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LA DETERMINACIÓN DE CAUDAL AMBIENTAL COMO
HERRAMIENTA EN EL MANEJO INTEGRAL DE CUENCAS
Septiembre 2020
Paul A. Van Damme
Caudal=
caudal ¨no utilizado¨+
Caudal ambientalCaudal ecológico
Caudal para uso humano
“Declaración de Brisbane (2007‐2017)”
El caudal ambiental se define como la cantidad (magnitud), la temporalidad (¨frecuencia¨) y la calidad de los flujos de
agua necesarios para mantener los ecosistemas acuáticos, los sistemas de vida y el bienestar humano que depende de estos
ecosistemas "
Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun
Caud
al (m
3/seg)
Un río andino
Época de lluvia
Época seca
CAUDALES MENSUALES
*Disponibilidad de agua para agricultura,ganadería, etc.*Recarga de acuíferos
Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun
Caud
al (m
3/seg)
Época de lluvia
Época seca
Picos de caudal asociados con (riesgo de) inundaciones, deslizamientos, mazamorras, etc.
CAUDALES MENSUALESCAUDALES DIARIOS
Un río andino
Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun
Caud
al (m
3/seg)
Un río amazónico
Época de lluvia
Época seca
Picos de caudal asociados con inundaciones de la planicie, que son Importantes para la alimentación de¨pacú¨ y para la reproducción de ¨surubí¨, del cual depende la seguridad alimentaria en zonas rurales
CAUDALES DIARIOS
ETAPAS EN LA DETERMINACIÓN DEL CAUDAL AMBIENTAL• 1. Definición de objetivos ambientales y sociales• 2. Identificación de los objetos de conservación• 3. Diagnóstico socio‐ambiental e hidrológico (basado en revisión de literatura, campañas de aforos, estudios de vegetación, de objetos de conservación, etc.)
• 4. Determinación ¨técnicamente¨ de caudales ambientales utilizando métodos hidrológicos y/o hidráulicos y/o hidrobiológicos
• 5. Concertación de caudales ambientales utilizando un enfoque holístico• 6. Propuesta de plan de manejo y/o gestión (MIC/GIRH) y/o microzonificación de la cuenca tomando en cuenta la propuesta de caudales ambientales
CUENCA PILOTOUBICACIÓN• Norte de la ciudad de Cochabamba
• Vertiente Sur del Parque Nacional Tunari
• Cuencas Khora, Thola Pujru, Taquiña.
Cota 2750 msnm
Río Rocha
Laguna
Quebrada
Torrentera
Cuenca
SISTEMAS ACUÁTICOS
ETAPA 1.OBJETIVOS AMBIENTALES5000 msnm
2650 msnm
3200 msnm
OBJETIVO AMBIENTAL: 1. MANEJO INTEGRAL DE CUENCA
2. CONSERVACIÓN3. DESARROLLO COMUNITARIO
OBJETIVO AMBIENTAL:1. RECARGA DE ACUÍFEROS2. RECUPERACIÓN DE SITIOS
ESPECÍFICOS EN ÁREA URBANA 3. RECREACIÓN, ESPARCIMIENTO, ETC.
Cota 2750 msnm
Río Rocha
Laguna
Quebrada
Torrentera
Cuenca
SISTEMAS ACUÁTICOS
VERTIENTE SUR DELPN TUNARI
REGIÓN METROPOLITANACOCHABAMBA
ETAPA 1.OBJETIVOS AMBIENTALES5000 msnm
2000 msnm
3200 msnm
Aves acuáticas
Aguas subterráneas
Cota 2750 msnm
Río Rocha
Bosque de aliso (Alnus acuminata)
Bofedales y lagunas altoandinas
Bosques ribereños en áreas urbanos
ETAPA 2. OBJETOS DE CONSERVACIÓN
AFORO DE CAUDALES
ETAPA 3. DIAGNOSTICO AMBIENTAL E HIDROLÓGICO0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
50000
100
200
300
400
500
600
700
800
ene‐80
nov‐82
sep‐85
jul‐8
8may‐91
mar‐94
ene‐97
nov‐99
sep‐02
jul‐0
5may‐08
mar‐11
ene‐14
mm
m3/s
Precipitacion Caudal
0
20
40
60
80
100
120
CAUDA
L m3/s
MESES
MUY SECO SECO MEDIO HUMEDO
Régimen de Caudales Ordinarios estacionales
en añoshúmedos y secos
Caudal diario en la entrada de la
Reserva Municipal Tucabaca
Relictos de bosques de khewiña (Polylepis)
Cota 2750 msnm
Río Rocha
Laguna Coña Coña
Quebrada
Torrentera
CuencaTaquiña
Laderas degradadas dominadas por vegetación sucesional y especies exóticas
SISTEMAS ACUÁTICOSTipos de
vegetación
IDENTIFICACIÓN DE FACTORES QUE INFLUYEN EN LA OFERTA DEL AGUA 5000 msnm
2000 msnm
3200 msnm
1.Deforestación2.Cambios climáticos3.Incendios 4.Usos directos
Relictos de bosques de khewiña (Polylepis)
Cota 2750 msnm
Río Rocha
Laguna Coña Coña
Quebrada
Torrentera
CuencaTaquiña
Laderas degradadas dominadas por vegetación sucesional y especies exóticas
SISTEMAS ACUÁTICOSTipos de
vegetación
RETENCIÓN DEL AGUA 5000 msnm
2000 msnm
3200 msnm
Puntos donde existe retención temporal de aguas
Puntos donde existe uso directo de aguas
Mapa de coberturay uso del suelo
Mapa de relictosde bosques de
kewiña
Mapa de relictosde bosques de
aliso
Estudio relaciónsuperficie de aguaLaguna Coña CoñaAves acuáticas
DIAGNOSTICO AMBIENTAL E HIDROLÓGICO
Región metropolitana
Ecosistemas
Fauna en peligro
Recreación
Industria
Uso comunal
ETAPA 4. DETERMINACIÓN ¨TÉCNICA¨ DE CAUDALES AMBIENTALES UTILIZANDO DIVERSOS MÉTODOS
CARACTERIZACIÓN DEL ÁREAUbicado en la parte baja de la cuenca, por debajo del pie de monte.• Área de aporte de menor pluviosidad• Sección de extracción de agua para uso industrial y riego.
• Áreas aguas bajo, con bajo valor ecológico, alta presión por uso de suelo
OBJETIVO AMBIENTAL
ESTADO DE CONSERVACIÓN
CAUDAL ECOLÓGICO (%
EMA)A Muy bueno >40B Bueno 25 ‐ 39C Moderado 15 ‐ 24D Deficiente 5 ‐ 14
EMA-Escurrimiento Medio Anual, para ríos Perénes
Caudal Ecológicol Elegido
CAUDAL ECOLÓGICOCaudal ecológico elegido, en base a las características del área y los objetivos ambientales de conservación.De garantizarse el caudal ecológico estimado, este se encontraría muy por encima del caudal requerido por la laguna Coña Coña.
ETAPA 4. DETERMINACIÓN ¨TÉCNICA¨ DE CAUDALES AMBIENTALES UTILIZANDO DIVERSOS MÉTODOS
CAUDAL ECOLÓGICOVolumen total del caudal ordinario estacional
ANÁLISIS
Muy Seco Seco Medio Humedo A Muy Bueno 0.2 0.3 0.4 0.1B Bueno 0.4 0.4 0.2 0C Moderado 0.6 0.4 0 0D Deficiente 1 0 0 0
Objetivo Ambiental Nivel de Conservación
Tipo de régimen de volúmenes ambientales
l/s m3/mes l/s m3/mes l/s m3/mes l/s m3/mes81 209178 175 452385 254 658904 473 1225334207 536422 267 690797 318 825164 518 1343834206 534894 271 701277 305 790118 590 1528423131 339322 148 383700 206 534302 355 91949981 209487 99 255619 129 335000 231 59954052 133601 62 160026 86 222521 158 40859238 98904 47 122466 64 166336 107 27723425 65750 31 80845 43 111684 76 19595222 55984 27 69343 30 78576 54 13923015 39728 24 62149 27 68748 43 11033220 50778 24 61965 29 74588 58 14921432 82529 41 106714 70 181903 186 482581
HumedosPercentil P0 P10 P25 P75
Mayo
Tipo de año Muy secos Secos Medios
UnidadEneroFebreroMarzoAbril
7,379,763
JunioJulio
AgostoSeptiembreOctubre
NoviembreDiciembre
Volumen del régimen de caudal ordinario estacional (VtCoe ‐m
3/año) para cada condición 2,356,578 3,147,288 4,047,843
Frecuencia de ocurrencia (fCoe) 1.0 0.0 0.0 0.0
% Esc. Medio anual 36% 48% 61% 112%
Volumen total del caudal ordinario estacional (VtCoe m
3) para efecto del balance de disponibilidadde la cuenca
2,356,578 Prcentaje del escurrimiento medio anual 36%
Laguna Coña Coña tiene muchas funciones*Construido para atenuar picos de caudal*Valor socio‐económico en un contexto urbano* Importancia para aves acuáticas
Un ejemplo simple basado en un balance hidrico
0 20.000 40.000 60.000 80.000
00,511,522,533,544,5
00,51
1,52
2,53
3,54
4,5
020.00040.00060.000
Volumen (m3)
Altura (m
)
Altura (m
)
Area (m2)
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
0.96 1.27 1.56 1.40 1.20 1.05 1.16 1.37 1.44 1.35 1.14 1.72
Caudal mínimo necesario para mantenimiento de laguna Coña Coña
Estudio relaciónsuperficie de aguaLaguna Coña CoñaAves acuáticas
MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DEL CAUDAL ECOLÓGICO
• Métodos hidrológicos: permiten calcular el % de caudal necesario para asegurar ciertos usos (p.e. ríos Taquiña, Tucabaca, Aguas Calientes)
• Métodos hidráulicos / basados en simulación de hábitats: métodos ¨técnicos¨ que permiten conocer los requerimientos hidráulicos de especies de fauna y flora (p.e. ríos Parapetí, ríos que desembocan en lago Titicaca)
• Métodos holísticos: métodos que consideran la integralidad de los ecosistemas (socio‐económico‐social), especialmente aplicable en zonas donde existe escasez de datos y múltiples actores
ETAPA 5. CONCERTACIÓN DE CAUDALES AMBIENTALES UTILIZANDO UN ENFOQUE HOLISTICO
ETAPA 6. PLAN DE GESTIÓN DE LAS MICROCUENCAS: MICROZONIFICACIÓN
• En la parte alta de la cuenca, con alto valor ecológico y área de mayor producción de agua, la presencia de lagunas contribuye a la regulación de caudales que pueden ser aprovechados en época de estiaje y que ayudan a conservar los objetos priorizados (principalmente relictos de bosques de aliso).
• La parte media, debido a las afectaciones a causa de perdida de vegetación y áreas erosionadas, juega un rol clave en el balance hídrico y demanda intervenciones de MIC, esenciales para evitar deslizamientos y mazamorras. Los Plan de Gestión comunal y propuestas de microzonificación son instrumentos de apoyo para lograr este objetivo.
• En la parte baja, desde el pie de monte y sobre todo por debajo de la cota 2.750, el área de influencia del drenaje se encuentra en un estado de alta degradación, sometido a una importante presión de uso del suelo, principalmente debido a la expansión explosiva de la mancha urbana que fue provocando el cambio de uso del suelo, provocando perdida de cobertura vegetal y contaminación por vertimiento de aguas servidas y desechos solidos. Existe en esta zona un potencial para recuperar sitios específicos con valor de conservación.
Ejemplo de RECOMENDACIONES
Conclusión• El caudal ambiental representa un (potencial) instrumento de gestión que permite acordar un manejo integrado y sostenible de los recursos hídricos, como un proceso que promueve el desarrollo y el manejo coordinado del agua, la tierra y los recursos relacionados en una cuenca, con la intención de maximizar el bienestar socio‐económico de una manera equitativa y sin comprometer la sustentabilidad de los ecosistemas vitales.
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