LAGOS Y RESERVORIOS Eutroficación Relaciones empíricas Modelos de balance de nutrientes Modelos de fósforo-fitoplancton Modelos de eutroficación Dimen

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Esperanza Poblete Fernández
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1 LAGOS Y RESERVORIOS Eutroficación Relaciones empíricas Modelos de balance de nutrientes Modelos de fósforo-fitoplancton Modelos de eutroficación Dimensionalidad

2 LAGOS Y RESERVORIOS Eutroficación Relaciones empíricas Modelos de balance de nutrientes Modelos de fósforo-fitoplancton Modelos de eutroficación Dimensionalidad

3 EUTROFICACIÓN Eutrófico = Rico en nutrientes Aporte antropogénico excesivo Observado como florecimiento algal Disminución de OD Aporte de nutrientes limitantes (P, N)

4 ESTADO TRÓFICO Estado trófico Oligotrófico Mesotrófico Eutrófico Nivel general de producción Bajo Medio Alto Biomasa Baja Media Alta Fracciones de algas verdosas ó azulverdosas Bajas Variables Altas Contenido de oxígeno hipolimnético Alto Variable Bajo Deficiencias de uso multipropósito Pocas Variable Muchas

5 LAGOS Y RESERVORIOS Eutroficación Relaciones empíricas Modelos de balance de nutrientes Modelos de fósforo-fitoplancton Modelos de eutroficación Dimensionalidad

6 Vollenweider RELACIONES EMPÍRICAS Chl 0,37X Chl max 0,74X 0,79 0,89 Chl, Chl max : concentraciones media y máxima clorofila-a ago [mg/m 3 ] X=P/(1+t 0,5 x ) : concentración media corregida del aporte de fósforo P : conc. media anual aporte total de fósforo [mg/m 3 ] t w : tiempo de residencia medio del agua en el lago [años]

7 RELACIONES EMPÍRICAS Criterio de estado trófico en base a concentración de equilibrio de clorofila-a, [Cl-a], para lagos templados: [Cl-a] < 2,7 g/l: oligotrófico 2,7 < [Cl-a] < 9 g/l: mesotrófico [Cl-a] > 9 g/l: eutrófico

8 LAGOS Y RESERVORIOS Eutroficación Relaciones empíricas Modelos de balance de nutrientes Modelos de fósforo-fitoplancton Modelos de eutroficación Dimensionalidad

9 MODELOS DE BALANCE DE NUTRIENTES Modelo cerodimensional (modelo de lago-reactor) dp dt 1 ( Le QsP ) P V P : P: concentración de fósforo total en el lago [ML -3 ] L e : carga de fósforo aportada al lago [MT -1 ] Q s : caudal de salida del lago [L 3 T -1 ] S H S : tasa de sedimentación [LT -1 ] H : profundidad media

10 MODELO DE LAGO-REACTOR t e t e V L P e t P 1 ) ( 0 s V Q V 0 (0) P P Concentración de equilibrio: e e eq s L L P V Q V

11 COMPLEJIZACIÓN DEL MODELO DE LAGO REACTOR Adición de carga interna desde los sedimentos (desorción) Consideración de estratificación térmica Distinción entre forma particulada y disuelta de fósforo Consideración del proceso de transporte entre el epilimnio y el hipolimnio a través de la termoclina Inclusión de interacciones entre el agua y los sedimentos ( enterramiento permanente de una fracción del fósforo depositado)

12 MODELO UNIDIMENSIONAL T 1 T h AKv t A z z C p K v K vo 1 0,1Ri 1/ 2 Ri N U z 2 2 N g o z

13 LAGOS Y RESERVORIOS Eutroficación Relaciones empíricas Modelos de balance de nutrientes Modelos de fósforo-fitoplancton Modelos de eutroficación Dimensionalidad

14 MODELOS DE FÓSFORO- FITOPLANCTON Modelo cerodimensional (modelo de lago-reactor) dpp dt 1 ( Lp QsPP ) cpp d PP V PP : concentración de fitoplancton en el lago [ML -3 ] L p : carga de fitoplancton aportado al lago [ML -3 ] c : tasa de crecimiento del fitoplancton [T -1 ] d : tasa de decaimiento del fitoplancton [T -1 ]

15 MODELO DE LAGO-REACTOR t L PP( t) PP0 e [1 e ] Q t P V PP(0) PP0 s V d c Qs d c V Concentración de equilibrio: PP eq LP Q V s d c

16 DINÁMICA DE CRECIMIENTO DEL FITOPLANCTON Tasa de crecimiento: c = cmax SUMLIM (luz, temperatura, nutrientes) LIGTLIM TEMPLIM NUTLIM

17 MODELOS MULTICOMPONENTES Modelo de Jorgensen:

18 LAGOS Y RESERVORIOS Eutroficación Relaciones empíricas Modelos de balance de nutrientes Modelos de fósforo-fitoplancton Modelos de eutroficación Dimensionalidad

19 BALANCE DE OXIGENO (MODELO OD-DBO) ddo dt DO a d DBO ddbo dt DBO d DO OD s OD

20 CONCENTRACION DE SATURACION DE OXIGENO DISUELTO OD s = 14, ,40420 T + 0,00842 T 2-0,00009 T 3

21 DBO DBO e d t BALANCE DE OXIGENO (MODELO OD-DBO) d 0 DO DBO e e DO e a d dt at at 0 0

22 MODELO DE OD-DBO d DBO Descomposición bioquímica Reaireación DOD a

23 DISCRIMINACION DE DBO DBOC d Descomposición bioquímica DOD DBON n Nitrificación Reaireación a

24 DISCRIMINACION CICLO NITROGENO DBOC d Descomposición bioquímica n DOD Mineralización NH 3 m Nitrificación Reaireación a NO NO 3

25 Mineral. PI CINETICA DE EUTROFICACION ' m Mortandad algal C f c Crecimiento algal C Mineral. DBOC NH3 m n d Descomp. bioq. Nitrificación Reaireación DOD a PO Mortandad algal f NO NO 3 c Crec. algal C

26 LAGOS Y RESERVORIOS Eutroficación Relaciones empíricas Modelos de balance de nutrientes Modelos de fósforo-fitoplancton Modelos de eutroficación Dimensionalidad

27 DIMENSIONALIDAD

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