Caso de Estudio Colombia Monitoreo de la zona no saturada y aguas subterráneas en áreas de aplicación de vinazas Valle del Cauca - Colombia G.I. Páez* Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca –Colombia, L. Candela* Universidad Politécnica de Catalunya Barcelona, España
42
Embed
Caso de Estudio Colombia Monitoreo de la zona no …capacitacion.sirh.ideam.gov.co/encuentro2/Ponencias/PDF_AS/8. Caso... · Caso de Estudio Colombia Monitoreo de la zona no saturada
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Caso de Estudio Colombia
Monitoreo de la zona no saturada y aguas subterráneas en áreas
de aplicación de vinazas Valle del Cauca- Colombia
G.I. Páez*
Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca –Colombia,
L. Candela*
Universidad Politécnica de Catalunya Barcelona, España
CONTENIDO
• Contexto Regional
• Localización de las parcelas
• Caracterización geológica e hidrogeológica regional y detallada.
• Diseño de las parcelas de investigación
• Muestreo detallado de suelos: análisis fisicoquímicos
• Diseño de la red de Monitoreo e instrumentación
• Balance Hídrico
• Construcción de pozos de monitoreo y piezómetros.
• Caracterización y aplicación de la vinaza.
• Monitoreo del suelo
• Monitoreo de zona no saturada y acuífero Calidad
• Criterios técnicos, con metodologías validadas como elemento base para la
reglamentación del uso almacenamiento y monitoreo de las vinazas e
implementación de los protocolos en el valle del Cauca.
Contexto Ambiental
En el valle geográfico de río Cauca, se construyeron cinco
destilerías, para la producción de 1.050x103 l/d que generan
como subproducto aproximadamente 2.500x103 l/d de vinaza
que se utiliza como fertilizante o acondicionadores en los
suelos en el cultivo de caña de azúcar en 220 has .
La vinaza se caracteriza por ser el constituyente principal la
materia orgánica, básicamente en forma de ácidos orgánicos y
en menor cantidad, K, Ca, Mg, y SO4, bajo pH, con
características corrosivas y demanda biológica de oxígeno
(DBO entre 300.000 a 62.400 mg/l),
El acuífero es intensamente aprovechado para el riego en
130.000 ha, el uso de 350 industrias y el abastecimiento
público de 1'.000.000 de habitantes, que equivalen
aproximadamente a un tercio de la población del Valle del
Cauca
El objetivo de este estudio es caracterizar la posible
vulnerabilidad del acuífero a la aplicación de estas vinazas a
partir de la investigación insitu de la zona no saturada y
establecer los patrones de flujo y el monitoreo de la calidad del
agua.
Establecer los criterios tecnicos con metodologias validadas
para para la evaluaciòn y monitoreo sobre el Uso, Manejo,
Aplicación, Almacenamiento de las Vinazas, e implementar los
protocolos en el área de jurisdicción de la Corporación
Autónoma Regional del Valle del Cauca – CVC”.Aplicación vinaza
Ubicación destilerias
CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA REGIONAL
• Valle intramontano
• Temperatura Anual´: 24o C.
• Precipitación aprox-1200-1400 mm/año).
• Acuífero aluvial multicapa, semiconfinado
y confinados
• Niveles freáticos altos.
Aproximadamente 1 y 3 m.
• El volumen total de reservas es de 40.000
Mm3, con una recarga anual natural
estimada de 350 Mm3, ocurre
principalmente en las partes altas de los
conos aluviales
• El rendimiento pozos está alrededor de
120 lps
• El 50% del área vulnerabilidad intrínseca de
alta a extrema a la contaminación
MUESTREO DE SUELOS ZONA NO SATURADA
METODOLOGÍA
•Caracterización geológica e hidrogeológica detallada.
•Diseño de las parcelas: Tratamientos de 1 ha (4 por cada parcela de investigación).
Muestreo detallado de suelos: análisis fisicoquímicos, 0-10, 10-20, 20-30, 30-60 y 60-
90 cm.
• Curvas de retención de humedad a diferentes profundidades: 0-10, 10-20, 20-30, 30-
60 y 60-90 cm.
•Sondeos de inducción electromagnética Línea Base y monitoreo de conductividad
eléctrica
• Diseño de la red de Monitoreo : 15 pozos de monitoreo de la calidad y 30
piezómetros para medición de niveles
•Construcción de pozos de monitoreo y piezómetros. 15 pozos y 30 piezómetros
•Caracterización Vinaza de lo que se aplica al campo: Frecuencia dos veces al año (
Periodo lluvioso y periodo seco)
•Monitoreo del suelo : Frecuencia Anual después de cada corte
•Monitoreo de la zona no saturada e instrumentación : Instalación de tensiómetros
se realiza la lectura diaria
• Minitoreo calidad ZNS: lisímetros de succión época de lluvia o después del riego
• Monitoreo del acuífero seguimiento a la calidad se realiza dos veces al año
• Interpretación de resultados
•Validación de metodologías, simulaciones del flujo y trasporte de Nitrógeno Hydrus.
• Criterios técnicos como base para la reglamentación y implementación de los
protocolos establecidos
LOCALIZACION ZONA DE ESTUDIO
DISEÑO DE LAS PARCELAS DE INVESTIGACIÓN
• Diseño de las parcelas: Tratamientos de 1 ha (4 Has por cada parcela de
investigación).
•Criterios selección de sitios : suelos homogéneos Granulometría, estratigrafía
•Vulnerabilidad intrínseca del acuífero.
•Tipos de suelos más representativos del valle del Cauca.
•Dirección del Flujo Regional
•Dosis: 0, 90, 180 y 270 kg de K2O/ha, equivalentes a volúmenes entre 6 y 24
m3/ha de vinaza. Concentración de vinaza 20% y 55% de sólidos totales,
mezclada con urea al 46% como fuente de N y K.
CARACTERIZACION ZONA NO SATURADA E INSTRUMENTACION
•Instalación de 17 tensiómetros y 21
lisímetros de succión para el monitoreo
del flujo y la calidad del agua en el
suelo 30-60- 90, 120 y 150 cm.
• El tensiómetro permite determinar
indirectamente: humedad volumétrica,
conductividad hidráulica y variaciones
de dirección de flujo ZNS. obtenidos de
la curva de retención mediante el
modelo de Van Genuchten•El lisímetro: calidad del agua en la
zona no saturada del suelo .
INSTRUMENTACIÓN DE LAS PARCELAS DE INVESTIGACIÓN
CARACTERIZACION ZONA NO SATURADA
• Establecer línea base y hacer
monitoreo a través del tiempo de la
conductividad eléctrica en la zona No
saturada y saturada hasta una
profundidad de 7.5 m, después de cada
corte de caña.
SONDEOS DE INDUCCIÓN
ELECTROMAGNETICA
CARACTERIZACION ZONA NO SATURADA RESULTADOS INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
HDA EL ALIZAL- AÑO 2008CORPORACIÓN AUTÓNOM A
REGIONAL DEL V ALLE DEL CAUCA
DIRECCIÓN TÉCNICA AMBIENTAL
GRUPO RE CURSOS H ÍDRICOS
PROYEC TO 1556:" DETERMINACIÓN DE LOS
EFEC TOS DE L A APLIC AC IÓN
DE VINAZAS EN LAS ZON AS NO SATUR ADAS Y
SATU RADAS SOBR E LAS
PROPIED AD ES FÍSICO-QU ÍMICAS
DE SU EL OS, AGUAS SUPERFICIAL ES
Y AGUAS SU BTERRÁNEAS Y D EF INICIÓN DE
PROTOCOLOS DE MANEJO
SOSTENIB LE EN EL VALL E DEL CAUCA"
SONDEO DE INDUC CIÓ N E LE CTR OMAGNÉ TIC A
FECHA SON DE O ABR IL 21/ 200 8
H ACIE ND A ALI ZAL
SU ER TE 20 8
M U NI CIP IO D E EL C ER RI TO
I NGE NIO PROVIDEN CIA S.A
990.
750
991
.00
0
991.2
50
991.
500
991
.750
99 2
.000
99 2
. 25 0
991.
000
ZANJON
POSTES
1-8362 Has. 1-8726 Has.
208Z
208Z-4 208Z-5
0k O2
270k O2
180k O2 90k O2
1-8731 Has. 2-0333 Has.99
1.250
Torre EnergiaVCE-PM-23
VCE-PM-22
VCE-PM-21VCE-PM-24
N
EW
S
ELABORÓ: ING. JH ON ALEXANDER PRADA O.
REVISÓ: GEÓL. GLORIA ISABEL PÁEZ O.
FECHA: JUNIO DE 2008 FUENTE: CARTOGRAFÍA INGENIO
PLANO:
ARCHIVO:
ESCALA:
CONDUCTIV IDAD ELÉCTRICA
HORIZONTAL mS/m
1083100
1083100
1083200
1083200
1083300
1083300
1083400
1083400
1083500
1083500
891900 891900
892000 892000
892100 892100
892200 892200
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
COPORACIÓN AUTÓNOMA
REGIONAL DEL V ALLE DEL CAUCA
DIRECCIÓN TÉCNICA AMBIENTAL
GRUPO RE CURSOS H ÍDRICOS
PROYEC TO 1556:" DETERMINACIÓN DE LOS
EFEC TOS DE L A APLIC AC IÓN
DE VINAZAS EN LAS ZON AS NO SATUR ADAS Y
SATU RADAS SOBR E LAS
PROPIED AD ES FÍSICO-QU ÍMICAS
DE SU EL OS, AGUAS SUPERFICIAL ES
Y AGUAS SU BTERRÁNEAS Y D EF INICIÓN DE
PROTOCOLOS DE MANEJO
SOSTENIB LE EN EL VALL E DEL CAUCA"
SONDEO DE INDUC CIÓ N E LE CTR OMAGNÉ TIC A
FECHA SON DE O ABR IL 21/ 200 8
H ACIE ND A ALI ZAL
SU ER TE 20 8
M U NI CIP IO D E EL C ER RI TO
I NGE NIO PROVIDEN CIA S.A
990.
750
991
.00
0
991.2
50
991.
500
991
.750
99 2
.000
99 2
. 25 0
991.
000
ZANJON
POSTES
1-8362 Has. 1-8726 Has.
208Z
208Z-4 208Z-5
0k O2
270k O2
180k O2 90k O2
1-8731 Has. 2-0333 Has.99
1.250
Torre EnergiaVCE-PM-23
VCE-PM-22
VCE-PM-21VCE-PM-24
N
EW
S
ELABORÓ: ING. JH ON ALEXANDER PRADA O.
REVISÓ: GEÓL. GLORIA ISABEL PÁEZ O.
FECHA: JUNIO DE 2008 FUENTE: CARTOGRAFÍA INGENIO
PLANO:
ARCHIVO:
ESCALA:
CONDUCTIV IDAD ELÉCTRICA
VERTICAL mS/m
1083100
1083100
1083200
1083200
1083300
1083300
1083400
1083400
1083500
1083500
891900 891900
892000 892000
892100 892100
892200 892200
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
COPORACIÓN AUTÓNOMA
REGIONAL DEL V ALLE DEL CAUCA
DIRECCIÓN TÉCNICA AMBIENTAL
GRUPO RE CURSOS H ÍDRICOS
PROYEC TO 1556:" DETERMINACIÓN DE LOS
EFEC TOS DE L A APLIC AC IÓN
DE VINAZAS EN LAS ZON AS NO SATUR ADAS Y
SATU RADAS SOBR E LAS
PROPIED AD ES FÍSICO-QU ÍMICAS
DE SU EL OS, AGUAS SUPERFICIAL ES
Y AGUAS SU BTERRÁNEAS Y D EF INICIÓN DE
PROTOCOLOS DE MANEJO
SOSTENIB LE EN EL VALL E DEL CAUCA"
SONDEO DE INDUC CIÓ N E LE CTR OMAGNÉ TIC A
FECHA SON DE O ABR IL 21/ 200 8
H ACIE ND A ALI ZAL
SU ER TE 20 8
M U NI CIP IO D E EL C ER RI TO
I NGE NIO PROVIDEN CIA S.A
990.
750
991.0
00
991.2
50
991.5
00
991.7
50
992
.000
992
. 250
991.
000
ZANJON
POSTES
1-8362 Has. 1-8726 Has.
208Z
208Z-4 208Z-5
0k O2
270k O2
180k O2 90k O2
1-8731 Has. 2-0333 Has.99
1.25
0
Torre EnergiaVCE-PM-23
VCE-PM-22
VCE-PM-21VCE-PM-24
N
EW
S
ELABORÓ: ING. JH ON ALEXANDER PRADA O.
REVISÓ: GEÓL. GLORIA ISABEL PÁEZ O.
FECHA: JUNIO DE 2008 FUENTE: CARTOGRAFÍA INGENIO
PLANO:
ARCHIVO:
ESCALA:
CONDUCTIV IDAD ELÉCTRICA
VERTICAL mS/m
1083100
1083100
1083200
1083200
1083300
1083300
1083400
1083400
1083500
1083500
891900 891900
892000 892000
892100 892100
892200 892200
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
Las mayores
conductividades se
encuentran hacia el
occidente
Rangos entre 70 – 90
microsiemens/cm
Con estos resultados se
optimizo la red de monitoreo
CONTROL DEL ACUIFERO
• En las Tres parcelas de investigación se
construyeron 30 piezómetros para control del
flujo y 15 pozos de monitoreo con
profundidades que oscilan entre 3 y 10 m, en
PVC de 4”
• La conductividad hidráulica del acuífero se
obtuvo a partir de pruebas de bombeo. o Test
Slug
• Para el resultado de los análisis de calidad
de la zona no saturada se calcularon los
valores medios obtenidos a las diferentes
profundidades (30, 60 y 90 cm).
• Frecuencia: La toma de la muestra se realiza
después de la lluvia o riego
• Con los resultados de los análisis del agua se
realizo el análisis geoestadistico y se analizo
su significancia en cuanto a la dosis y tipo de
tratamiento.
CARACTERIZACION Y APLICACIÓN DE VINAZAS EN LAS PARCELAS