la explotación sostenible del Hidrosistema Canal del Dique-Embalse El Guájaro. Las comparaciones realizadas mostraron un buen comportamiento y un buen ajuste entre los valores medidos y los simulados por el modelo, basados en los resultados cuantitativos de fiabilidad (Nash-Sutcliffe). Se considera que los resultados obtenidos son bastante satisfactorios y permiten estimar condiciones para la restauración, el aprovechamiento y el uso sostenible de este sistema hídricoThe reservoir of Guájaro, in northern Colombia, is a water system supplied by an artificial channel (the Canal del Dique) through a gate device. During the last decades, it has presented problems of excessive use, for which it is necessary to regulate the hydraulic structures that supply this body of water, since they play an important role in the management of the levels, which, in turn, have an impact in the water supply. As a management measure for the sustainability of the reservoir, this work has been developed, in which the implementation of a two-dimensional hydrodynamic model (EFDC Explorer model) is presented, as well as its calibration by comparing time series of the water levels of the reservoir with the results of the measured speeds and those calculated by the model, during 2 different climatic periods (dry and rainy), to contribute with a computational tool to the sustainable exploitation of the Hidrosistema Canal del Dique-El Guájaro Reservoir. The comparisons made showed a good behavior and a good fit between the measured values ​​and those simulated by the model, based on the quantitative reliability results (Nash-Sutcliffe). It is considered that the obtained results are quite satisfactory and allow to estimate conditions for the restoration, the aprovechamiento and the sustainable use of this hydric systemTorres Bejarano, Franklin Manuel-213dda8b-d9c2-4260-b205-b187e667a2f6-0Padilla Coba, Jesus-bc4c09b9-fd0b-4a35-99a1-d5152281ab2e-0Rodríguez Cuevas, Clemente-fee4390c-eda3-4caa-9d82-1f668c64b847-0Ramírez León, Hermilo-04e2ba25-b3c8-49fd-95dd-a28d5756b7ea-0Cantero Rodelo, Ruben Dario-0000-0003-0849-2081-600spaUniversidad de la Costahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2EFDC explorerHydrodynamic modelingWater resource managementModelación hidrodinámicaGestión de los recursos hídricosLa modelación hidrodinámica para la gestión hídrica del embalse del Guájaro, ColombiaHydrodynamic modeling for the water management of the Guájaro reservoir, ColombiaArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion[1] F. Torres-Bejarano, H. Ramirez, R. Denzer, S. Frysinger, T. Hell, S. Schlobinski, Linking numerical water quality models in an environmental information system for integrated environmental assessments, JEP, J. Environ. Prot. 4 (2013) 126–137. [2] E. Dimitriou, I. Zacharias, Quantifying the rainfall-water level fluctuation process in a geologically complex Lake catchment, Environ. Monit. Assess. 119 (1-3) (2006) 491–506. [3] B.S. McIntosh, R.A.F. Seaton, P. Jeffrey, Tools to think with? Towards understanding the use of computer-based support tools in policy relevant research, Environ. Model. Softw. 22 (2007) 640–648. [4] J. Murillo, P. Brufau, P. García-Navarro, M.A.A. Rodríguez, Aplicación del modelo bidimensional GUAD-2D para la determinación de zonas inundables en el T. M. de Fraga (Huesca), Universidad de Zaragoza e INCLAM, S.A., 2008. [5] I. Hillmer, Y. Nino, ˜ Modelación de fenómenos hidrodinámicos que afectan la calidad del agua en lagos, Congreso Chileno de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, Tomo 1, Antofagasta, 2002. [6] A.Y. Kuo, J. Shen, J.M. Hamrick, The effect of acceleration on bottom shear stress in tidal estuaries, ASCE J. Waterw. Port Coast. Ocean Eng. 122 (1996) 75–83. [7] S.C. Kim, D.L. Wright, J.P.Y. Maa, J. Shen, Morphodynamic Responses to Extratropical Meteorological Forcing on the Inner Shelf of the Middle Atlantic Bight: Wind Wave, Currents, and Suspended Sediment Transport, en: M.L. Spaulding, A.F. Blumberg (Eds.), Estuarine and Coastal Modeling V, ASCE, New York, 1998, pp. 456–466. [8] M.Z.Moustafa,J.M.Hamrick,Calibrationofthe wetlandhydrodynamicmodelto the Everglades Nutrient Removal Project, Water Qual. Ecosys. Model. 1 (2000) 141–167. [9] Z.G. Ji, M.R. Morton, J.M. Hamrick, Wetting and drying simulation of estuarine recesses, Estuar. Coast. Shelf S. 53 (2001) 683–700. [10] K. Park, H.S. Jung, H.S. Kim, S.M. Ahn, Three-Dimensional Hydrodynamic Eutrophication Model (HEM-3D): Application to Kwang-Yang Bay, Korea, Mar. Environ. Res. 60 (2005) 171–193. [11] F. Luo, R.J. Li, 3 D water environment simulation for North Jiangsu offshore sea based on EFDC, J. Water Resour. Prot. 1 (2009) 41–47. [12] J.M. Hamrick, A three-dimensional environmental fluid dynamic computer code: Theorical and computational aspects, The College of William and Mary, Virginia Institute of Marine Science, 1992, pp. 317, Special report. [13] Y. Wang, Y. Jiang, W. Liao, P. Gao, X. Huang, H. Wang, et al., 3-D hydroenvironmental simulation of Miyun reservoir, Beijin, J. Hydro-environ. Res., English (2013) 1–13, in press. [14] Q. Jun, Y. Zhifeng, S. Zhenyao, Three-dimensional modeling of sediment transport in the Wuhan catchments of the Yangtze River, The 18th Biennial Conference of International Society for Ecological Modelling, Procedia Environ. Sci. 13 (2012) 2437–2444. [15] M. Xia, P.M. Craig, C.M. Wallen, A. Stoddard, J.M. Poulsen, M. Peng, et al., Numerical simulation of salinity and dissolved oxygen at Perdido Bay and adjacent coastal ocean, J. Coastal. Res. 27 (1) (2011) 73–86. [16] Y. Li, K. Acharya, Z. Yu, Modeling impacts of Yangtze River Water Transfer on Water Ages in Lake Taihu, China, Ecol. Eng. 37 (2) (2011) 325–335. [17] G. Wu, Z. Xu, Prediction of Algal Blooming Using EFDC Model: Case study in the Daoxiang Lake, Ecol. Model. 222 (6) (2011) 1245–1252. [18] G. He, H. Fang, S. Bai, X. Liu, M. Chen, J. Bai, Application of a three-dimensional eutrophication model for the Beijing Guanting Reservoir, China, Ecol. Model. 222 (8) (2011) 1491–1501. [19] M. Yang, L. Li, J. Li, Prediction of Water temperature in stratified reservoir and effects on downstream irrigation area: A case study of Xiahushan reservoir, Phys. Chem. Earth. (2012) 38–42. [20] P.M. 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