régimen ambiental de caudales: estado del arte

REGIMEN AMBIENTAL DE CAUDALES: ESTADO DEL ARTE
ANTONI PALAU IBARS
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RÉGIMEN AMBIENTAL DE CAUDALES: ESTADO
DEL ARTE
A. PALAU
GERENTE DE MEDIO AMBIENTE EN APROVECHAMIENTOS HIDRÁULICOS
DIRECCION DE MEDIO AMBIENTE Y DESARROLLO SOSTENIBLE.
ENDESA SERVICIOS, S.L.
1. INTRODUCCIÓN
Los ecosistemas fluviales mediterráneos tienen como características ecológicas
representativas, su variabilidad temporal y espacial (estacionalidad, heterogeneidad), junto
con su resiliencia.
Un efecto derivado de la marcada estacionalidad de los ríos mediterráneos en general, es la
percepción de ambientes aparentemente degradados, de poco valor que muchos cauces
intermitentes y temporales transmiten. En realidad y desde un punto de vista ecológico, la
estacionalidad, lejos de ser un motivo de degradación, es una perturbación internalizada por
este tipo de ecosistemas y por tanto absolutamente necesaria para su normal funcionamiento,
que se manifiesta en forma de numerosas y singulares adaptaciones por parte de las
comunidades acuáticas autóctonas. No en vano, se trata de ambientes particularmente ricos en
endemismos.
Otro efecto inherente a la mediterraneidad es la necesidad de regulación de los recursos
hídricos para diversos usos y activudades. Ello ha comportado una proliferación de embalses
y canales que ha situado a España entre los 5 paises del mundo con más capacidad de embalse
(unos 56 Km3). Embalse es siempre sinónimo de río regulado y, según como, de río seco.
Frente a este panorama, las soluciones de equilibrio entre uso y conservación no se deben
quedar en la gestión racional del agua, sino ir hacia la gestión de los sistemas naturales y
artificiales que la contienen y/o conducen. Este enfoque ecosistémico pasa forzosamente por que
se conserve o se recupere un adecuado régimen de los llamados caudales “ecológicos” o mejor
de mantenimiento (Palau, 1994), que incorpore todos los aspectos y elementos necesarios para
maximizar la naturalidad y funcionalidad de esos ríos regulados o regulables.
2. CAUDALES AMBIENTALES Y SUCEDÁNEOS
En términos extremos, el agua de los ríos puede contemplarse como un recurso dentro de la
reserva hídrica del país, o como el componente básico del ecosistema fluvial. Para unos, el
principal objetivo de una correcta regulación sería mantener la integridad ecológica del río a
través de la conservación de su fauna y flora. Para otros, la regulación de caudales debe de
estar de acuerdo con la satisfacción de las demandas de agua de sus usuarios. Para unos,
implantar el caudal de otros implicaría una limitación del recurso, mientras que para esos
otros, asumir el caudal de aquellos, llevaría a la degradación del ecosistema.
Para que exista un ecosistema fluvial, el único componente imprescindible es el agua.
Admitiendo que una parte del caudal transportado por los ríos, inevitablemente debe utilizarse
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por parte de la humanidad, se trata de buscar el compromiso adecuado entre uso del recurso y
conservación del ecosistema que lo contiene. Aquí es donde entran los caudales ambientales y
sus derivados.
Para un río regulado u objeto de regulación, sus caudales ambientales pueden planificarse con
distintos objetivos, pero todos ellos pueden englobarse en alguno de los siguientes términos:
• Caudales de mantenimiento. Es un caudal calculado para y dirigido hacia, la conservación de
los valores bióticos del ecosistema fluvial. La fijación de estos caudales de mantenimiento
responde a criterios científicos, bajo distintos enfoques, y nunca puede referirse a mantener un
caudal constante a lo largo del tiempo (Palau, 1994), sino a instaurar un verdadero régimen
completo de caudales capaz de reproducir de la mejor forma posible, la variabilidad temporal
más probable.
• Caudales mínimos. Son caudales capaces de mantener la vida en el río y poco más. Se trata de
caudales sin pretensiones de ser una solución ni definitiva ni ecológica, en el sentido
amplio de ambos términos. Se calculan de forma directa y arbitraria producto de un pacto
más que de una formulación científica.
• Caudales de acondicionamiento. Se refiere a un caudal que puede establecerse sin más o
como complemento de caudales mínimos o de mantenimiento, para una finalidad concreta,
ajena a la conservación de valores bióticos del ecosistema fluvial y referida a aspectos
abióticos (dilución, paisaje, usos recreativos, etc.).
3. PLANTEAMIENTOS METODOLOGICOS
3.1. CONSIDERACIONES GENERALES
Dentro del panorama de métodos y criterios para definir los caudales de mantenimiento, cabe
distinguir dos ámbitos: el de los métodos científico-técnicos y el de los criterios legales que
fijan, para territorios concretos, unos caudales calificados bajo el epígrafe de “ecológicos”.
Los métodos científico-técnicos tienen como objetivo establecer la forma de calcular caudales
de mantenimiento, fundaméntandose en la relación más o menos demostrable entre el caudal
circulante y algún descriptor abiótico o componente biótico del ecosistema fluvial; por su
parte, los criterios legales, se fundamentan en simplificaciones a veces extremas de los
métodos cientificos y su objetivo suele ir más enfocado a definir caudales mínimos.
Buena parte de los criterios legales definen los caudales mínimos a partir de porcentajes
directos del caudal medio anual o expresiones simples. En el Estado Español, la muestra de
criterios legislados para establecer caudales mínimos, es francamente notable dado que al
mapa autonómico se le superpone el de las Confederaciones Hidrográficas, que no coinciden
ni territorialmente ni en el enunciado de tales criterios.
En Europa, la situación no es particularmente distinta con una amplia variedad de criterios
legales sobre los que quizás la única regularidad que se intuye es un gradiente con criterios
ambientalmente más “generosos” en el norte y más restrictivos en el sur. Esto no
necesariamente responde al distinto grado de concienciación ambiental o la distinta
disponibilidad de recursos hídricos. La idea subyacente, real o virtual, es que cada región, y
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por extensión cada río o tramo de río, requiere un criterio distinto a la hora de establecer un
caudal de mantenimiento, como consecuencia de sus características biogeográficas y
limnológicas, cuando no políticas y socioeconómicas. Hay que señalar que existen paises
europeos sin aún ningún criterio específico para el cálculo de caudales de mantenimiento.
En Estados Unidos, país pionero en el desarrollo de métodos de cálculo de caudales de
mantenimiento, parece ser que no existe un marco legal tan acotado como en Europa y en la
mayor parte de los casos, son las agencias de protección de la naturaleza quienes amparadas
directamente en métodos científico-técnicos propios o desarrollados por otras entidades,
establecen los caudales de mantenimiento. En Estados Unidos, la profusión es por tanto de
métodos y no de criterios .
3.2. MÉTODOS DE CÁLCULO
3.2.1. Clasificación
Para el cálculo del caudal de mantenimiento existe un sinfín metodologías, lo que es la prueba
más inequívoca de que ninguna de ellas es capaz de aportar unos resultados garantizados de
forma absoluta y universal. En un plano práctico, puede considerarse que, en la actualidad,
basicamente existen cuatro enfoques, a partir de los cuales se perfilan todas las metodologías
existentes de cálculo de caudales de mantenimiento:
• Enfoque hidrológico: El caudal de mantenimiento se deduce de datos hidrológicos tratados
de distintas formas, (caudales clasificados, porcentajes, análisis de series temporales, etc.).
Son los más versátiles dado que son aplicables a distintas escalas desde la de la
planificación hidrológica hasta la de tramos de río concretos. Algunas referencias junto con
sus principales características, son las siguientes:
- NGPRP (Northern Great Plains Resource Program; NGPRP, 1974). Se ha utilizado en
todo tipo de ríos de las grandes llanuras americanas.
- Método de Hoppe (Gordon et al., 1992). Fija el caudal de mantenimiento según objetivos
(alimento, refugio, reproducción y regeneración del cauce).
- 7Q2. (Stalnaker y Arnette, 1976). Es uno de los métodos más antiguos y se ha aplicado en
los estados del sur de Estados Unidos.
- Método de Utah (Gordon et al., 1992). Divide el año en dos periodos (octubre-marzo y
abril-septiembre).
- NEFM (New England Flow Method; USFWS, 1981). Se le conoce también como ABF
(Aquatic Base Flow). Ha sido junto con el método Montana, el más utilizado en Estados
Unidos (Reiser et al., 1989).
- Método 0,25 QMA (Caissie y El-Jabi, 1995). Es una derivación del método Montana que
se aplica en las provincias marítimas de la costa este de Canadá.
- Formula de Mathey (UNESA, 1993). Es la base del que se conoce como “método suizo”.
Como métodos hidrológicos más complejos están los que pueden denominarse
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Secuenciales o Pulsátiles por basarse en el estudio de los pulsos en las series continuas de
caudales diarios. Son métodos bastante recientes y aptos para ríos mediterráneos, entre los
que cabe destacar los siguientes:
- QBM (Caudal Básico de Mantenimiento; Palau 1994; Palau y Alcazar, 1996). Define un
caudal básico y un régimen de caudales de mantenimiento, a partir del análisis de
tendencias y discontinuidades de las series de caudales mínimos diarios.
- RVA (Range of Variability Approach; Ritchter et al., 1997). A partir de series de
caudales medios diarios, se calculan unos índices de alteración hidrológica y para cada
uno se decide cual va a ser el objetivo en condiciones de regulación y las reglas para
alcanzarlo.
Ambos métodos parten del principio de que el régimen hidrológico de un río, (la magnitud,
distribución, frecuencia y duración de los caudales) constituye el factor clave en la
organización espacial y temporal de los ecosistemas fluviales. Es lo que se conoce como el
paradigma de los caudales naturales y la integridad de los ecosistemas acuáticos (Ritchter
et al., 1997), bien documentado por numerosos autores (Ward y Stanford, 1983; Walker et
al., 1995).
• Enfoque hidráulico: El caudal de mantenimiento se deduce de la relación entre algún
parámetro hidráulico (normalmente el perímetro mojado o la profundidad) y el caudal.
Sólo admite aplicaciones locales. Algunas referencias son las siguientes:
- Método de Montana (Tennant, 1976). Es un clásico entre todos los métodos. Ha servido
de referencia para buena parte de los criterios administrativos europeos de definición de
caudales mínimos.
- Método de Idaho (Gordon et al., 1992). El caudal de mantenimiento se deduce a partir de
unos referentes de profundidad mínima y rango de velocidad del agua, para distintas
especies.
- Método del perímetro mojado (Gordon et al., 1992). Es el más genuino de los métodos
hidráulicos existentes. Forma parte del que se conoce como método de Washington, en
cierto modo precursor de los de tipo hidrobiológico.
• Enfoque hidrobiológico: El caudal se deduce a partir de la cuantificación del hábitat físico
de una especie de referencia (normalmente peces) y del análisis de su relación con el
caudal mediante simulación hidráulica. Es adecuado para secciones y tramos concretos de
ríos. Algunas referencias son las siguientes:
- IFIM (Instream Flow Incremental Methodology; Gordon et al., 1992). Su aplicación
informática es el PHABSIM (Physical Habitat Simulation System), a partir de la cual se
han generado multitud de modelos similares (RHYABSIM, RHABSIM, CASIMIR, ...).
- Método Vasco (Docampo y Bikuña, 1995). Establece el caudal de mantenimiento y su
variabilidad temporal a partir de relaciones entre la diversidad ecológica del macrobentos
y el caudal.
• Enfoque holístico: Su principio básico es similar al de los métodos hidrológicos
secuenciales, pero más que un método en si, es un procedimiento o protocolo de cómo
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deducir el caudal de mantenimiento a partir de un análisis independiente de las necesidades
de los componentes del ecosistema fluvial objetivo, sean aspectos abióticos
(geomorfología, calidad del agua, etc.), ecológicos (comunidades naturales), perceptuales
(paisaje), socioeconómicos o todos en conjunto. Como planteamiento metodológico es
ciertamente impecable, pero en la práctica su aplicación puede ser compleja en función de
la heterogeneidad de los resultados parciales obtenidos para cada componente considerado.
Es poco utilizable a escala de planificación. Algunas referencias son las siguientes:
- BBM (Building Block Methodology; King et al., 2000). Es un protocolo para el diseño de
un régimen hidrológico modificado (regulado) apto para preservar aspectos y
componentes bióticos, abióticos, culturales o sociales, previamente identificados como
objetivos de conservación.
- AHA (Australian Holistic Approach; King et al., 2000). Sólo difiere del anterior en los
criterios de análisis de los requerimientos correspondientes a los valores de conservación
objetivo, así como en la estructura del protocolo de aplicación.
• Enfoque ecohidrológico: Es un enfoque de síntesis, en cierto modo híbrido entre el
hidrológico y el hidrobiológico. El caudal de mantenimiento se calcula a partir de datos
hidrológicos, pero adoptando como referente los requerimientos de una o varias especies
objetivo, definibles para cada caso, y para los que el caudal mínimo establecido debe
permitir su conservación. Es un enfoque pensado para planificación hidrológica de
caudales de mantenimiento. La única referencia conocida es la siguiente:
- Método de Quebec (Belzile et al., 1997). A partir de una regionalización hidrológica y de
la definición de una serie de especies de peces objetivo en cada región, se deducen los
requerimientos de caudales de mantenimiento necesarios para permitir el normal
desarrollo del ciclo biológico de las especies objetivo a lo largo del año.
Otra manera de clasificar las actuales propuestas metodológicas sobre definición y cálculo de
caudales de mantenimiento, es en función de cual es el aspecto o componente del medio que
tales caudales mínimos pretenden preservar. Bajo esta perspectiva, las anteriores cinco
categorías se configuran en tres tipos:
•
Biotopológicos: Caudales de mantenimiento definidos para la preservación de
componentes abióticos del ecosistema (paisaje, calidad del agua, etc.).
•
Biocenológicos: Caudales de mantenimiento definidos para la preservación de un
componente biótico del ecosistema fluvial (peces, macrobentos, ribera, etc.).
•
Ecosistémicos: Caudales de mantenimiento definidos para la preservación de todo el
ecosistema fluvial, sin ninguna preferencia particular.
3.2.2. Evolución histórica y tendencias de futuro
Sin duda la comodidad de cálculo, catapultó en los años 70 a los métodos hidrológicos
simples hacia una rápida expansión, en particular en los foros de planificación y legislación de
usos del agua. Los métodos hidráulicos también se iniciaron y alcanzarón su más amplia
difusión en los años 70 y 80.
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En la década de los años 80, irrumpen en escena métodos hidrobiológicos basados
fundamentalmente en los modelos de hábitat físico de peces. Los años 90 representan la
culminación de los métodos hidrobiológicos, sin duda los más estudiados y manejados en el
ámbito científico, aunque no tanto en aplicaciones prácticas. En la misma década se
desarrollan los métodos holísticos, como una propuesta para ríos heterogeneos tanto de
estructura como de objetivos de conservación y gestión.
También es en la década de los 90 cuando empiezan a aparecer propuestas metodológicas de
tipo hidrológico secuencial o pulsátil. Finalmente, a principios del siglo XXI, y sin duda como
salida lógica a la evolución histórica acontecida, se presentan los métodos ecohidrológicos,
como una propuesta práctica y simplificadora.
Las tendencias actuales parecen ser bastante claras a nivel conceptual. S bien a nivel de
estudios y aplicaciones, se manejarán aún durante unos cuantos años, varias propuestas
indistintamente, la evolución más probable será en el siguiente sentido:
1. Estancamiento y abandono de los métodos hidráulicos para el cálculo de caudales de
mantenimiento.
2. Desarrollo de modelos hidrobiológicos de hábitat físico, acoplados a modelos de
simulación hidráulica, más complejos y precisos, con tendencia a convertirse en
herramientas de comprobación, mas que de cálculo, de los caudales de mantenimiento.
3. Consolidación y progreso de los métodos holísticos como alternativa para aplicaciones
locales donde los otros métodos son inaplicables por cualquier razón.
4. Abandono progresivo de los métodos hidrológicos más simples y expansión de los
métodos hidrológicos que se soporten en un fundamento ecológico y en el análisis de las
series de caudales circulantes, con una tendencia a la fusión con los métodos
ecohidrológicos. Es importante destacar que las tres propuestas metodológicas más
recientes (hidrológica secuencial, holística y ecohidrológica) tienen un factor en común:
todas apuestan por el principio de que es el caudal circulante el referente organizativo
básico de cualquier ecosistema fluvial.
3.2.3. Conclusiones: Premisas básicas
En principio parece que, sea cual sea la estrategia de definición y cálculo de los caudales de
mantenimiento, esta debe cumplir al menos las tres premisas siguientes:
•
Que su fundamento teórico tenga una lógica basada en características intrínsecas del
ecosistema fluvial y no en criterios antrópicos, los cuales pueden valer como elementos de
validación pero no de definición y cálculo de los caudales de mantenimiento.
•
Que sus resultados se refieran a todo el ecosistema fluvial o, en su defecto, al mayor
número de componentes de este, sin primar unos sobre otros.
•
Que su aplicación contemple como más relevante, el invertir los esfuerzos y
requerimientos en términos de conocimientos, tiempo y coste, hacia la fase de validación
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posterior de los resultados. Se trata de llegar a una propuesta de caudal de mantenimiento
de la forma más rápida y precisa posible (respetando por supuesto los dos puntos
anteriores) y aplicar los mayores esfuerzos en la validación posterior de los resultados,
para comprobar si son o no adecuados a la realidad del ecosistema fluvial.
BIBLIOGRAFIA
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