universidad del cauca - seminario-taller.webnode.com.co

Prof. Juan Manuel Diez Hernández – PhD Ecohidráulica.

Grupo de Hidráulica e Hidrología. Universidad de Valladolid. jmdiez@iaf.uva.es

Universidad del Cauca

Seminario Taller Gestión del Riesgo y Restauración de EcoAC

21ABR2015

Prof. J.M. Diez Hernández – IF, MSc, PhD-Ecohidráulica. jmdiez@iaf.uva.es

Universidad de Valladolid – España. www.gef-ecohidrologia.org

www.gef-ecohidrologia.org

Puntos clave

¿Para qué el Caudal Ecológico?

¿Cómo determinar CE en Colombia?

crecida invierno

0

10

20

30

40

50

1-Jan 1-Feb 1-Mar 1-Apr 1-May 1-Jun 1-Jul 1-Aug 1-Sep 1-Oct 1-Nov 1-Dec

Ca

ud

al (

m3/s

)

Régimen Caudales Ecológicos - RCE (Pando)

DesoveCrecimiento

Año típico Pre

Año típico RCE

CrecidaLavado

CrecidaFormativa

Bankfull

¿Caudal Ecológico o Caudal Ambiental?

Paradigma RNC

0

10

20

30

40

50

1-ene 1-feb 1-mar 1-abr 1-may 1-jun 1-jul 1-ago 1-sep 1-oct 1-nov 1-dic

Cau

dal

(m3/s

)

Desove Crecimiento Crecida

Lavado Crecida

Formativa

Incorpora componentes clave para procesos ecológicos (Ritcher et al., 1998)

Año Típico

Organiza y define la biodiversidad, producción, y sostenibilidad (Poff et al., 1997)

Caudal

base

Tasa

Incremento

Tasa

Decremento

Alteración Hidrológica

Modificar el RNC afecta a la estructura, composición y/o

funcionamiento del ecosistema (Walker et al., 1995).

Efectos concretos dependen del modo de alteración de sus componentes, y

de las dinámicas ecológicas y fluviales.

No existe fórmula general CE

CE Q exc T

0

5

10

15

20

25

30

Jan-

82

Feb-

82

Mar-

82

Apr-

82

May-

82

Jun-

82

Jul-

82

Aug-

82

Sep-

82

Oct-

82

Nov-

82

Dec-

82

Caudal dia

rio (

m3/s

)

Salida (QRCV)

AZUDCANAL DERIVACIÓN

CÁMARA

CARGA

SEGMENTO TOMA

Agua COL – uso activo

Agricultura - 54%

Hidroelectricidad – 20%

%

Agricultura =

Hidroelectricidad ↓

Acuicultura ↑

Demanda

2 especies fluviales ponen en riesgo los CE

· Teoricus recalcitrantum

· Tecnicus pasivus

¡ Ayuda ¡

Hidrológicos

IFIM-PHABSIM: Río Carrión (Palencia)Transecto 1

MÉTODOS CAUDAL ECOLÓGICO (Tharme, 2002)

Hidráulicos

Simulación Hábitat

Holísticos – Incrementales

7Q10 (EPA-EEUU, 1980s)

Índice de caudal bajo utilizado por los ingenieros sanitarios

para fijar estándares de dilución en vertimientos.

Caudal mínimo en 7 días durante período de 10 años.

Variable: caudal mínimo diario

M. Hidrológicos

mínimo

máximo

M. Hidrológicos

7Q10

1. Media móvil ventana = 7 días

M. Hidrológicos

90

120

7Q10

1. Media móvil 7 días

2. Recurrencia T=10 años

Análisis

Hidrológico

Calidad Agua

Integridad Biológica

Análisis Hidrológico

1. Carencia de validación

Umbrales (%, percentiles) no justificados.

7Q10 reprobado científicamente (Instream Flow Council USA, 2004).

Límites Post/Pre > 0.50 // 0.60 sin justificación ecológica.

No demuestra vínculo IHA – Biología.

Max (7Q10; Q95%; 0.5QMM)

Qmín post/pre > 0.6

para T=2,5,10, y 25 años

Análisis RVA

5265 74

97 101125 130

97 101

61 61 53

0255075

100125150175200225

O N D E F M A MY J JL A S

Cau

dal

(mcs

)

Alteración 7Q10-Q95-0.5QMM

Año Seco Año Normal Año Húmedo

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

O N D E F M A MY J JL A S

Ca

ud

al (m

3/s

)

Natural

AH50%

WU

A (

m2/m

)

Caudal (m3/s)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Barbus bocagei - (>25cm) ADULTO

Barbus bocagei ADULTO

Q=50% WUA=38%

Alteración Hidrológica – Alteración Hábitat NO es LINEAL

WU

A (

m2/m

)

Caudal (m3/s)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Barbus bocagei - (<7cm) ALEVIN

Barbus bocagei - (7-25cm) JUVENIL

Barbus bocagei - (>25cm) ADULTO

Variable en RANGO

Variable en ORGANISMO [juv. - ale.]

WU

A (

m2/m

)

Caudal (m3/s)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Barbus bocagei - (<7cm) ALEVIN

Barbus bocagei - (7-25cm) JUVENIL

Barbus bocagei - (>25cm) ADULTO

Análisis Hidrológico

1. Carencia de validación

Umbrales (%, percentiles) no justificados.

7Q10 reprobado científicamente (Instream Flow Council USA, 2004).

Límites Post/Pre > 0.50 // 0.60 sin justificación ecológica.

No demuestra vínculo IHA – Biología.

2. Baja flexibilidad

Subordinada a serie hidrológica detallada (diario, >20años)

Límites de alteración hidrológica indefinidos.

¿Incertidumbre con caudal medio en lugar de mínimo diario?

Max (7Q10; Q95%; 0.5QMM)

Qmín post/pre > 0.6

para T=2,5,10, y 25 años

Análisis RVA

5265 74

97 101125 130

97 101

61 61 53

0255075

100125150175200225

O N D E F M A MY J JL A S

Cau

dal

(mcs

)

Alteración 7Q10-Q95-0.5QMM

Año Seco Año Normal Año Húmedo

Análisis Hidrológico

7Q10 (EPA-EEUU, 1980s)

Índice de caudal bajo utilizado por los ingenieros sanitarios

para fijar estándares de dilución en vertimientos.

Caudal mínimo en 7 días durante período de 10 años.

Variable: caudal mínimo diario

mínimo

medio

máximo

Análisis Hidrológico

3. Limitaciones Operativas

Inaplicable si no se dispone de caudales Naturales.

Inaplicable si no se dispone de caudales Diarios.

Inaplicable si no se dispone de serie > 20 años.

Carencia de límites concretos de variabilidad hidrológica.

Max (7Q10; Q95%; 0.5QMM)

Qmín post/pre > 0.6

para T=2,5,10, y 25 años

Análisis RVA

5265 74

97 101125 130

97 101

61 61 53

0255075

100125150175200225

O N D E F M A MY J JL A S

Cau

dal

(mcs

)

Alteración 7Q10-Q95-0.5QMM

Año Seco Año Normal Año Húmedo

Análisis Hidrológico

4. Implementación CA años Niño/Niña

¿ Elementos para variar el CA en función del tipo de año?

¿Cómo identificar el tipo de año hidrológico (“tiempo real”)?

NAMINO

NAMONAMINO

NAMO

Análisis Hidrológico

Parámetros fisico-químicos

Calidad Agua

¿Temperatura ?

Índice Integridad Biótica Compuesto (IIBC)

“Asignación inicial a=b=c=d=1. Valores 1 deberán justificarse adecuadamente”

Componente Biológico

Componente Biológico

Índice Integridad Biótica: IIBMacroin

- Tipificación según: tolerancia - grupos funcionales tróficos – hábitat

- Puntajes y ponderación de estudios en ríos de EEUU, Europa, y Australia

Índice Integridad Biótica Compuesto (IIBC)

“Asignación inicial a=b=c=d=1. Valores 1 deberán justificarse adecuadamente”

Componente Biológico

¿Puntajes/ponderaciones para ríos de EEUU, UE, AUS transferibles a COL?

Ponderaciones IIBCompuesto alternativas producen recomendaciones dispares.

¿Existe relación Q-IIB operativa para poder cuantificar efectos del proyecto?

Índice de Integridad Biótica (IIB)

- IIB = f (IIBVegRip)

IIB de la Vegetación Riparia: IBBVegRip

Componente Biológico

¿Ripario (riparian) o Ribereño?

Propuesta CA-Colombia

1. Criterios Generales (p.35)

Objetiva:

Flexible:

Adaptable:

Costo-efectividad

Ecosistémica-Integral:

• Hidrología, Hidráulica, calidad agua, biótico, socioeconómico, etc.

Parte integral normativa y gestión ambiental

Fundamentada en criterios científicos sólidos

1. Criterios Generales (p.35)

Objetiva: ¿umbrales validados?

Flexible: ¿y si la línea base no es la ideal?

Adaptable.

Costo-efectividad

Ecosistémica-Integral: ¿hábitat?

• Hidrología, Hidráulica, calidad agua, biótico, socioeconómico, etc.

Parte integral normativa y gestión ambiental.

Fundamentada en criterios científicos sólidos: ?

CE España

CE R. Palacé (COL)

Popayán

Río Cauca Río Palacé

Cauca

1 km

Popayán

Río Cauca Río Palacé

Cauca

1 km

Figura 1. Localización del tramo representativo del río Palacé en la modelación IFIM de

la extracción abastecedora del nuevo acueducto de Popayán (Cauca). www.igac.gov.co.

Río Palacé (Cauca, COL)

Popayán

Piendamó

Totoró

Q =500 l/s

PHABSIM 1D - RP (COL)

Caracterización 1D - RP (COL)

CONVERSIÓN DATOS HIDRÁULICA

PREFERENCIA HÁBITAT REPORTES

SERIE Temporal

Reporte Series

PHABSIM 1D - RP (COL)

SECC 1

SECC 2

S. Libre 2

Modelación Hidráulica

CELDILLA 7

Anchura

ponderada

útil

APU

Preferencia Biológica

Velocidad

Cv

Profundidad

Cp

(b)

C i

Sustrato

Cs

(c)

Levantamiento Hidrotopográfico Simulación Hábitat

Índice

Hábitat

WUA

Caudal

WUA = Ci · Ai

CONVERSIÓN DATOS HIDRÁULICA

PREFERENCIA HÁBITAT REPORTES

SERIE Temporal

Reporte Series

0

2000

4000

6000

8000

10000

1 3 5 7 9 11 13 15

IHT

(m

2/k

m)

Caudal (m3/s)

Macroinvertebrados

Reproducción

Crecimiento

Adulto

PHABSIM 1D - RP (COL)

CONVERSIÓN DATOS HIDRÁULICA

PREFERENCIA HÁBITAT REPORTES

SERIE Temporal

Reporte Series

IFIM - RP (COL)