Metodología para Determinar Caudales de Dilución en Estuarios

Abstract

A petición de la Dirección General de Aguas (DGA) se llevó a cabo durante el año 2009 un estudio titulado Análisis Metodológico para la Determinación de Caudales de Dilución en Zonas Estuarinas en el Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile, con el objetivo principal de establecer una metodología para determinar caudales de dilución en estuarios en el marco de la aplicación de la normativa de emisión DS N°90/2000. En el presente trabajo de título se muestra un análisis de su validez realizado con posterioridad al estudio de la DGA, además de un resumen de la metodología desarrollada que contextualiza al proceso de validación. Dadas las características del escurrimiento en el sector del río influenciado por el mar, se define una metodología que incluye necesariamente la modelación numérica del escurrimiento y de sus procesos de mezcla. En este sentido se propone utilizar las ecuaciones de Saint Venant en su forma unidimensional para modelar el escurrimiento, la ecuación de advección-dispersión unidimensional para modelar los procesos de mezcla en el caso que se tenga baja estratificación de la columna de agua y un modelo de cuña salina en régimen permanente para modelar la intrusión en el caso de existir alta estratificación. Se propone una división del estuario en tres zonas en función de su capacidad de dilución: Zona de Cuña Salina (ZCS), Zona de Mezcla Parcial (ZMP) y Zona Sin Intrusión (ZSI). La metodología desarrollada fue aplicada y validada utilizando mediciones de terreno realizadas en los estuarios de los ríos Lebu y Toltén y del estero Tongoy. Los resultados de la validación muestran la necesidad de modificar en cierta medida la metodología, específicamente en lo que respecta al supuesto de que la extensión de la llamada ZCS debía ser siempre inferior a la extensión de la llamada ZMP, dentro del esquema general de estuario propuesto. Por otro lado, se deben modificar las condiciones de borde de caudal afluente para el modelo Saint Venant y de nivel del mar para el modelo de cuña salina. De manera adicional se identificó la incapacidad del modelo de cuña salina para reproducir la intrusión en el estuario del río Lebu. Para analizar de mejor manera el problema se desarrolló un modelo impermanente de cuña salina, de cuya aplicación se concluyó que, para el estuario del río Lebu, es imposible reproducir la intrusión medida en terreno utilizando un modelo en régimen permanente. Por otro lado, el modelo permanente modelaría correctamente la intrusión en el estuario del río Toltén. De un análisis más profundo se concluye que la validez del modelo permanente depende en gran medida de la batimetría del estuario estudiado.