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Prof. Juan Manuel Diez Hernández – PhD Ecohidráulica.
Grupo de Hidráulica e Hidrología. Universidad de Valladolid. [email protected]
Universidad del Cauca
Seminario Taller Gestión del Riesgo y Restauración de EcoAC
21ABR2015
Prof. J.M. Diez Hernández – IF, MSc, PhD-Ecohidráulica. [email protected]
Universidad de Valladolid – España. www.gef-ecohidrologia.org
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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?
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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
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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
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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
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Agua COL – uso activo
Agricultura - 54%
Hidroelectricidad – 20%
%
Agricultura =
Hidroelectricidad ↓
Acuicultura ↑
Demanda
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2 especies fluviales ponen en riesgo los CE
· Teoricus recalcitrantum
· Tecnicus pasivus
¡ Ayuda ¡
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Hidrológicos
IFIM-PHABSIM: Río Carrión (Palencia)Transecto 1
MÉTODOS CAUDAL ECOLÓGICO (Tharme, 2002)
Hidráulicos
Simulación Hábitat
Holísticos – Incrementales
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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
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M. Hidrológicos
7Q10
1. Media móvil ventana = 7 días
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M. Hidrológicos
90
120
7Q10
1. Media móvil 7 días
2. Recurrencia T=10 años
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Análisis
Hidrológico
Calidad Agua
Integridad Biológica
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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
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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
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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
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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
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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
![Page 22: Universidad del Cauca - seminario-taller.webnode.com.co](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012703/61a543ae08e815498a0a3ed4/html5/thumbnails/22.jpg)
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
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Parámetros fisico-químicos
Calidad Agua
¿Temperatura ?
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Índice Integridad Biótica Compuesto (IIBC)
“Asignación inicial a=b=c=d=1. Valores 1 deberán justificarse adecuadamente”
Componente Biológico
![Page 25: Universidad del Cauca - seminario-taller.webnode.com.co](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012703/61a543ae08e815498a0a3ed4/html5/thumbnails/25.jpg)
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
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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?
![Page 27: Universidad del Cauca - seminario-taller.webnode.com.co](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012703/61a543ae08e815498a0a3ed4/html5/thumbnails/27.jpg)
Índice de Integridad Biótica (IIB)
- IIB = f (IIBVegRip)
IIB de la Vegetación Riparia: IBBVegRip
Componente Biológico
¿Ripario (riparian) o Ribereño?
![Page 28: Universidad del Cauca - seminario-taller.webnode.com.co](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012703/61a543ae08e815498a0a3ed4/html5/thumbnails/28.jpg)
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: ?
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CE España
![Page 30: Universidad del Cauca - seminario-taller.webnode.com.co](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012703/61a543ae08e815498a0a3ed4/html5/thumbnails/30.jpg)
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.
![Page 31: Universidad del Cauca - seminario-taller.webnode.com.co](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012703/61a543ae08e815498a0a3ed4/html5/thumbnails/31.jpg)
Río Palacé (Cauca, COL)
Popayán
Piendamó
Totoró
Q =500 l/s
![Page 32: Universidad del Cauca - seminario-taller.webnode.com.co](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012703/61a543ae08e815498a0a3ed4/html5/thumbnails/32.jpg)
PHABSIM 1D - RP (COL)
![Page 33: Universidad del Cauca - seminario-taller.webnode.com.co](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012703/61a543ae08e815498a0a3ed4/html5/thumbnails/33.jpg)
Caracterización 1D - RP (COL)
![Page 34: Universidad del Cauca - seminario-taller.webnode.com.co](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012703/61a543ae08e815498a0a3ed4/html5/thumbnails/34.jpg)
CONVERSIÓN DATOS HIDRÁULICA
PREFERENCIA HÁBITAT REPORTES
SERIE Temporal
Reporte Series
PHABSIM 1D - RP (COL)
![Page 35: Universidad del Cauca - seminario-taller.webnode.com.co](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012703/61a543ae08e815498a0a3ed4/html5/thumbnails/35.jpg)
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
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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)
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CONVERSIÓN DATOS HIDRÁULICA
PREFERENCIA HÁBITAT REPORTES
SERIE Temporal
Reporte Series
IFIM - RP (COL)
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