• Document: UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO MODELOS MATEMÁTICOS DE CALIDAD DEL AGUA EN LAGOS Y EMBALSES
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA MODELOS MATEMÁTICOS DE CALIDAD DEL AGUA EN LAGOS Y EMBALSES TESIS QUE PARA OPTAR POR EL GRADO DE: LICENCIADA EN INGENIERÍA CIVIL PRESENTA: CLAUDIA MARGARITA RENDÓN VELÁZQUEZ TUTORA: M. I. ALBA BEATRIZ VÁZQUEZ GONZÁLEZ MÉXICO, D.F. JULIO 2013 1 DEDICATORIA Quiero dedicar este trabajo a mis seres queridos que siempre estuvieron apoyándome durante este proceso, así como a la maestra Alba Beatriz Vázquez González ya que sin ella no habría encontrado este tema; y en especial quiero agradecer y dedicar este trabajo a mi papá por ser mi eterno ejemplo a seguir en el ámbito académico como personal. A mi querida Universidad que me ha dado más de lo que yo podré regresarle en toda mi vida. AGRADECIMIENTO Agradezco a la DGAPA el financiamiento otorgado al proyecto IN107710 “Monitoreo de la calidad del agua mediante el uso de la percepción remota”, a través del PROGRAMA DE APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA (PAPIIT), ya que la presente tesis forma parte éste proyecto. 2 Objetivo. Investigar, analizar y evaluar modelos matemáticos de calidad del agua en lagos y embalses. ÍNDICE Página INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 5 1. CONCEPTOS Y ECUACIONES FUNDAMENTALES DE MODELOS DE CALIDAD DEL AGUA ............................................................................................................... 6 1.1 Finalidad de los modelos matemáticos .............................................................. 6 1.2 Tipos de modelos matemáticos.......................................................................... 7 1.3 Cinética de reacciones ..................................................................................... 10 1.3.1 Tipos de reacciones ................................................................................. 10 1.3.2 Reacciones cinéticas ............................................................................... 11 1.3.3 Reacciones de cero, primero y segundo orden........................................ 12 1.3.4 Métodos para obtener la concentración ................................................... 14 1.4 Reacciones biológicas (procesos fisiológicos) ................................................. 15 1.4.1 Oxígeno Disuelto (OD) ............................................................................. 15 1.4.2 Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) ................................................ 18 1.4.3 Transformación de gases y reaireación de oxígeno................................. 19 1.4.4 Nitrógeno ................................................................................................. 20 1.4.5 Fotosíntesis/Respiración .......................................................................... 22 1.5 Expresiones de Monod-Michaelis .................................................................... 23 2. MODELOS EN LAGOS Y EMBALSES.................................................................. 27 2.1 Origen, forma y tamaño. Morfometría, batimetría ............................................ 27 2.1.1 Origen, forma y tamaño de lagos y embalses .......................................... 27 2.1.2 Morfometría y Batimetría .......................................................................... 29 2.2 Estado estacionario, distribución horizontal y vertical, sustancias conservativas y no conservativas ................................................................................................. 32 2.2.1 Distribución horizontal .............................................................................. 33 2.2.2 Distribución vertical, sustancias conservativas y no conservativas.......... 33 2.3 Estado no estacionario, largo y corto plazo...................................................... 37 2.3.1 Largo plazo .............................................................................................. 38 2.3.2 Corto plazo............................................................................................... 38 2.4 Eutroficación y nutrientes ................................................................................. 39 3. MODELOS DE CALIDAD DEL AGUA A PARTIR DE DATOS DE CAMPO E IMÁGENES SATELITALES.................................................................................... 46 3.1 Limitaciones y ventajas .................................................................................... 48 3.2 Ejemplos de aplicación .................................................................................... 51

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