Caudales de Caudales de mantenimiento:mantenimiento:

Opciones de cálculo y Opciones de cálculo y experiencias de aplicaciónexperiencias de aplicación

Antoni PalauAntoni Palau

Dirección de Medio Ambiente y Desarrollo Dirección de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible. ENDESASostenible. ENDESA

Lima, abril de 2008Lima, abril de 2008

GESTIÓN DEL CICLO DEL AGUAGESTIÓN DEL CICLO DEL AGUA

REUTILIZACIÓNREUTILIZACIÓN

(Consuntivo)(Consuntivo)

USOUSO(No Consuntivo)(No Consuntivo)

ESCORRENTÍAESCORRENTÍA

RESERVARESERVA

SUMINISTROSUMINISTRO

BALANCEBALANCEPRECIPITACIÓN/EVAPOTRANSPIRACIÓN/INFILTRACIÓNPRECIPITACIÓN/EVAPOTRANSPIRACIÓN/INFILTRACIÓN

REGULACIÓNREGULACIÓN

Caudales AmbientalesCaudales Ambientales

Qm B

T

CD

SD

Tr

QmQm

Bombeos (B) y Tomas (T)Embalses (C/S Derivación) Transvases (Tr)

MOTIVOS, CONDICIONANTES Y DENOMINACIONESMOTIVOS, CONDICIONANTES Y DENOMINACIONES

Caudal MedioambientalCaudal Medioambiental

Actividades recreativasActividades recreativas

Paisaje fluvialPaisaje fluvial

DiluciónDilución

Diversidad ecológicaDiversidad ecológica

Hábitat físicoHábitat físico

PecesPeces

RiberasRiberas

Ecosistema fluvialEcosistema fluvial

NavegaciónNavegación

Riegos y abastecimientosRiegos y abastecimientos

Caudal de MantenimientoCaudal de Mantenimiento

Espacios Naturales ProtegidosEspacios Naturales Protegidos

Caudal RecomendadoCaudal Recomendado

Caudal de RegulaciónCaudal de Regulación

Caudal MínimoCaudal Mínimo

Caudal ReservadoCaudal Reservado

¿Caudal Ecológico?¿Caudal Ecológico?

Caudal de CompensaciónCaudal de Compensación

Caudal AmbientalCaudal Ambiental

Caudal de AcondicionamientoCaudal de Acondicionamiento

Ley de Aguas (transposición de la Directiva Marco Europea del Agua)

• Establece como función de los Organismos de cuenca la realización de planes, pro-gramas y acciones que tengan como objetivo una adecuada gestión de las demandas, para promover el ahorro y la eficiencia económica y ambiental de los diferentes usos del agua….

ENFOQUE NORMATIVO ACTUAL EN ESPAÑAENFOQUE NORMATIVO ACTUAL EN ESPAÑA

• Los caudales ecológicos o demandas ambientales no tendrán el carácter de uso ... debiendo considerarse como una restricción que se supone con carácter general a los sistemas de explotación, después del abastecimiento ....

• La planificación hidrológica tendrá por objetivo general conseguir el buen estado ecológico del dominio público hidráulico y la satisfacción de las demandas de agua, el equilibrio y armonización del desarrollo regional y sectorial ...

• Los Organismos de cuenca, en las concesiones y autorizaciones que otorguen, adopta-rán las medidas necesarias para hacer compatible el aprovechamiento con el respeto al medio ambiente y garantizar los caudales ecológicos o demandas ambientales previstas en la Planificación Hidrológica.

1% ANE

10%

50% AMNV

10%

10%

50 l/s

5%

1% AT

10%

10%

N.E.

CRI TERI OS LEGALES. Fijan CAUDALES MÍ NI MOS para TERRI TORI OS CONCRETOS. EnEspaña se han establecido a través de los PLANES HI DROLÓGI COS y la LEGI SLACI ÓN

SOBRE PESCA FLUVI AL correspondiente.

QBM

10%

S/C10%/Q330

C.M.C.

20%

20%

N.E.

4. 4. MARCO LEGALMARCO LEGAL (III) (III)

5-10%/uHb

10%-2 l/s.km2

1-10%

IFIM/Q347

Q300

Q347

30-60%

Adapt. Ecohidrol.

IFIM

10% - Mh + Mhb

EUROPA

USA: ABF, Montana, IFIM

CANADA: 25%, Ecohidrol.REP. SUDÁFRICA: BBM

EFECTOS DE LA REDUCCIÓN DE CAUDAL EN CAUCESEFECTOS DE LA REDUCCIÓN DE CAUDAL EN CAUCES

AlteraciónAlteración

CAUDAL NATURALCAUDAL NATURAL

ModificaciónModificación

DesestructuraciónDesestructuración

EstabilizaciónEstabilización

UniformizaciónUniformización

DisminuciónDisminuciónhabitabilidadhabitabilidad

hidráulicahidráulica

hidrológicahidrológica

río-cauce-riberarío-cauce-ribera

CAMBIO MÁXIMO ADMISIBLECAMBIO MÁXIMO ADMISIBLE

comunidadescomunidades

calidad aguacalidad agua

CAUDAL MANTENIMIENTOCAUDAL MANTENIMIENTO

HABITABILIDADHABITABILIDADCalidad Calidad HábitatHábitat

Diversidad hidráulicaDiversidad hidráulica Cantidad HábitatCantidad Hábitat

Espacio disponibleEspacio disponible

BIODIVERSIDADBIODIVERSIDAD

Calidad aguaCalidad agua

VARIABILIDADVARIABILIDAD

EspacialEspacial

TemporalTemporal Baja frecuenciaBaja frecuencia

Alta frecuenciaAlta frecuencia

Ciclos biológicosCiclos biológicos

GeomorfologíaGeomorfología

RELACIÓNRELACIÓNRÍO-RIBERARÍO-RIBERA

FUNCIONES BÁSICAS DEL CAUDAL DE MANTENIMIENTOFUNCIONES BÁSICAS DEL CAUDAL DE MANTENIMIENTO

Capacidad bióticaCapacidad biótica

El caudal que permite la preservación de un nivel admisible de autodesarrollo del ecosistema fluvial.

Hab

itab

ilid

ad

Caudal

Organización

Composición

FuncionamentoEstructura

Nivel admisible = Caudal de mantenimiento

¿QUÉ ES UN CAUDAL DE MANTENIMIENTO?¿QUÉ ES UN CAUDAL DE MANTENIMIENTO?

Un compromiso social y cultural que responde a una forma de vida ambientalmente coherente.

Pre

serv

ació

n d

el a

Natu

rale

za

Uso de los recursos naturales

Bienestar

AlimentoEnergía

DesarrolloNivel admisible = Compromiso social

Caudal mínimo

Caudal mínimo

¿QUÉ SE NECESITA SABER PARA CALCULARLO?¿QUÉ SE NECESITA SABER PARA CALCULARLO?

Riberas

Especie de pezRápidos

Geomorfología fluvialMétodo hidráulicoPozas

Calidad del agua

Tablas

Método hidrológico

Método hidrobiológico

Método hidrobiológico

Ecosistema fluvial

Método hidrológico secuencial o método holístico

Paisaje fluvial

Método hidráulico

Las características limnológicas del río y el objetivo de preservación...

CAUDALES DE MANTENIMIENTO. Calculados para la conservación de los valoresbióticos del ecosistema fluvial. Su objetivo por tanto es MANTENER UN NI VEL

ADMI SI BLE DE DESARROLLO DE LA VI DA ACUÁTICA. Los caudales de mantenimientomás adecuados serán aquellos que I MI TEN EL RÉGI MEN HI DROLÓGI CO NATURAL, yaque las biocenosis acuáticas han evolucionado de acuerdo con las pautashidrológicas históricas. La fi jación de estos caudales de mantenimiento RESPONDE

A CRITERIOS CIENTÍFICOS, bajo distintos enfoques.

LOS CAUDALES DE MANTENIMIENTO Y SUCEDÁNEOSLOS CAUDALES DE MANTENIMIENTO Y SUCEDÁNEOS

CAUDALES MÍNIMOS. Aquellos que permiten MANTENER LA VI DA EN EL RÍO Y POCO

MÁS. Son caudales sin pretensiones de ser una solución ni definitiva ni ecológica,en el sentido amplio de ambos términos. Se calculan de f orma directa yarbitraria PRODUCTO DE UN PACTO más que de una f ormulación científi ca.

CAUDALES DE ACONDI CI ONAMI ENTO. Caudales que pueden establecerse sin más ocomo un COMPLEMENTO a los caudales mínimos o a los caudales de mantenimiento,para una FI NALI DAD DETERMI NADA, distinta de la conservación de valoresbióticos del ecosistema fluvial y ref erida a aspectos abióticos (caudal dedilución), estéticos (caudal de presencia de lámina de agua), recreativos (caudalpara prácticas deportivas) u otros. Se calculan como aquellos que permitenalcanzar la condición hidráulica necesaria para el objetivo perseguido.

PLANTEAMIENTOS METODOLÓGICOS ACTUALESPLANTEAMIENTOS METODOLÓGICOS ACTUALES

SEGÚN LOS DATOS UTI LI ZADOS, puede considerarse que, en la actualidad,basicamente existen CI NCO ENFOQUES, a partir de los cuales se perfi lan todas lasmetodologías existentes de cálculo de caudales de mantenimiento:

ENFOQUE HI DROLÓGICO: El caudal de mantenimiento se deduce a partir dedatos hidrológicos tratados de distintas f ormas, (caudales clasifi cados, tantopor ciento del caudal medio, análisis de series temporales, etc.). Como métodoshidrológicos más complejos están los que podrían denominarse, MÉTODOS

HI DROLÓGI COS SECUENCI ALES O PULSÁTI LES basados en el paradigma de loscaudales naturales y la integridad de los ecosistemas acuáticos.

ENFOQUE HI DRÁULI CO: El caudal de mantenimiento se deduce de la relaciónentre algún parámetro hidráulico (normalmente el perímetro mojado o laprofundidad) y el caudal.

MÉTODOS CI ENTÍ FI CO- TÉCNI COS. Determinan CAUDALES DE MANTENI MI ENTO paraLUGARES CONCRETOS. Pueden clasificarse de dos f ormas:

ENFOQUE HI DROBI OLÓGICO: El caudal se deduce a partir de una cuantifi caciónprevia del hábitat f ísico de una especie de referencia (normalmente peces) ydel análisis de su relación con el caudal mediante simulación hidráulica.

ENFOQUE HOLÍ STI CO: Su principio básico es similar al de los métodoshidrológicos secuenciales, pero más que un método, es un procedimiento con elque el caudal de mantenimiento se deduce buscando una solución consensuada apartir de un análisis independiente de la magnitud y distribución de caudal quenecesitan los componentes del ecosistema fluvial objetivo, sean aspectosabióticos, ecológicos, perceptuales, socioeconómicos o todos en conjunto. Sigueun modelo participativo de consenso, basado en un panel de expertos, por lo quees de aplicación local.

ENFOQUE ECOHI DROLÓGI CO: Es un enfoque híbrido entre el hidrológico y elhidrobiológico. El caudal de mantenimiento se calcula a partir de datoshidrológicos, pero adoptando como ref erente los requerimientos de una ovarias especies objetivo. No utiliza simulación hidráulica. Es un enfoque muyadecuado para planificación, pero no tanto para tramos de río concretos.

SEGÚN EL ASPECTO O COMPONENTE DEL MEDI O que tales caudales de mantenimientopretenden preservar. Bajo esta perspectiva, las anteriores cuatro categorías seconfiguran en tres tipos:

Caudales de mantenimiento defi nidos para la preservación de un COMPONENTE

ABI ÓTI CO DEL ECOSI STEMA FLUVI AL (paisaje, calidad del agua, etc.). Conduce ala utilización de métodos f undamentalmente hidráulicos o en menor medidahidrológicos simples, y admite la aplicación de métodos holísticos.

Caudales de mantenimiento defi nidos para la preservación de un COMPONENTE

BI ÓTI CO DEL ECOSI STEMA FLUVI AL (una especie de pez, el macrobentos, laribera, etc.). Conduce a la aplicación de métodos hidrobiológicos o en menormedida hidráulicos y admite en este caso también, la utilización de métodosmulticriterio (holísticos).

Caudales de mantenimiento defi nidos para la preservación de TODO EL

ECOSI STEMA FLUVI AL, sin ninguna preferencia particular. Conduce a la aplicaciónde métodos hidrológicos secuenciales, f undamentados en el estudio del régimenhidrológico y en base al resultado obtenido, se deja que el río o tramo de río seorganice de f orma absolutamente libre, sin penalizar ni priorizar ningúnaspecto o componente del medio, de f orma específi ca.

PLANTEAMIENTOS METODOLÓGICOS ACTUALES: SINTESISPLANTEAMIENTOS METODOLÓGICOS ACTUALES: SINTESIS

OBJETIVO A PRESERVAR O REFERENCIA

Méto

dos

Hid

roló

gic

os

(Est

adís

tico

s)

Méto

dos

Hid

ráulic

os

Méto

dos

Hid

robio

lógic

os

Méto

dos

Holís

tico

s

Méto

dos

Hid

roló

gic

os

(Secu

enci

ale

s)

Méto

dos

Eco

hid

roló

gic

os

RégimenHidrológico

ElementosAbióticos

EcosistemaFluvial

RequerimientosEcológicos

ElementosBióticos

AspectosHidráulicos

ElementosBióticos

AspectosGeomorfológicos

ElementosAbióticos

AspectosCulturalesD

ATO

S U

TIL

IZA

DO

S

OtrosAspectos

ElementosAbióticos

+Elementos

Bióticos+

OtrosElementos

EVOLUCIÓN HISTÓRICA, OBJETIVOS Y RELACIONESEVOLUCIÓN HISTÓRICA, OBJETIVOS Y RELACIONES

MÉTODOS MÉTODOS HIDRÁULICOSHIDRÁULICOS

MÉTODOS MÉTODOS HIDROBIOLÓGICOSHIDROBIOLÓGICOS

MÉTODOS MÉTODOS ECOHIDROLÓGICOSECOHIDROLÓGICOS

MÉTODOS MÉTODOS HIDROLÓGICOSHIDROLÓGICOS

MÉTODOS MÉTODOS HOLÍSTICOSHOLÍSTICOS

MÉTODOS HIDROLÓGICOS MÉTODOS HIDROLÓGICOS SECUENCIALESSECUENCIALES

70’s70’s Planificación y LegislaciónPlanificación y Legislación

Disponibilidad de Disponibilidad de espacioespacio

80’s80’s

Hábitat físico (peces)Hábitat físico (peces)

90’s90’s

00’s00’s

(Ecosistema fluvial)(Ecosistema fluvial)

(Ecosistema fluvial)(Ecosistema fluvial)

Planificación y LegislaciónPlanificación y Legislación

LOS METODOS HIDROLÓGICOS (ESTADÍSTICOS)LOS METODOS HIDROLÓGICOS (ESTADÍSTICOS)C

au

dal

Cau

dal

AñoAño

10%, 30%, ...10%, 30%, ...

Media o Mediana de mínimos, Media o Mediana de mínimos, etc.etc.

Cau

dale

s c

lasif

i cad

os

Cau

dale

s c

lasi f

icad

os

Días/añoDías/año

Q330, Q347 (o Q95%), ...Q330, Q347 (o Q95%), ...

Caudal de mantenimiento como valor constante o modulado estacionalmenteCaudal de mantenimiento como valor constante o modulado estacionalmente

LOS METODOS HIDRÁULICOSLOS METODOS HIDRÁULICOS

Caudal de mantenimiento como valor único y constanteCaudal de mantenimiento como valor único y constante

Perí

metr

o m

oja

do

Perí

metr

o m

oja

do

CaudalCaudal

Punto de cambio de pendientePunto de cambio de pendiente

Pro

fun

did

ad

Pro

fun

did

ad

CaudalCaudal

LOS METODOS HIDROBIOLÓGICOSLOS METODOS HIDROBIOLÓGICOS

V= 0,2 m/sV= 0,2 m/s

Z= 27 cmZ= 27 cmn= 0,04n= 0,04

A= 6,8 mA= 6,8 m22

s= 0,3%s= 0,3%

00

11

Prof.(vel., Prof.(vel., sust.,...)sust.,...)

I. I

don

eid

ad

I. I

don

eid

ad

[A x (Ip x Iz x ... X In[A x (Ip x Iz x ... X In)] )] = APU= APU

AñoAño

Cau

dal

Cau

dal

FrezFrezaa

AlevínajeAlevínaje

Juven.Juven.

AdultosAdultos

Caudal de mantenimiento adaptado al ciclo biológico de la especie de referenciaCaudal de mantenimiento adaptado al ciclo biológico de la especie de referencia

CaudCaudalal

AP

UA

PU

AdultAdultosos

AlevinesAlevines

HÁBITATHÁBITATEspecie acuática

determinada

Características hidrológicas

Características

hidráulicas

Calidad del agua

Relaciones predador-presa

Relaciones de

competencia

Características geomorfológic

as

ALIMENTO REFUGIO

REPRODUCCIÓN

DESARROLLO

SOBRE EL CONCEPTO DE HÁBITAT FÍSICOSOBRE EL CONCEPTO DE HÁBITAT FÍSICO

1,2 m3/s

DEL MICROHÁBITAT AL MESOHÁBITATDEL MICROHÁBITAT AL MESOHÁBITAT

Distribución de la velocidad media en función del caudal

4,4 m3/s

10,0 m3/s

m/s

Macro-habitat

Meso-habitat

ESCALA TEMPORAL/ESPACIAL DE ESTUDIO DEL HÁBITAT FÍSICOESCALA TEMPORAL/ESPACIAL DE ESTUDIO DEL HÁBITAT FÍSICO

Espacio (m)

0,01

0,1

1

100

1000

Tiempo (días)

1 10 100 1000 10000

Micro-habitat

Pico-habitat

Peces?

Riberas?

Macrobentos?

Percepción de cambio significativoPercepción de cambio significativo

Serie de caudales circulantesSerie de caudales circulantes

Interpretación “ecológica” de la serie de caudalesInterpretación “ecológica” de la serie de caudales

Cambio importante de caudal medible Cambio importante de caudal medible mediante índices hidrológicos o análisis mediante índices hidrológicos o análisis de discontinuidades en series temporalesde discontinuidades en series temporales

Caudal BásicoCaudal Básico

LOS METODOS HIDROLÓGICOS PULSÁTILES O SECUENCIALESLOS METODOS HIDROLÓGICOS PULSÁTILES O SECUENCIALES

LOS METODOS HIDROLÓGICOS SECUENCIALES: PRINCIPIOSLOS METODOS HIDROLÓGICOS SECUENCIALES: PRINCIPIOS

1. Los caudales circulantes contienen la información clave para explicar las características f ísicas y la organización espacial del ecosistema fluvial.

2. Los caudales circulantes contienen la información necesaria para explicar la variación temporal de funcionamiento (ciclos intra e interanuales) y evolución morfológica e hidráulica del ecosistema fluvial.

3. La organización espacial y la variación temporal del ecosistema fluvial determinan la composición, estructura, organización y dinámica de las comunidades naturales del ecosistema fluvial.

4. El reconocimiento de la información contenida en las series de caudales circulantes esfundamental para la comprensión del funcionamiento de los ríos y, por extensión, parala gestión de los ríos regulables y/o regulados.

5. Las series de caudales circulantes son asimilables a series temporales de datos.

6. La información contenida en las series temporales de caudales puede estudiarse mediante técnicas de análisis de series temporales.

7. En la definición de caudales de mantenimiento, interesa reconocer las posiblesdiscontinuidades que puedan equivaler a caudales interpretados por las comunidadesacuáticas como umbrales por debajo de los cuales, las condiciones f ísicas en elecosistema fluvial son limitantes.

LOS MÉTODOS HIDROLÓGICOS SECUENCIALES: EL QBMLOS MÉTODOS HIDROLÓGICOS SECUENCIALES: EL QBM

(Revisable periódicamente)(Revisable periódicamente)

Tiempo (meses/año)Tiempo (meses/año)

Cau

da

Cau

da

ll

QbQb

QgQg

KdKdKaKaQmáxQmáx

QnQn

QgQg

QmQm

ICG/BMWP’ICG/BMWP’

QaQa

Caudal de mantenimiento como régimen de caudales reguladosCaudal de mantenimiento como régimen de caudales regulados

LOS METODOS HOLÍSTICOSLOS METODOS HOLÍSTICOS

AñoAño

Cau

dal

Cau

dal

Caudal mínimo natural o Caudal mínimo natural o restituiblerestituibleCaudal suplementario (p.e. para habitabilidad sp. Caudal suplementario (p.e. para habitabilidad sp. referencia)referencia)Caudal suplementario (p.e. geomorfología Caudal suplementario (p.e. geomorfología fluvial)fluvial)

Caudal suplementario (p.e. aspectos sociales, Caudal suplementario (p.e. aspectos sociales, culturales, etc.)culturales, etc.)

Caudal suplementario (p.e. sueltas de limpieza, etc.)Caudal suplementario (p.e. sueltas de limpieza, etc.)

Q referenciaQ referencia

Caudal de mantenimiento como régimen de caudales reguladosCaudal de mantenimiento como régimen de caudales regulados

LOS METODOS ECOHIDROLÓGICOSLOS METODOS ECOHIDROLÓGICOS

Reg. ecohidrológicas y Reg. ecohidrológicas y sp.referenciasp.referencia

Caudal de mantenimiento adaptado al ciclo biológico de la especie de referenciaCaudal de mantenimiento adaptado al ciclo biológico de la especie de referencia

Extrapolación dentro de cada región ecohidrológica (Eh):Extrapolación dentro de cada región ecohidrológica (Eh):

Qm = Coef.Eh x S(kmQm = Coef.Eh x S(km22) x L (km) x s(m/km) x Precip.(mm) x S.Foret.(%) x ) x L (km) x s(m/km) x Precip.(mm) x S.Foret.(%) x S.agua(%)S.agua(%)

AñoAño

Ciclo biológico y Qm asignado a cada Ciclo biológico y Qm asignado a cada fasefase

25%QA25%QA

Cau

dal

Cau

dal

FrezFrezaa

AlevínajeAlevínaje

Juven.Juven.50%QA50%QA

25%QA25%QA

50%Jn-Se50%Jn-Se

Definición en puntos con EA’s Definición en puntos con EA’s fiablesfiables

¿CUÁL ES LA MEJOR OPCIÓN?¿CUÁL ES LA MEJOR OPCIÓN?

CausalidaCausalidad d

EcológicaEcológica

ResultadoResultados s

ObjetivablObjetivableses

AplicabilidAplicabilidad ad

UniversalUniversal

Capacidad Capacidad de de

particularizparticularizarar

Rapidez Rapidez de de

CálculoCálculo

Protocolo Protocolo de de

ValidaciónValidación

Economía Economía de Cálculo de Cálculo

y y ValidaciónValidación

Enfoque Enfoque EcosistémiEcosistémi

coco

Coherencia Coherencia HidrológicaHidrológica

En general, la que presente las siguientes características...

En particular, depende de...

•Objetivos de preservación:

- Ecosistema, especie indicadora, paisaje,...

•Datos disponibles:

- Cantidad, calidad, representatividad,...

• Ámbito de aplicación:

- Planificación hidrológica, gestión de un río regulado.

• Aspectos circunstanciales periféricos:

- Disponibilidad de tiempo (oportunidad), de medios, presupuesto,...

Métodos hidrológicosMétodos hidrológicos

Métodos hidráulicosMétodos hidráulicos

Métodos hidrobiológicos/ecohidrológicosMétodos hidrobiológicos/ecohidrológicos

Métodos holísticosMétodos holísticos

Tramos poco alterados hidrológica y Tramos poco alterados hidrológica y morfológicamente o de fácil y fiable reposición morfológicamente o de fácil y fiable reposición hidrológicahidrológica

Tramos hidrológica o morfológicamente alteradosTramos hidrológica o morfológicamente alterados

Tramos hidrológica o morfológicamente alterados Tramos hidrológica o morfológicamente alterados y/o con valores ecológicos concretos de y/o con valores ecológicos concretos de conservaciónconservación

Tramos hidrológica o morfológicamente alterados Tramos hidrológica o morfológicamente alterados con valores de conservación particularescon valores de conservación particulares

CRITERIOS GENERALES DE APLICACIÓNCRITERIOS GENERALES DE APLICACIÓN

ELECCIÓN DE LA MEJOR OPCIÓN PARA CADA CASOELECCIÓN DE LA MEJOR OPCIÓN PARA CADA CASO

DISPONIBILIDAD DATOS DISPONIBILIDAD DATOS HIDROLÒGICOSHIDROLÒGICOS

POSIBILIDADPOSIBILIDADDE RESTITUCIÓNDE RESTITUCIÓN

MHOMHO

MHiMHi CONDICIONES CONDICIONES HIDRÁULICAS DE HIDRÁULICAS DE

REFERENCIAREFERENCIA

EXISTENCIA DEEXISTENCIA DEESTUDIOS O DATOSESTUDIOS O DATOS

HIDROLÒGICOSHIDROLÒGICOS

REQUERIMIENTOS REQUERIMIENTOS DEL HÁBITAT FÍSICODEL HÁBITAT FÍSICO

DE LA ESPECIEDE LA ESPECIEMHB/MEHMHB/MEH

MHSMHS EXTRAPOLABILIDADEXTRAPOLABILIDADY FIABILIDADY FIABILIDAD

VALOR DE VALOR DE CONSERVACIÓN CONSERVACIÓN

REFERENCIAREFERENCIA

NO CONFLICTO NO CONFLICTO DE INTERESESDE INTERESES

SI CONFLICTO SI CONFLICTO DE INTERESESDE INTERESES

DEFINICIÓN DEL DEFINICIÓN DEL VALOR DE VALOR DE

CONSERVACIÓNCONSERVACIÓN

SISI

NONO

SISI

NONO

ALTAALTA

BAJABAJA

IDENTIFICABLEIDENTIFICABLE

NONOIDENTIFICABLEIDENTIFICABLE

BIÒTICOBIÒTICO

ABIÒTICOABIÒTICO

GLOBALGLOBAL(Opción por defecto)(Opción por defecto)

VALOR DE VALOR DE CONSERVACIÓN CONSERVACIÓN

ESPECÍFICOESPECÍFICO

DETERMINADDETERMINADOO

NO DEFINIDONO DEFINIDOO GLOBALO GLOBAL

PREVISIÓN DE TENDENCIAS DE FUTUROPREVISIÓN DE TENDENCIAS DE FUTURO

1. Estancamiento y abandono de los métodos hidráulicos para el cálculo de caudales demantenimiento, pero desarrollo de métodos de simulación hidráulica más precisos.

2. Desarrollo de modelos hidrobiológicos acoplados a modelos de simulación hidráulicamás complejos y precisos. Aplicación como herramientas de comprobación.

3. Consolidación y progreso de los métodos holísticos como alternativa paraaplicaciones locales donde los otros métodos son inaplicables por cualquier razón.

4. Abandono progresivo de los métodos hidrológicos simples (estadísticos) y expansiónde los métodos hidrológicos secuenciales a escala de aplicación local, y de losecohidrológicos a escala de planifi cación.

5. Selección de los métodos en f unción de los datos disponibles y del objetivo degestión perseguido.

6. Progreso en la interpretación del significado de los caudales de mantenimiento apartir de estudios de seguimiento.

7. Consideración preponderante del enfoque de gestión global del ecosistema fluvial,en lugar de la preservación de aspectos o componentes particulares de este.

¿QUÉ SE PUEDE HACER PARA VERIFICAR SU IDONEIDAD?¿QUÉ SE PUEDE HACER PARA VERIFICAR SU IDONEIDAD?

CAUDALES DE MANTENIMIENTO

(Propuesta de cálculo y validación)

Base hidrológic

a

Interpretación hidrobiológica

+ vs Validación hidráulica

Series Q diarios

Aforos(dispon.

)

Presupuestos

Modelo hidráulic

o

Modelos P/E

(precisión)

Requerimientos mínimos

preestablecidos y cuantificados

según tipo de río

Micro Meso hábitat

Unicidad

Validación hidrobiológica de caudales de mantenimiento (peces).

Qmín

APU

Caudal

Q50% APU

Q (APU máx)

100%

80%

Qm

50%

Superada la pregunta de ¿cómo calcular los Superada la pregunta de ¿cómo calcular los caudales de mantenimiento?, se pasa a las caudales de mantenimiento?, se pasa a las

auténticas cuestiones clave:auténticas cuestiones clave:

•¿Qué ríos queremos?¿Qué ríos queremos?

•¿Qué ríos podemos tener?¿Qué ríos podemos tener?

¿Qué estamos dispuestos a hacer para ¿Qué estamos dispuestos a hacer para conseguirlos?conseguirlos?

BEESituación actual

Contaminación

Eutrofización

Retención de

sedimentos

Restauración y mantenimiento

de cauces y riberas

Control de especies exóticas

Caudales de mantenimie

nto

Aspectos clave

(Hitos)

Planificación hidrológica

¿CÓMO SE PUEDE IMPLANTAR?¿CÓMO SE PUEDE IMPLANTAR?

Qmant(? %)

Qmín(5-10%)

Programa de transiciónPto.

PartidaPto. Llegada

CONCERTACIÓN SOCIAL Y ECONÓMICA

ViabilidadSocioeconómica (disponibilidad,

demanda, indemnización derechos,…)

Inversión/gasto en adecuación

Obras Hidráulicas

Programa de Seguimiento Limnológico

Eficiencia ecológica

PROGRAMA DE SEGUIMIENTO LIMNOLÓGICOPROGRAMA DE SEGUIMIENTO LIMNOLÓGICO

1. Valoración Qmín vs Qmant. Condicionantes y posibilidades reales

2. Aplicación de la planificación hidrológica.

3. Indicadores mixtos: Además de los clásicos (FQ, IB, Hb,...), biomasa o diversidad vs Qmant, gradientes, alternancia R/P, estructura trófica, producción 1ª y/o 2ª vs Qmant, heterogeneidad hidráulica, ...

4. Análisis de la evolución temporal de los indicadores. Criterios de valoración de situaciones óptimas (máxima eficiencia).

Variable

Tiempo

Nivel aceptableNivel aceptable

Variable

Tiempo

EJEMPLOS DE CÁLCULO DE

CAUDALES DE MANTENIMIENTO

• Existen muchas opciones a la hora de establecer un caudal de mantenimiento. La más adecuada, suele deducirse por sentido común, pero no siempre.

Métodos EN FE MR AB MA JN JL AG SE OC NO DI MEMontana 97,8 97,8 97,8 195,7 195,7 195,7 195,7 195,7 195,7 97,8 97,8 97,8 146,8

Arkansas 430,8 430,8 430,8 360,3 360,3 360,3 98,4 98,4 98,4 98,4 430,8 430,8 330,1

Utah 182,9 182,9 182,9 60,1 60,1 60,1 60,1 60,1 60,1 182,9 182,9 182,9 121,5

NEFM 102,8 102,8 102,8 102,8 102,8 102,8 102,8 102,8 102,8 102,8 102,8 102,8 102,8

NGPRP 84,5 84,5 84,5 84,5 84,5 84,5 84,5 84,5 84,5 84,5 84,5 84,5 84,5

0,25 QMA 122,3 122,3 122,3 122,3 122,3 122,3 122,3 122,3 122,3 122,3 122,3 122,3 122,3

7Q2 50,6 50,6 50,6 50,6 50,6 50,6 50,6 50,6 50,6 50,6 50,6 50,6 50,6

Francia 48,9 48,9 48,9 48,9 48,9 48,9 48,9 48,9 48,9 48,9 48,9 48,9 48,9

Auv.-Limousin 155,0 155,0 155,0 118,6 118,6 118,6 118,6 118,6 118,6 155,0 155,0 155,0 136,8

Vaudoise (CH) 69,3 69,3 69,3 69,3 69,3 69,3 69,3 69,3 69,3 69,3 69,3 69,3 69,3

Austria 166,0 166,0 166,0 166,0 166,0 166,0 166,0 166,0 166,0 166,0 166,0 166,0 166,0

Italia 168,5 168,5 168,5 168,5 168,5 168,5 168,5 168,5 168,5 168,5 168,5 168,5 168,5

UK 96,5 96,5 96,5 96,5 96,5 96,5 96,5 96,5 96,5 96,5 96,5 96,5 96,5

DISPERSIÓN DE LOS RESULTADOS SEGÚN EL MÉTODODISPERSIÓN DE LOS RESULTADOS SEGÚN EL MÉTODO

(m3/s)

0,99

0,37

1,13

0,85

1,42

48

20

53

29

34

Q10

Q35

4

Trucha adulta

Trucha juvenil

Alburno adulto

Alburno juvenil

Cacho adulto y juvenil

Qoptim.

APU Qclasif.(%) (%)

Río Glen (UK)Anchura: 5-8 m

Caudal medio: 0,5 m3/s (1981-87)Caudal mínimo absoluto: 0,08 m3/s (1981-87)

INCOHERENCIA HIDROLÓGICA Y DISPERSIÓN DE INCOHERENCIA HIDROLÓGICA Y DISPERSIÓN DE RESULTADOS SEGÚN LA ESPECIE/ESTADIO OBJETIVORESULTADOS SEGÚN LA ESPECIE/ESTADIO OBJETIVO

(m3/s)

1,000

0,155

0,100

0,076

0,050

0,040

Q óptimo medio peces PHABSIMQ óptimo peces (Tennant)

Q mínimo para BMWP>120

Q347

Q mínimo peces (Tennant)

Q óptimo perímetro mojado0,010Q mínimo para calidad aguas

Río Glen (UK)Anchura: 5-8 m

Caudal medio: 0,5 m3/s (1981-87)Caudal mínimo absoluto: 0,08 m3/s (1981-87)

DISPERSIÓN DE RESULTADOS SEGÚN LOS OBJETIVOS DE DISPERSIÓN DE RESULTADOS SEGÚN LOS OBJETIVOS DE PRESERVACIÓN Y EL MÉTODO SELECCIONADOPRESERVACIÓN Y EL MÉTODO SELECCIONADO

REGÍMENES DE CAUDALES DE MANTENIMIENTO (m3/s) MESES

QBM ABF NGPRP 7Q2 RVA MONTANA PMOJADO RIVER 2D AB 6,62 24,76 MA 8,20 43.01 JN 6,70 19,66

16,0 a 48,7

JL 3,93 5,25 AG 3,59 3,68 SE 3,75 3,10

5,95

OC 4,43 5,60

6,1 a 19,8

NO 5,51 8,97 DI 5,75 8,02 EN 6,07 8,46 FE 4,85 9,24 MR 5,71

6,45

12,35

2,73

16,0 a 48,7 11,90

3,5 2,0 a 4,0

Media 5,43 6,45 12,68 2,73 25,8 8,92 3,5 3,0 % Qmedio 18,3 21,7 42,6 9,2 86,6 30,0 11,7 10,1

CAUDALES GENERADORES (m3/s) MA 35,43 59,5 DI 18,69

hm3/año) 182,1 203,4 399,9 86,1 813,6 281,7a 110,4 96,6

CÁLCULO DEL RÉGIMEN DE CAUDALES DE CÁLCULO DEL RÉGIMEN DE CAUDALES DE MANTENIMIENTO PARA UN TRAMO DEL RÍO SEGREMANTENIMIENTO PARA UN TRAMO DEL RÍO SEGRE

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Área de Vilves. Caudal (m3/s)

Pe

rím

etr

o m

oja

do

(m

)

Qb (Qm mín)

Qm med Qm máxCaudal (m3/s)

TRUCHA

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Q (m3/s)

AP

U-(

m2-1

00 m

)

BARBO

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Q (m3/s)

AP

U-(

m2-1

00 m

)

BOGA

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Q (m3/s)

AP

U-(

m2-1

00 m

)

DIVERSIDAD DE MACROINVERTEBRADOS

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Q (m3/s)

AP

U-(

m2-1

00 m

)

CRECIDAS CONTROLADA

S

CRECIDAS NATURALES/CONTROLADAS: FUNCIONESCRECIDAS NATURALES/CONTROLADAS: FUNCIONES

Fertilización de llanuras aluviales

ECOLÓGICAS

GEOHIDROMORFOLÓGICAS

ECONÓMICAS

Pesquerías litorales

Transporte de sedimentos

Conservación de deltas

Preservación de la morfología fluvial

Diversificación de hábitats

Saneamiento del cauce

Recarga de acuíferos

Regeneración de humedales

Control de macrófitos y especies invasoras

CRECIDAS CONTROLADAS: CONDICIONES BÁSICASCRECIDAS CONTROLADAS: CONDICIONES BÁSICAS

• Magnitud y forma

• Duración y época-frecuencia

• Disponibilidad de agua

• Capacidad de regulación

• Coste económico

• Objetivo

• Condiciones ecológicas y sociales del medio. Inundabilidad

• Calidad del agua

• Toma (cota) de extracción del agua

• Servidumbres, usos del agua y del cauce. Otras obras hidráulicas

• Servidumbres (descenso de cota)

• Aporte y remoción de sedimento

• Plan de monitorización y seguimiento

KdKa

DEL EMBALSE DE LA CRECIDA

DEL RÍO AGUAS ABAJO

• Órganos de desagüe

• Posibles lluvias y respuesta de tributarios

CRECIDAS CONTROLADAS: CUANTIFICACIÓNCRECIDAS CONTROLADAS: CUANTIFICACIÓN

Montana

MÉTODO Magnitud Época Duración

Caudal dominante

Estes & Osborn

Hoppe

Wesche

Bestcha & Jackson

Inicio movimiento

200% Q medio anual No No

Q T1,5 Si 24 h

Caudal medio Q medio anual No No

Media Qmáx 2 años (MQmax2) + media de 3 dias entorno a MQmax2 + media de 7 días entorno a MQmax2

No Instant. + 3 d + 7 d

No 48 hQ17

Si 3 díasQ”bankfull”

No NoQ5

Bestcha & Jackson No No0,15 m3/Km2

Si 3 díasQ necesario para inicio movimiento de partículas de 1,3 -3,8 cm

Presa de Flix

Río Segre (± 200 m3/s)

Río Ebro(± 290 m3/s)

Río Matarraña(± 5 m3/s)

Trasvase Tarragona(± 3-4 m3/s)

Canal Izquierda(± 19 m3/s)

Canal Derecha(± 29 m3/s)

Río Ebro(± 270 m3/s)

Azud de Xerta

Presa de Ribarroja

Presa de Mequinenza

(210 hm3)

(11 hm3)

(1.500 hm3)

¿QUÉ SE PUEDE CONSEGUIR CON ELLAS?¿QUÉ SE PUEDE CONSEGUIR CON ELLAS?

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

tiempo (h)

Cau

dal

(m

3 /s)

DCHA

ANTES

DESPUES

IZDA

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2002 2003 2004 2005 2006 2007

Años

Bio

ma

sa

ma

cró

fito

s (

tn)

NoDi

Fe/MrMr

Ma/No

Ma/No