Valoración de la alteración del régimen de caudales en la cuenca del Guadalquivir:Propuesta de análisis y discusión.Barcelona, 20 de Abril de 2006

Valoración de la alteración del régimen de caudales en la cuenca del Guadalquivir:Propuesta de análisis y discusión.Barcelona, 20 de Abril de 2006

Víctor Cifuentes SanchezOficina de Planificación Hidrológica - Confederación Hidrográfica del Guadalquivirvjcifuentes@chguadalquivir.es

Víctor Cifuentes SanchezOficina de Planificación Hidrológica - Confederación Hidrográfica del Guadalquivirvjcifuentes@chguadalquivir.es

Emiliano Mellado AlvarezTECNOMA-Grupo TYPSA. Oficina de Sevillaemellado@typsa.es

Emiliano Mellado AlvarezTECNOMA-Grupo TYPSA. Oficina de Sevillaemellado@typsa.es

e c nomaGrupoTYPSA

T

e c nomaGrupoTYPSA

T

Caracterización de la demarcación

El régimen natural: Cuando necesita el agua un río?

Cuantificando la alteración:Métodos y tendencias.Disponibilidad de datos y elección de indicadores. Cuantificación de la alteración en una red.Conclusiones, incertidumbres y necesidades,

La demarcación hidrográfica del Guadalquivir

Depresión del Guadalquivir

Sierra Morena

Cordilleras Béticas

MediterráneoAtlántico

DH SUR

DH SEGURA

Guadalquivir[57.527 km2]

Guadalete[3.677 km2]

Barbate[1.439 km2]

Ámbito espacial: 57.527 km2

3.913.794 habitantes

Pcp media: 570 mm/añoClima mediterráneoAlta variabilidad espacial, intraanual e interanualAños secos agrupados

Identificación de presiones: Extracción de agua

Riegos con aguas superficiales494.659 ha en el Guadalquivir40.882 ha en Guadalete-Barbate

Identificación de presiones: Presiones morfológicas

Inventario de otras presiones potencialesInventario de otras presiones potenciales

Cartografía de Referencia (MTA10,MTN25)Cartografía de Referencia (MTA10,MTN25)

FotointerpretaciónFotointerpretaciónInformación complementaria:Información complementaria:CEDEX, OPHCEDEX, OPH--CHG, Junta de CHG, Junta de AndalucíaAndalucía

BD Inventario de presiones:Identificación, Localización, Dimensiones

BD Inventario de presiones:BD Inventario de presiones:Identificación, Localización, Identificación, Localización, DimensionesDimensiones

Datos de CampoDatos de Campo

Identificación de presiones: Regulación de caudales

• La demanda agrícola no coincide con la disponibilidad de recursos. Se obliga al agua a circular en verano, invirtiendo el régimen hidrológico

• ¿Porqué es tan importante el régimen hidrológico?

• Condiciona las variaciones de los flujos de energía en el tiempo y el espacio (a lo largo del cauce, con las riberas y las llanuras de inundación y con la zona hiporreica).

• Modela los habitats, su distribución y su evolución.

• Condiciona el movimiento de los organismos entre los habitats

• Las comunidades biológicas de los ríos están perfectamente adaptadas al régimen fluvial.

• Su alteración favorece la aparición de especies exóticas y oportunistas.

• Es una de las principales variables de la ecología fluvial , ya que modela y organiza la estructura y los procesos de los ecosistemas

El régimen natural de caudales:Bases ecológicas

La alteración de caudal favorece la introducción de especies exóticas

Q

Variabilidad

Estrategias de vida en régimen naturalSeñales, crecimiento, Reproducción, Migración, Reclutamiento

EstacionalidadPredictibilidad

Estabilidad Q básico, señales

Estiaje

Crecida

Dimensiones vitales:Longitudinal, lateral, vertical

DispersiónSeñales

Acceso zona inundable

Caudal determinante del hábitat físico:Morfología, complejidad, perturbaciones

biodiversidad

MagnitudFrecuenciaDuraciónPredictibilidadTasa de cambio

tiempo

Bunn+Arthington (2002)

Evaluación de la alteración hidrológica:Técnicas (métricas) y métodos (enfoques)

Diferentes índices: diferentes cuestiones y objetivosMagnitud, duración, predictibilidad, frecuencia, tasa de cambioOLDEN, J.D.; POFF, N.L. (2003). Redundancy and the choice of hydrologic indices for characterizing streamflow regimes. River Research and applications 19; 101-121.

Magnitud [94]

Duración [44]

Frecuencia [14]

Predictibilidad [10]

Tasa de cambio [9]

RICHTER, B.D.; BAUMGARTNER, J.V.; BRAUN, D.P., WIGINGTON, R. (1998). A spatial assessment of hydrology alteration within a river network. Regulated Rivers: Research & Management 14: 329-340.

RITCHER, B.D.; RITCHER, H.D. (2000). Prescribing flood regimes to sustain riparian ecosystems along meandering rivers. Conservation Biology 14(5): 1467-1478.BLACK, A.R.; J.S. ROWAN, R.W.; DUCK, O.M. BRAGA, B.E. CLELLAND (2005). DRHAM; a method for classifying flow regime alterations for the EC Water Framework Directive. Aquatic conservation; Marine and freshwaterecosystems 15: 427-446

BAEZA SANZ, D.; GARCIA DE JALON, D. The natural variabilityapproach. Aplication to five rivers in the Ebro basin, Spain. In press

• PROBLEMA: Escasez de dato diario histórico pre-impacto. Hay pocas series disponibles de más de 20 años y a veces son dudosas.

• Hay buenos datos post-impacto (datos de entradas y salidas de los embalses)

• Se dispone de restituciones a régimen natural. A nivel mensual son robustas: el régimen está razonablemente simulado.

• Podemos cuantificar la desviación del régimen mensual actual respecto al natural.

A global classification of river regimes:

Caracterización mensual de los principales regímenes fluviales.

Haines, A.T.; Finlayson, B.L.; McMahon, T.A. (1988). Applied Geography8: 255-272

A global classification of river regimes:

Caracterización mensual de los principales regímenes fluviales.

Haines, A.T.; Finlayson, B.L.; McMahon, T.A. (1988). Applied Geography8: 255-272

E.A. 47 Puente Genil (Río Genil):Régimen natural [1913-1959] Régimen real [1984-1993]

,3

,2

,1

0,01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Distribución mundial de los principales regímenes fluviales.“A global classification of river regimes”. Haines, Finlayson & McMahon

Applied Geography (1988), 8, 255-272

Distribución mundial de los principales regímenes fluviales.“A global classification of river regimes”. Haines, Finlayson & McMahon

Applied Geography (1988), 8, 255-272

Distribución mundial de los principales regímenes fluviales.“A global classification of river regimes”. Haines, Finlayson & McMahon

Applied Geography (1988), 8, 255-272

12. Moderate winter13. Extreme winter14. Early spring(Mediterráneo)

6. Mid-summer7. Extreme late summer(Monzónico)

E.A. 47 Puente Genil (Río Genil):Régimen natural [1913-1959] Régimen real [1984-1993]

,3

,2

,1

0,01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

• Pretendemos medir el desplazamiento de la curva mensual respecto a la original.

• Si ambas fueran idénticas y las superpusiéramos, el área común a ambas curvas sería el 100 %.

• Si no coincidieran, p.e., en régimen natural el agua circula de Noviembre a Marzo y tras la construcción de la presa solo de Mayo a Septiembre, el área común sería el 0 %.

• Proponemos como indicador el % / 100 de área común .

La Puebla IAC=0,48

• Pretendemos medir el desplazamiento de la curva mensual respecto a la original.

• Si ambas fueran idénticas y las superpusiéramos, el área común a ambas curvas sería el 100 %.

• Si no coincidieran, p.e., en régimen natural el agua circula de Noviembre a Marzo y tras la construcción de la presa solo de Mayo a Septiembre, el área común sería el 0 %.

• Proponemos como indicador el % / 100 de área común .

La Puebla IAC=0,48

IAC = 0,45

• En el conjunto de la cuenca usaremos como régimen natural las medias del modelo SIMPA (CEH-CEDEX) para el periodo 1940-1996. Como régimen real usaremos los caudales circulantes del periodo 1999-2004

• En el conjunto de la cuenca usaremos como régimen natural las medias del modelo SIMPA (CEH-CEDEX) para el periodo 1940-1996. Como régimen real usaremos los caudales circulantes del periodo 1999-2004

121110987654321

,4

,3

,2

,1

0,0 121110987654321

,4

,3

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0,0121110987654321

,3

,2

,1

0,0

Desembalse

Emb. Fernandina Emb. Tranco Emb. La Puebla

SIMPA

IAC=0,10 IAC=0,21 IAC=0,48

,3

La Puebla IAC=0,48

,3

IAC=0,81

121110987654321

,4

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0,0

Aportación,2

IAC=0,86

121110987654321

,1

0,0

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,1

0,01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

IAC=0,81

Sin indicios de regulaciónIAC > 0,75

Con indicios de alteración0,50 < IAC < 0,75

Con evidencia de alteración0,33 IAC < 0,50

Con evidencia de alteración muy graveIAC < 0,33

121110987654321

,3

,2

,1

0,0

121110987654321

,3

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,1

0,0

Tranco IAC=0,86 La Puebla IAC=0,48

Diferentes grados de alteración del régimen fluvial

El Agrio IAC=0.92

121110987654321

,3

,2

,1

0,0

Vadomojon IAC=0.47

121110987654321

,3

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0,0

Iznajar IAC=0.26

121110987654321

,3

,2

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0,0

Fernandina IAC=0,1

121110987654321

,4

,3

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0,0

El Portillo IAC 0,83

121110987654321

,18

,16

,14

,12

,10

,08

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,02

0,00

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Pedro Marín IAC=0.64

Valores IAC: salidas

IAC: salidas:>0,75

IAC: salidas: 0,5-0,75

IAC: salidas: 0,33-0,5

IAC: salidas: <0,33

Valores IAC: entradas

IAC:entradas

IAC:entradas

IAC:entradas

IAC: entradas

Aplicación espacial a la red de drenaje:

Información disponible: SIMPA, modelo distribuidoDatos explotación embalses

Aplicación espacial a la red de drenaje:

Información disponible: SIMPA, modelo distribuidoDatos explotación embalses

Formulación:

IACn = (IAC 0 x % desembalse + 0,83 x % trasembalse) x 0,01

Aplicación espacial a la red de drenaje:

Información disponible: SIMPA, modelo distribuidoDatos explotación embalses

Formulación:

IACn = (IAC 0 x % desembalse + 0,83 x % trasembalse) x 0,01

0,83 valor medio del IAC en aportaciones recibidas por embalses de cabeceraIACn: IAC en un punto nIAC0: IAC en el embalse

Ejplo: Punto con Q =10 m3/seg, de los que 4 proceden de desembalse con IAC 0,29

IAC = 0,29*0,4 + 0,83*0,6 = 0,58

[a] [b]

Bajo Genil

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 50 100 150 200 250

Km desde Iznajar

IAC

0,57

0.32

0.42

Río Guadalen - Guadalimar

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Km desde Guadalmena

IAC

0.74

0.60

Valoración del IAC estimado vs observado

0,6

0,4

0,2

0,00,60,40,20,0

IAC salida- IAC llegada real

IAC

sal

ida-

IAC

lleg

ada

sim

ulad

o

(r2=0,97)

Discusión

Fortalezas:Índice sencillo, intuitivo y sinópticoDatos fácilmente disponiblesRecoge la tendencia a la renaturalización del río

Debilidades:Base de cálculo mensualNo tiene en cuenta las variaciones de la cantidad

Integrar términos relativos a la magnitud:Ejemplo: (IAC x Qreal / Qteórico)1/2

DesarrollosIncorporar términos relativos a otros elementos:Máximos, mínimos, fluctuación diaria.Pero su simplicidad es también su ventaja

• CONCLUSIONES• La alteración es estructural. ¿De que régimen ambiental de caudales

podemos hablar garantizando los derechos existentes?• INVIERNO: Asegurar mínimos con la máxima naturalidad, aun con caudal

reducido. Determinación y simulación de eventos clave.• VERANO: Ausencia de eventos catastróficos: predicibilidad.• Ese régimen aseguraría mínimos en invierno y caudales elevados y estables

en verano.• Poco que ver con un río mediterráneo. Sería un régimen monzónico

atenuado, tipo 5 o 7 de Haines.• Puede ser el máximo alcanzable respetando los derechos consolidados.

¿Pueden así las comunidades biológicas existentes alcanzar el “buen estado ecológico” según lo entiende la DMA?

• Necesidad de investigación en cauces muy regulados, sin vertidosimportantes y en los que haya transcurrido tiempo suficiente como para haber alcanzado un equilibrio.

• ¿POTENCIAL vs ESTADO ECOLÓGICO?.¿RIOS vs HMWB?. • El nuevo régimen hidrológico es asumido por la población, sobre todo en el

medio rural. Cualquier renaturalización significativa necesitará de un nuevo consenso social.

• “El viejo paradigma de la gestión hidrológica está agotado, pero el nuevo carece de legitimidad social suficiente”

Referencias para la discusión:

BLACK, A.R.; J.S. ROWAN, R.W.; DUCK, O.M. BRAGA, B.E. CLELLAND (2005). DRHAM; a method for classifying flow regime alterations for the EC Water Framework Directive. Aquatic conservation; Marine and freshwater ecosystems 15: 427-446

BUNN, S.E.; ARTHINGTON, A.H. (2002). Basic principles and ecological consequences of altered flow regimes for aquatic biodiversity. Environmental management 30(4): 492-507.

OLDEN, J.D.; POFF, N.L. (2003). Redundancy and the choice of hydrologic indices for characterizing streamflow regimes. River Research and applications 19; 101-121.

RICHTER, B.D.; BAUMGARTNER, J.V.; BRAUN, D.P., WIGINGTON, R. (1998). A spatial assessment of hydrology alteration within a river network. Regulated Rivers: Research & Management 14: 329-340.

RICHTER, B.D.; BAUMGARTNER, J.V.; WIGINGTON, R., BRAUN, D.P. (1997). How much water doesa river need? Freshwater Biology 37: 231-249.

RICHTER, B.D.; MATHEWS, R.; HARRISON, D.L.; WIGINGTON, R. (2003). Ecologically sustainable water management: managing river flows for ecological integrity. Ecological Applications 13(1): 206-224.

RITCHER, B.D.; RITCHER, H.D. (2000). Prescribing flood regimes to sustain riparian ecosystems along meandering rivers. Conservation Biology 14(5): 1467-1478.

POFF, N.L.; ALLAN, D.; BAIN, M.B.; JARR, J.R.; PRESTEGARRD, K.L.; RICHTER, B.; SPARKS, R.E.; STROMBERG, J.C. (1997). The natural flow regimen. A paradigm for river conservation andrestoration. BioScience 47(11): 769-784.

STANFORD, J.A.; WARD, J.V. (2001). Revisiting the Serial Discontinuity Concept. Regulated rivers: Research & Management 17: 303-310.

MUCHAS GRACIAS -- MOLTES GRÀCIES

•FINAL

Bajo Guadiato

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 10 20 30 40 50 60

Km desde PuenteNuevo

IAC

0,70