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7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Mark Godfrey
MANAEJO INTEGRADO DELA CUENCA DEL RO MAGDALENA
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274.000 km2, 86% del PIB
75% actividad agropecuaria
90% produccin.
Importancia en pesquera(30.000 to 50.000 pescadores
artesanales )
70% of hidroelectricidad
90% energa trmica
Provisin Agua a 30 millones depersonas
80% Minera Carbn
Importancia de la Cuenca en el contexto
Nacional
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Contenido Presentacin
Portafolio de Conservacin de Agua Dulce
Definicin de Caudales ambientales-ELOHA
Manejo planicies inundables para reducir riesgode inundacines
Gestin eficiente del agua con apoyo del ModeloHidrolgico-WEAP
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Porqu mantener un ro y cuencasaludable
Capacidad de amortiguar inundaciones
Capacidad de regular caudales-flujo base
Capacidad de purificar agua: nutrientes ycontaminantes
Retener sedimentos
Prover recursos pesquerso de manera
sostenible Fertilizar suelos
Adapatacin a cambio climtico: resiliencia
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Portafolio Conservacin Agua Dulce-Blueprint
Una representacin espacial de los mejoresejemplos de la variedad de ecosistemas deagua dulce, ros y cuencas de agua dulce para
mantener la biodiversidad y los serviciosambientales en una red conectada de reas deconservacin.
Prioridades Conservacin
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Clasificacin de elementos de cuencas enfuncin del rea de acumulacin.
Clase 1: Cabeceras (466)
Clase 2: Tributarios ( 33)
Clase 3: Grandes Tributarios (5)
Clase 4: Cauce Principal (1)
505 Unidades espaciales
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Clima
Lluvia, Nieve, Glaciares
Geomorfologa
Gradiente, Morfologa Valle
Geologa
Qumica, Sustrato,Sedimentos, Fuentes agua
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Clasificacin de los Sistemas Ecolgicos dela Cuenca Magdalena Cauca
Cabeceras Tributarios
Grandes TributariosCauce principal
505 Unidades espaciales
distribuidas en:105 clases de sistemasAgua dulce
# de clases
Cabeceras 83Tributarios 17
Grades tributarios 4
Cauce principal 1
De acuerdo a propiedadesbiofsicas: clima, geologa,geomorfologa, hidrografa
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Conectividad
Composicinbitica
Calidaddel agua
Rgimen deenerga
Rgimenhidrolgico
Hbitatfsico
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AMENAZAS a los atributos de la Integridad de los
Ecosistemas de Agua Dulce
Integridad
RgimenHidrolgico
Calidadde Agua
Conectivi-dad
Composi-cin
Bitica
OfertaEnerga
/Carbn
HbitatFsico Agricultura
descargas urbanasminera
Represas,diques,infraestructura
Sobrepesca,especies invasoras/exticas
Deforestacin,prdida dehbitat cercade los ros yLagos,infraestructura
Minera,consolidacinde bancos,
sedimentacin,deforestacin
Represas & embalses,Agricultura intensiva
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Prdida de la cobertura natural
Cobertura natural remanente (23%)
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Threats: Landuse change: TerraI
Deforestacin: Prdida en laoferta de energa (Cadenas trficas)
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Prdida de la produccin pesquera
80.000 ton
7.000 ton
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Cambio Climtico
Vulnerabilidad ambientaldel territorio
2011-2040
(IDEAM 2010)
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86 SITIOS PRIORITARIOS
25% del rea total de laCuenca
rea(km2)
% delrea total
Corto plazo 26,347 9.67
Mediano plazo 14,721 5.40
Largo plazo 7,271 10.0Totalsubprioritarios
48,339 25.0
Otros en portafolio
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Caudalesambientales
Integridad de losecosistemas Servicios
BienestarHumano
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Requerimientos de flujo para especies yecosistemas
0
400
800
1200
1600
2000
Flujoagua Eclosin
Habitats para la alimentacin
bosque inundable
Alimentacin y
crecimiento en
hbitats riparios
Migraciones de
adultos
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Retener magnitud de inundaicn para limpiar el canal,
Mantener bosques riparios, planicies inundables, etc.Mantener flujo base y ecosistemas en epoca seca
Retener pulsos menores que desencadenas ciclos sp
Variar flujo base en poca lluvias reduciendo algunascrecientes
Flujo para mantenimiento ecolgico
Flujo natural
PROCESO CIENTFICO ELOHA (E l i l Li i f H d l i Al i )
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Paso 1. Fundamento hidrolgico
PROCESO CIENTFICO ELOHA (Ecological Limits of Hydrologic Alteration)
Monitoreo
Condiciones ecolgicasaceptables
Valoressocialesy necesidadesde gestin
Implementacin
PROCESO SOCIAL
Ajustes de adaptacin
Relaciones entre la alteracinde caudal y la respuesta ecolgicapor tipo de ro
Clasificacinhidrolgica
de ros
Grado dealteracinhidrolgica
Alteracioneshidrolgicaspor tipo de ro
HidrogramasNaturales-base
Hidrogramaspost-desarrollo
Datos e ndicesecolgicos
Estndares decaudal ambiental
Modelo hidrolgicoy estaciones de aforo
Hiptesiscaudal-ecologa
Subclasificacingeomorfolgica
Paso 4. Relaciones caudal-ecologa
Paso 3. Alteracin de caudales
Paso 2. Clasificacin de ros
S l i d i bl
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Seleccin de variableshidrolgicas
Nro. Variable
1 Nmero de das con flujo cero2 ndice de flujo base
3 Cuatrimestre en que ocurre el flujo ms alto
4 Tasa de ascenso del flujo
5 Nmero de inversiones al ao
6 Magnitud del flujo extremo bajo
7 Duracin del flujo extremo bajo
8 Frecuencia de flujos extremos bajos
9 Magnitud de flujos altos10 Duracin de flujos altos
11 Frecuencia de flujos altos
12 Tasa de ascenso de flujos altos
13 Tasa de descenso de flujos altos
14 Magnitud de pequeas inundaciones
15 Duracin de pequeas inundaciones
16 Frecuencia de pequeas inundaciones
17 Tasa de ascenso de pequeas inundaciones
18 Tasa de descenso de pequeas inundaciones
19 Magnitud de grandes inundaciones
20 Duracin de grandes inundaciones
21 Frecuencia de grandes inundaciones
22 Tasa de ascenso de grandes inundaciones
23 Tasa de descenso de grandes inundaciones
24 Caudal medio diario25 Coeficiente de variacin del caudal medio diario
Seleccin devariables
hidrolgicas
Seleccin devariables
ecolgicamenterelevantes
Anlisis deComponentes
principales
Anlisis decorrelacin
lineal
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Clasificacin de las series hidrolgicas:23 tipos de ros
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Familia:Pramo Familia:Alta montaa
Clasificacin de tipos de ros
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FICHASCARACTERIZACIN
CAUDAL-ECOLOGA
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EXISTEN ALTERACIONESHIDROLGICAS EN LA CUENCAMAGDALENA CAUCA?
QU TAN SEVERAS SON?
DNDE SE PRESENTAN?
CUNDO EMPEZARON APRESENTARSE?
CMO IDENTIFICARLAS?
Identificacin de alteracioneshidrolgicas
Presas actuales yproyectadas
Distritos de riego
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Alteraciones hidrolgicas:Hidroelctrica de Prado
Inicio de operaciones en 1973
Tipo de turbina: Francis
Potencia instalada 60MWCaudal de diseo 115m3/s potencia
nominal
Salto neto 53.5 m
Ao de construccin 1971
rea del embalse 42Km2
Figura 1: Serie da caudales diarios -El boqueron- Figura 2: Serie da caudales mensuales -El boqueron-
Figura 3: Serie da caudales anuales -El boqueron-
Hi i d l l i l
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1.0
0.9 -
0.8 -
0.7 -0.6 -
0.5 -
0.4 -
0.3 -
0.2 -
0.1 -
0.0Propor
cininicialdepeces
Proporcin de caudal removido
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
Impactoaceptable en
el recurso
Impactoinaceptable
en el recurso
Determinar condiciones ecolgicas aceptables y definir
objetivos de caudal ambiental
CONDICIN
ECOL
GICA
RECOMENDACIN (NORMA) DE CAUDAL AMBIENTAL
Hiptesis de la respuesta ecolgica a laalteracin hidrolgica
PRAMO MONOMODALPARAMO MONOMODAL
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GrficaAlteracin
HidrolgicaRelacin Alteracin Hidrolgica-Respuesta Ecolgica
1
Reduccin en la
magnitud de los
flujos bajos
extremos
La riqueza de macroinvertebrados pertenecientes a los grupos EPT en
sustrato rocoso se mantiene hasta un umbral mximo de alteracin,
descendiendo rpidamdente una vez superado este umbral.
2
Aumento en la
duracin de l os
flujos bajos
extremos
Un aumento en la duracin de los fl ujos bajos extremos por encima de
tres meses impli car una reduccin en la riqueza de las taxa
correspondientes a los grupos EPT
3
Reduccin en la
magnitud de losflujos bajos
extremos
La biomasa de diatomeas del perifiton aumenta inicialmente como
respuesta a la reduccin de la magnitud del flujo hasta un umbral en elque empieza a decaer exponencialmente
4
Aumento en la
duracin de l os
flujos bajos
extremos
Un aumento en la duracin de flujos bajos extremos (ms de dos
semanas de sequia) ocasiona una disminucin drstica o hasta
desaparicin de la comunidad de Diatomeas.
5
Reduccin en la
frecuencia de los
flujos altos
Una reduccin en la f recuencia de los fl ujos altos generara una
acumulacin de las f racciones particuladas finas (< 1 mm)en el lecho
del ro (Orgnica e inorgnica).
6Aumento en lafrecuencia de los
flujos altos
Un aumento en la frecuencia de l os flujos altos generara unaacumulacin de las fracciones particuladas gruesas (>1mm) en el lecho
del ro.
COMPONENTES DEL
RGIMEN HIDROLGICORELACIONES
* Los caudal es bajos extremos permiten el aumento de la r iqueza de
macroinvertebrados en comparac in con perodos de caudal al to en
los que son arrastrados por la corriente.
* La magnitud y duracin de l os cauda les ba jos extremos permiten el
aumento de la biomas a de dia tomeas (perodos enero-marzo).
CAUDALES BAJOS EXTREMOS
* La duracin de los caudales bajos permite la acumulacin de materiaorgnica particulada gruesa, produciendo un aumento de la abundacia
de las larvas de insectos trituradores en la corriente.
* La magnitud y duracin de caudales altos son necesarias para el
arrra stre de sedimentos finos y reubicac in de fracci ones gruesas,
favoreciendo la heterogeneidad de mesohbitats bentnicos
* La magnitud y frecuencia de las pequeas i nundaciones generan
mayor densidad de i nvertebrados en deriva.
CAUDALES BAJOS
* La duracin de los ca udales ba jos permite el crecimiento de juveniles
de peces por la mayor oferta alimenticia en trminos de biomasa de
insectos.
* Las tasas de cambio (y posiblemente las inversiones del flujo) son
una seal requerida por los peces para el inicio del proceso de
maduracin gonadal.
CAUDALES ALTOS
PEQUEAS INUNDACIONES * Las tasas de cambio (y posiblemente las inversiones del flujo) sonuna seal requerida por los peces para el inicio del proceso de
maduracin gonadal.
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Qinst= 0.39 m3/sQinst= 10.13 m3/s
Qinst= 0.36 m3/sQinst= 6 m3/s
RIOGUATIQUIA
RIO CHUZA
Aguas arriba Aguas abajo
R l i
-
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R = 0,9615
0
200
400
600
800
0 10 20 30 40
Abund
anciadeInvertebrado
s
Bentnicos
Duracin de los caudales bajos (das)
R = 0,9815
0
5
10
15
20
0 10 20 30 40
Riqu
eza
deInvertebrados
Bentnicos
Duracin de los caudales bajos (das)
Relaciones entre el aumento en la duracin de loscaudales bajos y la abundancia y riqueza deinvertebrados bentnicos en el ro Guatiqua
(Pramo colombiano).
RelacionesAlteracin hidrolgica Respuesta ecologa
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7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Manejo de Planicies Inundables
Mltiples beneficios: Reduccin riesgo inundaciones Provisin alimentos y bienes para la economia Recreacin (pesca, ecoturismo, canotaje, otros) Recarga acuferos Beneficios en calidad de agua (sedimentos, nutrientes,
filtracin contaminantes, otros) Beneficios ecolgicos (biodiversidad, especies
amenazadas, otros)
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7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Planicies funcionales Conectividad entre ro y
planicies inundables
Hidrologa natural
Escala geogrfica suficiente
R Pl i i I d bl
-
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Recuperar Planicies Inundables
-
7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Planicie desconectada con patrnhidrolgico natural
-
7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Diques retirados con patrn hidrolgico
natural
Planicies Inundables y
-
7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Peces criadosen habitat de ro Criados en Ro
y planicieInundable(cinagas)
Planicies Inundables yServicios Ambientales
V i bilid d hid l i l i i
-
7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Variabilidad hidrolgica y planiciesfuncionales
Eventos de magnitudalta: genera efectosgeomorfolgicos( rompimiento dediques naturales,deposicin desedimentos),incrementando la
heterogeneidadtopgrfica yregeneracin debosques.
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
1/8/2005 2/7/2005 3/9/2005 4/8/2005 5/8/2005 6/7/2005
Discharge(c
Variabilidad hidrolgica y planicies
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Variabilidad hidrolgica y planiciesfuncionales
Duracin deinundaciones ayuda a laproductividad decadenas trficas yhabitats para peces
(oviposicin y desarollo). Inundacin deactivacin de Planicies
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
1/8/2005 2/7/2005 3/9/2005 4/8/2005 5/8/2005 6/7/2005
Discharge(c
-
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= = =
Los retos de la escala
-
7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Mitigacin inundacion basada en ecositemas:manejo planicies inndables y conectividad
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7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Planicies inundables importantes
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7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Planicies inundables importantespara reducir riesgo inundaciones
Mississippi River
Inundaciones controladas:inundacin de la planicieinundable (MorganzaFloodway) para reducirpresin sobre diques
Diseo de Bypasses en el
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7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Diseo de Bypasses en elro Mississipi y tributarios
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7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Diseo manejo Planicies enGamarra y Llanito: F. Alma -Ecopetrol
Magdalena
-
7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Magdalena
Interface grafica basada en capasde GIS y arrastre-pegado de
elementos hidrolgicos
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7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Anlisis de redes en WEAP
Vinculos
entredemanda ysuministro
Flujos de retorno a lasuperficie, al agua
subterranea o aplantas detratamiento
5 mens devisualizacinresultados
Menu
Prescripcin deflujosambientales
Desarrollo por Diseo
-
7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Desarrollo por Diseo
Portafolio Agua Dulce Sector Hidroelctrico
Conservacin
Embalses futuros
Anlisiscosto-benefico
Planificacin Integrada del Recurso
-
7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Planificacin Integrada del Recursohdrico
Portafolio de aguadulcePlan de expansion delSector Hidroelctrico
Encontrar zonas de conflicto
Zona de conflicto entreProduccin de energaConservacin
Nuevas presas e impacto sobre areas
-
7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
48/57
Nuevas presas e impacto sobre areasprioritarias
Pesca en Planos
Inundables
Hbitats de
Oviposicin
Migraciones
-
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Pesca en planicies
inundables
Hbitat deOviposicin
CaudalesEcolgicos
-
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Alta productividad superficial, bajavelocidad del agua Vegetacin de Planos inundablesAlta productividad
Tiempo
Flujo
Regulacinde flujos por embalses
Tiempo
Flujo
rea ampliamente reducida
Rio
Laguna
Prdida deConectividad
Criterios para la operacin embalses
Alta productividad
-
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El Futuro1. Riesgo alto inundaciones
2. Mayor riesgo sequas3. Ms gente, necesitando ms agua y
proteccin inundaicones4. Demanda por embalses
multiproposito
Suministro agua
Control Inundaciones
Hidroelectricidad
Flujos ambientales
Manaejo dePlanicies
1. Evaluar oportunidades, sercreativo
2. Abrir espacio para los ros3. Restauracin y mejora de
funciones y beneficios deplanicies
E i t l
-
7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
52/57
Escenario actual
R i d
-
7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Reoperacin deembalses y
restauracin deplaniciesnueva agua parahidroelectriicdad, uso humano, yflujos ambientales
Reoperacin de embalses
-
7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Hbitat natural; secuestro carbono
Bosques inundables; biomasa
$
Ingresos de hidro y aguaRestauracin y manejoUbicacin de diques, inundacionesControladas, compensaciones
Reoperacin de embalsesy restauracin de planicies
nueva agua parahidroelectriicdad, uso humano, yflujos ambientales
S l i
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7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Agua templada
Agua Fra
Capa de Extraccin
Una estructura de salida Mutli-nivel permite que el
agua sea liberada de varias elevaciones dentro delreservorio; permitiendo un mayor control de la
temperatura
Soluciones temperatura
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7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Agua muy fra ytemprana paraoviposcin peces
Flujo simulado conoperacin embalse
Flujo no regulado
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7/31/2019 Presentacion tecnica TNC Magdalena Fondo Adaptacin Oct 2012
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Mark Godfrey
GRACIAS!
nature.org
mailto:[email protected]:[email protected]