Evaluación de Estrategias de Restauración de la Calidad del Agua del Embalse Paso de las Piedras a través de Modelos Matemáticos

Abstract

El estudio de la restauración de lagos y embalses eutróficos es abordado a través de la formulación de problemas de optimización dinámica sujetos a sistemas PDAE complejos que representan los procesos biogeoquímicos que se llevan a cabo en cuerpos de agua. El modelo incluye fitoplancton, zooplancton, peces, nutrientes, oxígeno disuelto y carbono orgánico. Se formularon problemas de control óptimo para la implementación de tres estrategias de restauración de la calidad del agua y sus combinaciones: remoción de nutrientes, aireación y biomanipulación. Los resultados numéricos indican que la combinación de la construcción de humedales artificiales junto con la remoción de peces zooplanctívoros podrían llevar a la mejora de la calidad del agua en el corto y largo plazo.

We address restoration of eutrophic lakes and reservoirs through the formulation of dynamic optimization problems subject to complex PDAE systems representing biogeochemical processes in the water bodies. The model includes phytoplankton, zooplankton, fish, nutrients, DO, particulate and dissolved carbon dynamics. An optimal control problem for the implementation of three different restoration techniques and their combinations has been formulated within a control vector parameterization approach. Numerical results indicate that the combination of artificial wetland with zooplankivorous fish removal would lead to. the water quality improvement in the short and long term