Modelado y simulación de la calidad de agua en una red de abastecimiento municipal : implementación y validación en el municipio de Alcantarilla

Abstract

[SPA] En el trabajo fin de máster que se presenta a continuación se propone una metodología para obtener un modelo hidráulico y de transporte de especies en una red de abastecimiento municipal en Epanet, partiendo de una base de datos de información geográfica de los elementos que la forman. En primer lugar se define el procedimiento para obtener una geometría correcta capaz de ser ejecutada por Epanet, utilizándose para ello el programa de información geográfica libre QuantumGis (QGis). Para este proceso se ha redactado un manual donde se presenta una guía ordenada con las etapas de trabajo necesarias para la correcta confección y configuración de esta geometría. Posteriormente se definen las diferentes opciones y variables de las que dispone Epanet para elaborar un modelo de calidad de la red, cómo afecta al modelo cada una de ellas y el proceso para la calibración de las mismas, particularmente aplicadas cada una de ellas al modelo de propagación del cloro libre residual. Esta metodología se aplica a la red de abastecimiento de Alcantarilla, modelando y calibrando en primer lugar el sistema de ecuaciones hidráulico para posteriormente definir el modelo de reacción y propagación del cloro en la misma, calibrándolo mediante el ajuste de los coeficientes de reacción de la sustancia tanto en el seno del agua (Kb) como en la pared de la tubería (KW). Finalmente, con el modelo de calidad calibrado, se proponen una serie de aplicaciones prácticas que pueden realizarse a partir de éste mediante simulaciones, ya sean escenarios reales o ficticios, para prever el funcionamiento y los resultados obtenidos.[ENG] In this master thesis, a methodology to model a city water supply network in Epanet is suggested. The model is implemented in Epanet and is based on the hydraulic and water quality equations. First, it is defined the procedure to get a correct geometry capable of being executed by Epanet from the geographic database of the elements that makes the network up. For this purpose, the free software Quantum GIS (QGis), which is a free Geographic Information System (GIS). A manual has been written for this process, providing a guide with the necessary steps for the correct geometry edition and configuration. Afterwards, in order to develop a water quality model for the water supply network, the different parameters and variables used by Epanet are defined. Then, the influence of such parameters on the residual free chlorine is evaluated. This methodology is applied to the water distribution system in Alcantarilla (Murcia), where the hydraulic model is calibrated. Subsequently, the quality model, and thus, chlorine spread is modeled and defined. The calibration of this model is based on setting the reaction coefficients in the water (Kb) and the pipe walls (Kw). Finally, when the quality model is calibrated, it has been applied to face practical issues that can analyze by carrying out simulations of different scenarios. These scenarios can be real or fictitious and they can be used to foresee the operation and the results.