apemec, qeco, 2012.12.13, borrador guia qeco informe final

INFORME FINAL

ELABORACIN DE UNA GUA METODOLGICA PARA EL CLCULO DEL CAUDAL ECOLGICO PARA CENTRALES

HIDROELCTRICAS DE MENOS DE 20 MW

Elaborado para Servicio de Evaluacin Ambiental

Elaborado por Revisado por Aprobado por

POE/VCH/CD/EPZ/DQT/GLC/MPP MPP/FMC MPP

P-2011-004/P-2011-004-Informe Final Ver3 05/12/2011

Elaborado en: Diciembre de 2011

GUA METODOLGICA PARA DETERMINAR EL CAUDAL ECOLGICO PARA CENTRALES HIDROELCTRICAS MENORES A 20MW SERVICIO DE EVALUACIN AMBIENTAL

PLATAFORMA DE INVESTIGACIN ECOHYD [email protected]

ii

En conformidad,

Matas Peredo P.

Jefe Proyecto Plataforma de Investigacin EcoHyd

Santiago, 5 de Diciembre de 2011



iii

1. EQUIPO DE TRABAJO

Profesional Cargo Institucin

Dr. Matas Peredo Parada

Jefe de Proyecto Plataforma de Investigacin EcoHyd

Dr. Francisco Martnez Capel Revisor internacional Universidad Politcnica de Valencia

MSc. Esperanza Parada

Especialista Limnologa Plataforma de Investigacin EcoHyd

Dra. Gladys Lara Especialista Limnologa Universidad Catlica de Temuco

Dra. Diana Quevedo

Especialista Hidrologa Plataforma de Investigacin EcoHyd

Msc. Viviana Chvez Especialista Participacin Ciudadana

Plataforma de Investigacin EcoHyd

Carlos Daz Especialista Usos Antrpicos POCH Ambiental

MSc. (e) Paula Olea Especialista morfologa fluvial y zonas riparianas

Plataforma de Investigacin EcoHyd



iv

2. AGRADECIMIENTOS

La Plataforma de Investigacin EcoHyd quiere expresar su agradecimiento a profesionales que ayudaron a la realizacin de este documento, quienes aportaron en forma desinteresada en distintos mbitos del estudio. En primer lugar quisiramos agradecer a Manuel Bugueo y a todos los participantes de la contraparte tcnica, quienes mediante la asistencia a las reuniones y revisin de los informes, aportaron con ideas que ayudaron a clarificar todo el proceso de determinacin del caudal ecolgico. Adems quisiramos agradecer a los profesionales Paola Basaure, Cristina Gonzlez, Arturo Jorquera, Mauricio Ruz, Walter Willmans, Humberto Zavala, Jorge Abdala, Rubn Ordez quienes cedieron parte de su tiempo en mostrar los diferentes tipos de bocatomas, obras de restitucin y su operacin. Agradecemos tambin al Dr. Claudio Meier quien amablemente nos gui en la bsqueda de mtodo empricos regionales para estimar los caudales de crecida necesarios. Queremos agradecer tambin a Mara Catalina Sabando y Rodrigo Pardo por sus aportes y comentarios orientados a la estructuracin de la metodologa. Tambin hacemos extensivo este agradecimiento a Karina Aguilera y Francisco Contreras por su disposicin y colaboracin en la validacin de la metodologa.



v

NDICE

1. EQUIPO DE TRABAJO .................................................................................................... III

2. AGRADECIMIENTOS ...................................................................................................... IV

3. RESUMEN EJECUTIVO .................................................................................................... 1

4. INTRODUCCIN ............................................................................................................. 5

5. OBJETIVOS .................................................................................................................... 7

5.1. OBJETIVOS GENERALES ........................................................................................................ 7

5.2. OBJETIVOS ESPECFICOS ....................................................................................................... 7

6. REVISIN Y CONSOLIDACIN DE NORMATIVA Y METODOLOGAS NACIONALES E

INTERNACIONALES ................................................................................................................... 8

6.1. CONCEPTO DE CAUDAL ECOLGICO ......................................................................................... 8

6.2. REVISIN DE NORMATIVA CHILENA ........................................................................................ 9

6.3. RECOPILACIN DE MTODOS .............................................................................................. 13

6.3.1. MTODOS HIDROLGICOS .................................................................................................. 14

6.3.2. MTODOS HIDRULICOS .................................................................................................... 17

6.3.3. MTODOS DE SIMULACIN DEL HBITAT FSICO ....................................................................... 18

6.3.4. MODELOS ESTADSTICOS MULTIVARIADOS DE IDONEIDAD DEL HBITAT ......................................... 23

6.3.5. COMPARACIN DE MTODOS .............................................................................................. 24

6.4. METODOLOGA IFIM ........................................................................................................ 30

6.5. METODOLOGAS HOLSTICAS ............................................................................................... 32

6.5.1. BUILDING BLOCK METHODOLOGY ........................................................................................ 32

6.5.2. DOWNSTREAM RESPONSE TO IMPOSED FLOW TRANSFORMATION ............................................... 34

6.6. POLTICAS INTERNACIONALES .............................................................................................. 35

6.6.1. ESTADOS UNIDOS ............................................................................................................. 36

6.6.2. NUEVA ZELANDA .............................................................................................................. 38



vi

6.6.3. SUIZA ............................................................................................................................. 40

6.6.4. LATINOAMRICA ............................................................................................................... 41

6.7. ESTUDIO DE CASOS NACIONALES DE CAUDALES ECOLGICOS EN CENTRALES HIDROELCTRICAS DE MENOS

DE 20 MW ............................................................................................................................... 43

7. METODOLOGA PROPUESTA PARA DETERMINAR CAUDALES ECOLGICOS .................... 49

7.1. DESCRIPCIN DEL SISTEMA FLUVIAL ...................................................................................... 52

7.1.1. CARACTERIZACIN DEL SISTEMA FLUVIAL ................................................................................ 54

7.1.2. CARACTERIZACIN DEL PROYECTO HIDROELCTRICO .................................................................. 76

7.1.3. REA DE ESTUDIO ............................................................................................................. 80

7.1.4. IDENTIFICACIN DE REAS DE IMPORTANCIA AMBIENTAL .......................................................... 80

7.1.5. VALORACIN DEL SISTEMA .................................................................................................. 83

7.2. ELECCIN Y DESARROLLO DEL MTODO .................................................................................. 89

7.2.1. GRUPOS DE MTODOS FACTIBLES A IMPLEMENTAR ................................................................... 90

7.2.2. IDENTIFICACIN GRUPO DE MTODOS .................................................................................... 90

7.2.3. SELECCIN ESPECIE OBJETIVO .............................................................................................. 92

7.2.4. ELECCIN DEL MTODO ...................................................................................................... 96

7.2.5. PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL CAUDAL ECOLGICO ...................................................... 99

7.3. DESARROLLO DE ALTERNATIVAS ......................................................................................... 104

7.3.1. DETERMINACIN DEL RGIMEN DE CAUDAL ECOLGICO ............................................................104

7.3.2. VALIDACIN HIDROLGICA .................................................................................................108

7.4. MESAS DE TRABAJO ........................................................................................................ 109

7.5. PLAN DE MONITOREO ..................................................................................................... 110

8. CONSIDERACIONES GENERALES ................................................................................. 113

8.1. INCLUSIN DE AFLUENTES EN EL CLCULO DEL CAUDAL ECOLGICO ............................................. 113

8.2. ALTERACIN DE LA CALIDAD FISICOQUMICA MEDIANTE LA GENERACIN HIDROELCTRICA ............... 113

9. SEMINARIOS DE DIVULGACIN .................................................................................. 114

10. BIBLIOGRAFA ............................................................................................................ 115



vii

11. GLOSARIO ................................................................................................................. 124

12. ANEXOS..................................................................................................................... 126



viii

NDICE DE TABLAS

Tabla 6.1 Caudales mnimos para la vida acutica y recreacional sealados en Tennant (1976) relacionados con el porcentaje del caudal medio anual (CMA). .................................................... 14 Tabla 6.2 Tabla de doble entrada para seleccionar los mtodos adecuados en Nueva Zelanda en funcin del grado de alteracin hidrolgica y la importancia del ecosistema fluvial. ..................... 39 Tabla 7.1 Definicin de Unidades Hidromorfolgicas (mesohbitat) segn recopilacin citada en Parasiewicz (2007). ...................................................................................................................... 62 Tabla 7.2 Fuente de informacin para la recoleccin de la informacin necesaria en la caracterizacin antrpica. ............................................................................................................ 75 Tabla 7.3 Valoracin del ro y su ecosistema de acuerdo a las Usos Antrpicos que se desarrollan en torno al ro. ............................................................................................................................. 84 Tabla 7.4 Valoracin ecolgica del ro en funcin del estado de conservacin de las Especies Crticas. ........................................................................................................................................ 84 Tabla 7.5 Valoracin del ro y su ecosistema de acuerdo a la calidad medioambiental. ................. 85 Tabla 7.6 Valoracin conjunta de la calidad del sistema ............................................................... 85 Tabla 7.7 Clases de alteracin de la magnitud hidrolgica esperada producto de la operacin de la central. IHAM se define como la razn entre el caudal mximo turbinable (QMT) y el caudal medio anual (QMA). ................................................................................................................................. 86 Tabla 7.8 Valoracin del impacto esperado en la temporalidad del hidrograma de acuerdo al tipo de obra de captacin del proyecto hidroelctrico. ....................................................................... 88 Tabla 7.9 Valoracin de la potencial alteracin hidromorfolgica en la movilidad del sedimento producto de la central hidroelctrica. .......................................................................................... 89 Tabla 7.10 Valoracin conjunta de la alteracin hidromorfolgica esperada producto de la operacin de la central hidroelctrica. ......................................................................................... 89 Tabla 7.11 Identificacin del grupo de mtodos adecuados a implementar en el estudio de caudales ecolgicos considerando la valoracin de la calidad del sistema y la alteracin hidromorfolgica esperada producto de la operacin del proyecto hidroelctrico. ...................... 91 Tabla 7.12 Variables hidrulicas y su rango crtico para la realizacin de las actividades antrpicas in situ. .......................................................................................................................................... 95 Tabla 12.1 Lista de los parmetros del componente de Caudal Ambiental ...................................131 Tabla 12.2 Herramientas y mtodos a utilizar en la implementacin de metodologas participativas destinadas a la constitucin de mesas de trabajo ........................................................................161 Tabla 12.3 Lista de verificacin para realizar una modelamiento hidrulico .................................171 Tabla 12.4 Valores tpicos de los componentes del coeficiente de Manning segn Cowan (1956) 175 Tabla 12.5 Valores tpicos del coeficiente de rugosidad de Manning en cauces naturales ............176



ix

NDICE DE TABLAS

Figura 6.1: Establecimiento de caudal ecolgico mnimo en Chile................................................. 12 Figura 6.2 Etapas en la determinacin de los requerimientos de caudal mediante la simulacin del hbitat fsico. ............................................................................................................................... 20 Figura 6.3 Diagrama de flujo de PHABSIM. ................................................................................... 21 Figura 6.4 Relacin entre el flujo y la respuesta biolgica en un ro hipottico, para mtodos hidrolgicos tipo look up table, mtodo hidrulico y el mtodo de simulacin del hbitat fsico. .. 26 Figura 6.5: Etapas de la Metodologa IFIM. ................................................................................... 31 Figura 6.6: Los cuatro mdulos de la metodologa Downstream Response Flow Imposed Transformation (DRIFT). ............................................................................................................... 35 Figura 6.7: Clasificacin del cuerpo de agua segn los intereses de conservacin y explotacin hidroelctrica. .............................................................................................................................. 41 Figura 6.8: Tipo de mtodo utilizado para evaluar Caudal Ecolgico por proyectos ingresados al SEIA. ............................................................................................................................................ 44 Figura 6.9: Proyectos ingresados al SEIA por tipo de proyecto (EIA o DIA) y por tipo de Caudal Ecolgico. .................................................................................................................................... 45 Figura 6.10: Proyectos ingresados al SEIA por regin y tipo de Caudal Ecolgico. ......................... 45 Figura 6.11: Proyectos ingresados al SEIA por ao y tipo de Caudal Ecolgico. ............................. 46 Figura 6.12: Proyectos ingresados al SEIA por potencia y tipo de Caudal Ecolgico. ...................... 46 Figura 6.13: Proyectos ingresados al SEIA por tipo de obra de captacin y tipo de Caudal Ecolgico. .................................................................................................................................................... 47 Figura 7.1 Estructura de la metodologa para determinar caudales ecolgicos en Chile. ............... 50 Figura 7.2 Ejemplo de esquematizacin de un diagrama unifilar para un ro hipottico. ............... 55 Figura 7.3 Distribucin tpica de la precipitacin en Chile producto del efecto barrera de la Cordillera de los Andes. ............................................................................................................... 57 Figura 7.4 Ejemplos de distintos tipos de ros de Chile vistos en planta. Ros unicauce de zona alta y cabecera de la cuenca (A), ros unicauce de la zona baja de la cuenca (B), ros con un cauce definido, pero que presenta un brazo secundario o islas espordicas (C), ros trenzados (D). ....... 60 Figura 7.5 Escurrimiento y disposicin del sustrato de un flujo macrrorugoso tpico..................... 61 Figura 7.6 Formas en planta (columna lateral) y perfiles longitudinales (columna derecha) de ros unicauce definidos en Montgomery & Buffington (1997): Cascada (A), Secuencia de Saltos y Pozas (B), Lechos planos (C), Secuencia de corrientes y pozas (D) y Cauce de barras y dunas (E). ........... 64 Figura 7.7 Imagen que muestra parte del procedimiento para estimar la granulometra del lecho mediante tcnicas fotogrficas. ................................................................................................... 65 Figura 7.8 Tipos de arrastre de sedimento en un ro. .................................................................... 66 Figura 7.9 Dispositivo mvil para medir el transporte de sedimentos suspendidos en la columna de agua. ............................................................................................................................................ 66 Figura 7.10 Muestreador Helley & Smith para cuantificar el transporte de sedimento en el fondo del lecho. ..................................................................................................................................... 67 Figura 7.11 Vista de la zona ripariana del ro Maipo en sector denominado como Tejas Verdes cercano a su desembocadura. ...................................................................................................... 68 Figura 7.12 Vista area del muro de presa de la Central Ralco. ..................................................... 77 Figura 7.13 Vista de una bocatoma con barreras mviles. ............................................................ 78 Figura 7.14 Vista de una central de tipo tirolesa. Vista en terreno (A) y perfil longitudinal (B). ..... 78 Figura 7.15 Bocatoma tipo Rubber Dam. ...................................................................................... 79



x

Figura 7.16 Ejemplo de distribucin de las reas de distribucin ecolgica (AIE) y las reas de uso antrpicos (AUA) para un ejemplo hipottico en el ro Aconcagua. .............................................. 82 Figura 7.17 Ejemplo de una inversin del hidrograma. ................................................................. 87 Figura 7.18 Cuadro de ajuste en la aplicabilidad de los distintos mtodos analizados, segn tipo de ro, especie objetivo, usos antrpicos, variabilidad estacional, conceptualizacin ecolgica e implementacin de mesas de trabajo. ......................................................................................... 98 Figura 7.19 Curva que relaciona el permetro mojado con el caudal en una seccin de un ro. ....102 Figura 7.20 Esquema bsico en la determinacin del Hbitat Ponderado til (HPU) mediante el mtodo de simulacin del hbitat fsico, el cual consiste en una simulacin hidrulica (A), para luego con las curvas de idoneidad (B) determinar la curva de HPU v/s Caudal (C). .......................103 Figura 7.21 Cuadro en donde se sealan los periodos biolgicamente significativos para cada estadio de desarrollo de una especie objetivo, y la temporalidad de una actividad de uso antrpico. En cada celda se detalla el valor del requerimiento ambiental de cada estadio de desarrollo y de la actividad antrpica. .........................................................................................105 Figura 7.22 Rgimen del caudal ecolgico para la especie objetivo obtenido respetando los ciclos de vida. Se seala adems la temporalidad y el requerimiento ambiental de la actividad antrpica. ...................................................................................................................................................105 Figura 7.23 Dos posibles configuraciones de caudal ecolgico. Considerando la envolvente (Qec1) o el mnimo valor (Qec2). ............................................................................................................106 Figura 7.24 Prdida del Hbitat Ponderado til (HPU) para el estadio de Alevn al considerar un caudal igual a 10m3/s. .................................................................................................................106 Figura 7.25 Rgimen interanual de caudal ecolgico. ..................................................................108 Figura 10.1 metodologa propuesta para determinar un rgimen de caudales ecolgicos cuando el mtodo seleccionado sea el Mtodo del Range of Variability Approach. .....................................130 Figura 10.2 metodologa propuesta para determinar un rgimen de caudales ecolgicos cuando el mtodo seleccionado sea el Mtodo del Caudal Bsico de Mantenimiento. ................................133 Figura 10.3 Metodologa propuesta para determinar un rgimen de caudales ecolgicos cuando el mtodo seleccionado sea el Mtodo Hidrulico. .........................................................................139 Figura 10.4 Curva que relaciona el permetro mojado con el caudal en una seccin de un ro. ....141 Figura 10.5 Metodologa propuesta para determinar un rgimen de caudales ecolgicos cuando el mtodo seleccionado sea el Mtodo de Simulacin Hidrulica. ...................................................144 Figura 10.6 Metodologa propuesta para determinar un rgimen de caudales ecolgicos cuando el mtodo seleccionado sea el Mtodo de Simulacin del hbitat fsico. .........................................148 Figura 10.7 Criterio de obtencin del caudal como requerimiento ambiental mediante la optimizacin del Hbitat Ponderado til. ....................................................................................150



1

3. RESUMEN EJECUTIVO

El estado de conservacin de los ecosistemas acuticos ha disminuido considerablemente, consciente de ello, el Estado de Chile, ha realizado enormes esfuerzos en preservarlos, desarrollando mesas de trabajo, posicionando en un estado prioritario la conservacin de estos ecosistemas. De esta forma, el Servicio de Evaluacin Ambiental ha decidido desarrollar una gua metodolgica que uniformice los criterios para la determinacin del caudal ecolgico. El caudal ecolgico tienen muchas acepciones en el mundo, variando desde caudal mnimo, caudal ecolgico y caudal ambiental, dependiendo de los aspectos que son incluidos en su definicin, por ejemplo, aspectos ecolgicos, sociales, etc. La definicin ms aceptada a nivel mundial es aquella desarrollada en la Declaracin de Brisbane, en donde se seala que los caudales ecolgicos son los flujos de agua, el momento de su aplicacin y la calidad de las aguas precisos para mantener los ecosistemas de agua dulce y de los estuarios, as como los medios de subsistencia y bienestar de las personas que dependen del ecosistema. En Chile, la definicin de caudal ecolgico viene dada en la modificacin del cdigo de aguas, en donde se define al caudal ecolgico como Caudal que debe mantenerse en un curso fluvial o en especfico en cada sector hidrogrfico, de tal manera que los efectos abiticos (disminucin del permetro mojado, profundidad, velocidad de la corriente, incremento en la concentracin de nutrientes, entre otros) producidos por la reduccin de caudal no alteren las condiciones naturales del cauce, impidiendo o limitando el desarrollo de los componentes biticos del sistema (flora y fauna), como tampoco alteren la dinmica y funciones del ecosistema. La normativa Chilena, define dos instancias de importancia en la determinacin del caudal ecolgico. La primera de ellas es cuando la Direccin General de Aguas otorga los derechos de aprovechamiento y la segunda en la Resolucin de Calificacin Ambiental cuando el proyecto hidroelctrico es aprobado en el Sistema de Impacto Ambiental. Existen diversos mtodos para determinar el caudal ecolgico, los cuales varan en sofisticacin, precisin espacial, conceptualizacin ecolgica, contabilizndose ms de 200 mtodos. De stos los ms comunes son los mtodos hidrolgicos, hidrulicos y simulacin del hbitat fsico. Para el desarrollo de este estudio se han considerado los mtodos ms utilizados en Chile, con el fin de dar continuidad en su ejecucin. Dentro de stos, se han identificado cuatro grupos: Mtodos hidrolgicos, mtodos hidrulicos, mtodos de simulacin del hbitat fsico y mtodo de simulacin hidrulica. Los mtodos hidrolgicos, son aquellos que se basan en determinar un caudal ecolgico, en base a datos fluviomtricos. Se pueden distinguir dos tipos de mtodos, aquellos que consideran un caudal fijo constante a lo largo del ao y aquellos que consideran la variabilidad propia del rgimen natural. Entre los mtodos que se propone su utilizacin se encuentran el mtodo de Caudal Bsico de mantenimiento y el Range of Variability Approach. Estos dos mtodos, tiene la particularidad que presenta un caudal variable en el tiempo.



2

Los mtodos hidrulicos se basan en encontrar relaciones entre parmetros de la geometra hidrulica del cauce (profundidad, velocidad, ancho, permetro mojado) con el caudal. Estas relaciones son obtenidas usualmente mediante mediciones de secciones transversales realizadas en terreno, aunque tambin puede obtenerse mediante formulaciones matemticas como la ecuacin de Manning. Dentro de este tipo de mtodos, el ms comn ha sido el permetro mojado. Este mtodo consiste en encontrar una relacin entre el permetro mojado y el caudal para una seccin transversal del ro, y al igual que la mayora de los mtodos hidrulicos, el punto de quiebre define el caudal que mantendra la produccin de alimentos (produccin primaria y secundaria). Los mtodos de simulacin del hbitat fsico consisten en la simulacin del hbitat fsico de especies acuticas conectando modelos de simulacin hidrulica con criterios de idoneidad del hbitat para cada especie o comunidades, con lo cual se obtiene una cuantificacin hbitat til para la(s) especie(s) en estudio. Estos son considerados como una evolucin natural de los mtodos hidrulicos. La diferencia radica en que la asignacin de los requerimientos de caudal est basada en condiciones hidrodinmicas que cumplen con los requisitos biolgicos especficos en mejor forma que los hidrulicos por s solos. Este tipo de mtodos se compone de tres pasos fundamentales: 1) Simulacin hidrulica, 2) Transformacin de los resultados del modelo hidrulico en funciones de idoneidad del hbitat mediante las curvas de idoneidad, y 3) Determinacin de un indicador de Hbitat total disponible en el tramo de estudio. Se ha agregado otro grupo de mtodos, dada la utilizacin histrica que estos han tenido en la determinacin del caudal ecolgico en Chile. Este mtodo se ha denominado como Simulacin hidrulica, el cual es un paso intermedio entre los mtodos hidrulicos y los mtodos de Simulacin del hbitat fsico, en donde no se determina una habitabilidad de la especie objetivo, puesto que no se requiere una curva de idoneidad, sino que se comprueban caudales mnimos (o mximos) que aseguren la conservacin de una comunidad ecolgica, o la conectividad de especies migratorias a lo largo del tramo. Este mtodo tambin puede considerar la determinacin de las condiciones mnimas para el desarrollo de actividades antrpicas. La metodologa desarrollada en el presente estudio es una profundizacin de estudios anteriores realizados por la DGA, en donde se han seguido la estructura general de la metodologa IFIM, adems se han incorporado aspectos antrpicos proveniente de la metodologa DRIFT. Esta metodologa tiene la particularidad de poder implementarse con los cuatro grupos ya descritos. Debido a que la eleccin del mtodo adecuado no es una tarea fcil, durante la gua se dan criterios al usuario para definir cul grupo de mtodos es el ms adecuado, considerando aspectos sobre las especies presentes, los usos antrpicos, la calidad ambiental, el grado de alteracin sobre el hidrograma producto de la operacin del proyecto hidroelctrico y la dinmica fluvial del ro. La metodologa de caudales ecolgicos consta de 5 etapas: Descripcin del sistema, Eleccin y Desarrollo del mtodo, Desarrollo de Alternativas, Mesas de Trabajo y Plan de Monitoreo y Seguimiento.



3

La Etapa de Descripcin del Sistema tiene como objetivo el realizar una descripcin de los componentes del sistema fluvial que son de relevancia en la determinacin del caudal ecolgico. Se realiza entonces, una caracterizacin de la hidrologa del ro, de su morfologa, de las zonas riparianas, de la calidad fisicoqumica, de la ecologa, de los usos antrpicos, y de las obras del proyecto hidroelctrico y su operacin. La principal fuente de informacin para realizar todas estas caracterizaciones, son las distintas lneas bases realizadas, como adems del captulo de Descripcin del proyecto. En esta etapa se define adems el rea de Estudio y la definicin de las reas de Importancia Ambiental, las cuales son reas en donde se identifica que el ro presta servicios ecosistmicos, Estas reas puede ser de inters ecolgico (reas de Importancia Ecolgica) o antrpica (reas de Uso Antrpico). Finalmente, se realiza una valoracin del sistema basado en la presencia de especies en estado de conservacin, la diversidad de los usos antrpicos y la calidad ambiental del ro. Asimismo, se realiza una valoracin del grado de la alteracin esperada por la operacin del proyecto hidroelctrico, en donde se consideran aspectos sobre la magnitud de la extraccin, la variacin de la temporalidad natural del hidrograma y del nivel de la dinmica fluvial del ro. La segunda etapa de la metodologa es la Eleccin del mtodo y su desarrollo. En esta etapa se persigue seleccionar el mtodo adecuado y realizar los pasos necesarios para la determinacin de los requerimientos ambientales de las especies objetivo seleccionadas. La eleccin del mtodo puede dividirse en dos etapas: la primera corresponde a la seleccin del grupo de mtodos (hidrolgico, hidrulico, simulacin hidrulica o simulacin del hbitat fsico) que resulte ms adecuado de acuerdo a la valoracin del sistema y a la alteracin hidromorfolgica esperada. Una vez determinado el grupo de mtodos adecuados, se procede a la seleccin del mtodo o modelo en particular a ser implementado. Esta eleccin se realiza considerando la factibilidad tcnica de implementacin, considerando aspectos de las especies objetivo seleccionada y las caractersticas hidromorfolgicas del ro. En esta misma etapa se entregan los criterios necesarios para la implementacin del modelo, los datos requeridos en terreno, eleccin del tramo y procedimientos de clculo. Como resultado final se obtiene un requerimiento de caudal (fijo) que satisface las demandas ambientales de las especies objetivos. La tercera etapa se denomina Desarrollo de Alternativas. Es en esta etapa en donde los requerimientos ambientales se traducen en un rgimen de caudal ecolgico. El cual se obtiene respetando los periodos biolgicamente significativos de cada especie objetivo seleccionada y la temporalidad de los usos antrpicos. Adems, se incorporan en el hidrograma, las crecidas necesarias para el mantenimiento hidromorfolgico del ro y para la mantencin de unas zonas riparianas. Finalmente, el rgimen de caudal ecolgico propuesto es sometido a una validacin hidrolgica para comprobar que es factible, hidrolgicamente, su implementacin. Como resultado final de esta etapa se realiza una primera propuesta del rgimen de caudal ecolgico, el cual es ingresado al Sistema de Evaluacin Ambiental, en conjunto con todo el Estudio.



4

Una cuarta etapa es la denominada como Mesa de Trabajo. Esta etapa debe distinguirse dos componentes: la Mesa de Trabajo tcnica y la social. La primera corresponde a las evaluaciones que realizan los organismos estatales competentes en la materia. La segunda corresponde a los procesos de participacin ciudadana que se realizan en un EIA o que podran implementarse en una DIA. Las posibles observaciones de ambas mesas de trabajo se vern reflejadas en un nico Informe Consolidado de Solicitud de Aclaraciones, Rectificaciones y/o Ampliaciones. Con esto, el Titular del proyecto, deber desarrollar nuevas alternativas de rgimen de caudal ecolgico que satisfagan los requerimientos expresados en el Informe Consolidado. Este desarrollo de nuevas alternativas corresponde que se debe retroalimentar la etapa Desarrollo de Alternativas. Finalmente, el resultado debiera ser un rgimen de caudal ecolgico que satisfaga los requerimientos tanto tcnicos como sociales. Cabe sealar que la retroalimentacin entre las etapas de Desarrollo de Alternativas y Mesas de Trabajo, puede no producirse en caso que ambas mesas no seales ninguna observacin. Finalmente, la ltima etapa corresponde al Plan de Monitoreo y Seguimiento. Es en esta etapa en donde se definen los lineamientos a seguir para el plan de monitoreo y seguimiento, considerando aspectos hidromorfolgicos, ecolgicos y sociales. Con el fin de verificar que los objetivos planteados en la determinacin del caudal ecolgico se cumplen, en caso contrario, la autoridad ambiental dictar si es necesario su redefinicin. En consecuencia, se presenta una metodologa para determinar el caudal ecolgico, la cual muestra claramente los pasos necesarios, como los requerimientos de informacin. Sin embargo, la metodologa resulta flexible, ya que permite seleccionar el mtodo que mejor desarrollar el caudal ecolgico, dependiendo de la valoracin ambiental del sistema, del grado de alteracin hidromorfolgica, las especies objetivo consideradas y el tipo de ro en donde se emplaza el proyecto.



5

4. INTRODUCCIN

La gestin de los recursos hdricos en Chile considera aspectos principalmente de cantidad y calidad de las aguas incorporando ltimamente el aspecto ambiental. A pesar de los mltiples esfuerzos que se han realizado en los ltimos veinte aos por parte de las instituciones con competencia ambiental, cientficos chilenos dan cuenta de un evidente deterioro y/o fragmentacin de los ecosistemas dulceacucolas por causas antrpicas. Las especies dulceacucolas, muchas de ellas endmicas, presentan importantes problemas de conservacin (Habit et al. 2006, Ortz & Daz-Pez 2006, Parada & Peredo 2006, Valdovinos 2006, Prez-Losada et al. 2002, Bahamonde et al. 1998). En peces, las principales causas de esta prdida de hbitat viene dada por la modificacin del rgimen hidrolgico, represamiento de los ros (Garca et al. 2011), canalizaciones (Vila et al. 1999) y extraccin de agua para riego (Habit et al. 2006), lo cual se traduce en la destruccin del hbitat fsico. El Estado de Chile, consciente de esta problemtica, ha desarrollado, entre otras actividades, mesas de trabajo para determinar el estado de conservacin de los ecosistemas dulceacucolas, posicionando en un estado prioritario la recuperacin de ellos. Para seguir potenciando el Sistema de Evaluacin de Impacto Ambiental (SEIA) como una herramienta de gestin ambiental es pertinente avanzar en implementar mecanismos que permitan uniformar criterios en la evaluacin ambiental y, como consecuencia, entregar mayor certeza a los titulares respecto de criterios involucrados en dicha evaluacin. Una herramienta de gestin y conservacin de los ecosistemas acuticos es el caudal ecolgico (Gore et al. 2001, Poff et al. 2003, Arthington et al. 2006, Mouton et al. 2007). El caudal ecolgico tiene muchas acepciones, siendo las ms comunes el concepto de caudal ecolgico mnimo y el caudal ambiental (Carvajal-Ecobar 2008). El primero de ellos hace alusin a mantener un caudal mnimo en el ro para mantener el equilibrio ecolgico, mientras el segundo va orientado a no solo en mantener una condicin ecolgica del ro, sino tambin el considerar aspectos antrpicos necesarios de mantener. En Chile, el concepto se inclina hacia el caudal ecolgico mnimo, es decir, est orientado a aspectos ecolgicos del ro. Sin embargo, en estudios anteriores desarrollados por la Direccin General de Aguas (DGA) se han incluido aspectos antrpicos en la determinacin de caudales ecolgicos (DGA-CEA 2008). Los caudales ecolgicos han sido incorporados bajo dos instancias en Chile. i) Cuando la DGA decide mantener un caudal ecolgico al momento de otorgar derechos de aprovechamiento, segn sean solicitados: y ii) cuando un proyecto hidroelctrico es ingresado al Sistema de Evaluacin de Impacto Ambiental, en donde, el Servicio de Evaluacin Ambiental (SEA) en conjunto con instituciones gubernamentales competentes como la DGA, el Servicio Nacional de Pesca (SERNAPESCA) Subsecretara de Pesca (SUBPESCA), Corporacin Nacional Forestal (CONAF), Servicio Agrcola Ganadero (SAG), entre otros rganos del Estado, mediante la Resolucin de Calificacin Ambiental (RCA) se fija el caudal mnimo ecolgico, la cual puede limitar el uso del derecho de aprovechamiento, al modificar el caudal ecolgico a mantener en el ro. Existen diversas metodologas para determinar el caudal ecolgico. Tharme (2003) realiz un listado de ms de 200 metodologas que se utilizan en 50 pases. Entre stas destacan las



6

metodologas hidrolgicas (30%), hidrulicas (11%), simulacin del hbitat fsico (28%), holsticas (8%) y una combinacin de las anteriores en torno al 23%. Las diferencias existentes en los mtodos no significan que unos sean mejores que otros, sino que simplemente es ms adecuada su utilizacin bajo ciertas condiciones propias del proyecto o del ro en el cual se emplaza el proyecto (Jowett 1997). Debido a la gran cantidad de metodologas disponibles y a las limitaciones y ventajas que pueda presentar cada una de ellas, la eleccin del mtodo adecuado cobra una gran importancia. La eleccin de mtodo debe tener en consideracin la escala espacial (cuenca, ro, tramo de ro, etc.), impactos ambientales esperados debido a la operacin del proyecto, informacin disponible v/s informacin requerida, entre otros. Durante los ltimos aos, dentro del SEIA, el procedimiento y los requerimientos para definir el caudal ecolgico, por parte de Titulares y de los Servicios Pblicos, ha suscitado distintas opiniones respecto de cmo se debiera abordar esta temtica y cules debieran ser los mecanismos adecuados para su estimacin. Es por esto que al SEA, le corresponde, segn facultades que entrega la Ley N 20.417, en virtud del cual le corresponde al Servicio de Evaluacin Ambiental uniformar los criterios, requisitos, condiciones, antecedentes, certificados, trmites, exigencias tcnicas y procedimientos de carcter ambiental que establezcan los ministerios y dems organismos del Estado competentes, mediante el establecimiento, entre otros, de guas trmite. Por lo anterior, se ha hecho necesario realizar una gua metodolgica que permita establecer los criterios para la determinacin del caudal ecolgico en el marco del SEIA, encargando esta consultora a la Plataforma de Investigacin EcoHyd. Para tal efecto, en el desarrollo de esta gua, se ha tenido presente: i) los servicios ambientales que prestan los caudales de los ros, ii) los criterios respecto de las condiciones mnimas requeridas para el mantenimiento del ecosistema, asociado a los cauces naturales y iii) que el caudal ecolgico es una medida de mitigacin del impacto asociado a la interrupcin o disminucin de los flujos de aguas asociados a la ejecucin de un determinado proyecto, entre otros. Adems es necesario destacar que, el caudal ecolgico que este estudio define y considera, est basado en una visin holstica, que no necesariamente resulta coincidente con el caudal ecolgico establecido en la resolucin de otorgamiento del derecho de aprovechamiento de agua. A continuacin se presenta la Gua metodolgica para la determinacin del caudal ecolgico, cuyo objetivo es orientar al usuario en la eleccin del mtodo correcto de acuerdo a las caractersticas del sistema fluvial, nivel de alteracin hidrolgica provocado por el proyecto, informacin disponible y al nivel de controversia que puede causar sobre los distintos actores la determinacin del caudal ecolgico en el rea de estudio.



7

5. OBJETIVOS

A continuacin se presentan los objetivos generales y especficos de la realizacin de la consultora en forma completa, posteriormente se detallan los objetivos especficos de este informe.

5.1. Objetivos generales

Elaborar una Gua Metodolgica para establecer el caudal ecolgico de un cauce superficial de agua, en el marco del SEIA, que uniforme conceptos, criterios, metodologa y forma de determinar dicho caudal ecolgico; y

Realizar un Taller explicativo de la Gua Metodolgica, para capacitar en materia de clculo o establecimiento del caudal ecolgico a un grupo de aproximadamente 30 profesionales del sector pblico (SEA, DGA, SAG, SERNAPESCA, SUBPESCA, entre otros rganos del Estado con competencia ambiental).

5.2. Objetivos especficos

A fin de dar cumplimiento al objetivo general del estudio, se han definido los siguientes objetivos especficos:

Generar las herramientas necesarias para que los Titulares de proyectos o actividades que se someten al SEIA puedan establecer de mejor manera el caudal ecolgico; y

Contar con profesionales del SEA, DGA, SAG, SERNAPESCA, SUBPESCA entre otros rganos del Estado con Competencia Ambiental, capacitados para evaluar el caudal ecolgico.



8

6. REVISIN Y CONSOLIDACIN DE NORMATIVA Y METODOLOGAS

NACIONALES E INTERNACIONALES

A continuacin se sealan los principales resultados sobre la normativa Chilena en la aplicacin del caudal ecolgico, la definicin utilizada y los principales organismos pblicos involucrados. Adems se muestran las distintas definiciones de caudal ecolgico utilizadas en otros pases, as como las caractersticas ms relevantes de los mtodos y metodologas ms aceptadas internacionalmente.

6.1. Concepto de caudal ecolgico

Inicialmente, las metodologas para determinar caudales ecolgicos fueron diseadas para la determinacin de un caudal mnimo, pues se asuma que los problemas de salud ecolgica del ro estaban asociados a caudales bajos (Acreman & Dunbar 2004). Es por esta razn que las definiciones de caudal ecolgico mnimo van orientadas a mantener caudales que restringen el uso del recurso en periodos de caudales bajos para mantener la vida acutica. Algunos autores definen el caudal ecolgico como aquel caudal necesario en un cuerpo fluvial para mantener el actual ecosistema fluvial, atendiendo a los usos del agua, requerimientos fsicos para mantener su estabilidad y satisfacer las funciones como dilucin de contaminantes, transporte de slidos, recarga de acuferos y mantener las caractersticas paisajsticas del medio ambiente (Ormazabal 2004 y APROMA 2004, citados en Carvajal-Escobar 2008). En la Declaracin de Brisbane1 se defini que los caudales ecolgicos (o medioambientales) son los flujos de agua, el momento de su aplicacin y la calidad de las aguas precisos para mantener los ecosistemas de agua dulce y de los estuarios, as como los medios de subsistencia y bienestar de las personas que dependen del ecosistema. Sin embargo, la terminologa de caudal ecolgico an no es claramente definida y unificada en el mundo. Mientras unos pases se inclinan por denominarlo como caudal ecolgico mnimo, otros pases manejan el concepto de caudal ambiental (Sudfrica, Australia), caudales de mantenimiento (Espaa), caudal ecolgico (Nueva Zelanda). En EEUU el concepto de caudal ecolgico es abordado principalmente como instream flow el cual correspondera al caudal que circula dentro del cauce. Los caudales ambientales son definidos como el rgimen que es establecido en un ro, humedal o zona costera para mantener el ecosistema y sus beneficios asociados (King et al. 1999). En caso que estos caudales ambientales consideren aspectos como magnitud, frecuencia, periodicidad y duracin, tanto de flujo base como de eventos de crecidas se les denomina como rgimen ambiental de caudales (King et al. 1999). En esta definicin incorporan usos antrpicos ya que

1 Declaracin realizada en el 10 simposio internacional de Ros y en la Conferencia Internacional de

Caudales Ecolgicos, celebrados en Brisbane, Australia, del 3 al 6 de septiembre de 2007.



9

considera que el caudal ecolgico debe mantener los beneficios asociados, entendindose stos como beneficios econmicos y sociales en las actividades asociadas al ro. Existen tambin otras definiciones de caudal ecolgico como el caudal de mantenimiento (Palau 2003), caudal de compensacin (Espinoza et al. 1999), las cuales pueden ser revisadas en detalle en Carvajal-Escobar (2008). En Chile, el concepto de caudal ecolgico fue propuesto inicialmente por la Direccin General de Aguas (DGA), basado en el concepto de caudal mnimo para preservar el ecosistema acutico. La DGA, en el Manual de Normas y Procedimientos para la Administracin de Recursos Hdricos (1999), hizo una primera definicin del caudal ecolgico mnimo como aqul caudal necesario para asegurar la supervivencia de un ecosistema acutico preestablecido. Esta definicin presenta un claro componente ecolgico, pero no indaga mayormente sobre cules son los elementos del ecosistema para asegurar su supervivencia, ni tampoco especifica la necesidad de una estacionalidad o de mantener condiciones naturales o usos antrpicos asociados a este recurso. A partir de la modificacin del Cdigo de Aguas de 1981, por la Ley N 20.017, se establece un nuevo Manual de Normas y Procedimientos para la Administracin del Recursos Hdricos (DGA 2008), en el cual se realiza una modificacin a la definicin del caudal ecolgico. La nueva definicin es: Caudal que debe mantenerse en un curso fluvial o en especfico en cada sector hidrogrfico, de tal manera que los efectos abiticos (disminucin del permetro mojado, profundidad, velocidad de la corriente, incremento en la concentracin de nutrientes, entre otros) producidos por la reduccin de caudal no alteren las condiciones naturales del cauce, impidiendo o limitando el desarrollo de los componentes biticos del sistema (flora y fauna), como tampoco alteren la dinmica y funciones del ecosistema. En esta nueva definicin del caudal ecolgico mnimo se incorpora explcitamente aspectos ecolgicos del ecosistema fluvial, as como la dinmica y naturalidad del sistema, mostrando nuevos avances para la determinacin del caudal ecolgico. Sin embargo, no se incluyen explcitamente aspectos sobre los usos antrpicos o el mantenimiento de la temporalidad del hidrograma en rgimen natural. Para el desarrollo de esta metodologa, se considerar la definicin del caudal ecolgico entregada en el Manual de Normas y Procedimientos para la Administracin del Recursos Hdricos (DGA 2008).

6.2. Revisin de Normativa Chilena

El derecho a vivir en un ambiente libre de contaminacin est asegurado por la Constitucin Poltica de la Repblica de Chile (art 19, N8), siendo el Estado quien debe velar para que este derecho no sea afectado y debe adems tutelar la preservacin del naturaleza. Histricamente, aquellos proyectos que hacan un uso productivo del recurso hdrico, ya sea mediante usos consuntivos como no consuntivos, no eran obligados a mantener un caudal mnimo



10

que preservara la ecologa del sistema fluvial. Solamente eran conminados a que la extraccin o restitucin del recurso hdrico se hiciese de tal forma que no perjudique los derechos de agua de terceros constituidos sobre las mismas aguas (Art 14, DFL 1.122/81, Ministerio de Justicia, Cdigo de Aguas). De igual manera, la constitucin de los derechos de agua por parte de la autoridad tambin debiese realizarse de tal forma que asegure la mantencin de los derechos de agua constituidos por terceros (Art 22, DFL 1.122/81, Ministerio de Justicia, Cdigo de Aguas). Bajo la creacin de la Ley Sobre Bases Generales del Medio Ambiente en 1994 (Ley N19.300/94), se introduce el concepto que el uso y aprovechamiento de los recursos naturales renovables deber ser efectuado de tal forma que asegure su capacidad de regeneracin y la diversidad biolgica asociada a estos (Art. 41 Ley 19.300), dando especial nfasis a las especies en peligro de extincin, raras, insuficientemente desconocidas o vulnerables establecindose adems la presentacin y cumplimiento de planes de manejo de dichos recursos naturales lo cuales deben incluir entre otros la mantencin de caudales (Art. 42 Ley N 19.300). En 1999, la DGA crea el primer documento que entrega instrucciones respecto a los caudales ecolgicos (DGA 1999). En este documento se seala la primera definicin de caudal ecolgico mnimo como aqul caudal necesario para asegurar la supervivencia de un ecosistema acutico preestablecido. En este documento se establecen cuatro mtodos hidrolgicos para la determinacin del caudal ecolgico mnimo, basadas en legislacin extranjera. stos son:

10% del caudal medio anual (10% CAM).

50% del caudal mnimo del estiaje del ao 95% (50%Q95).

Caudal que es excedido al menos 330 das al ao (Q330).

Caudal que es excedido al menos 347 das al ao (Q347). En este documento no se realiza una orientacin para la seleccin de la metodologa hidrolgica, quedando a criterio del consultor su seleccin y justificacin. A modo general, se puede indicar que este tipo de metodologa entrega un caudal nico, constante y continuo a lo largo del ao. Es por esta razn, que la mayora de los estudios de caudales ecolgicos realizados en el pas, se llevan a cabo con este tipo de mtodos (Tharme 2003, Jamett 2005). Sin embargo, existen algunos estudios, que a pesar de las recomendaciones entregadas, utilizaron otro tipo de mtodo ms adecuado al proyecto y acorde a los avances realizados a nivel internacional en la determinacin del caudal ecolgico. En el ao 2005, el Cdigo de Aguas de 1981, sufre una modificacin mediante la Ley N 20.017. En su Artculo 129, bis 1, se seala que la DGA ser la institucin con atribuciones para preservar la naturaleza y el medio ambiente mediante el establecimiento de un caudal ecolgico mnimo. Esta disposicin solo afectar a los nuevos derechos otorgados sin carcter retroactivo, es decir, no se aplica para los antiguos derechos. En dicho documento se seala que el caudal ecolgico asociado al otorgamiento de derechos de agua no podr ser superior al 20% del caudal medio anual (CMA). Este valor mximo slo podr ser modificado por decreto fundado del Presidente de la Repblica con un tope mximo de un 40% del caudal medio anual.



11

A partir de esta modificacin se establece un nuevo Manual de Normas y Procedimientos para la Administracin del Recursos Hdricos (DGA 2008), el cual incorpora las modificaciones del Cdigo de Aguas referentes al establecimiento de un caudal ecolgico en los otorgamientos de nuevos derechos de agua y sus valores mnimos y mximos. Adems reconoce el uso histrico de la utilizacin de las metodologas hidrolgicas. Este documento incorpora grandes avances, tanto en la definicin de caudales ecolgicos, como en su determinacin. As, el caudal ecolgico mnimo es definido como aquel caudal que debe mantenerse en un curso fluvial o en especfico en cada sector hidrogrfico, de tal manera que los efectos abiticos (disminucin del permetro mojado, profundidad, velocidad de la corriente, incremento en la concentracin de nutrientes, entre otros) producidos por la reduccin de caudal no alteren las condiciones naturales del cauce, impidiendo o limitando el desarrollo de los componentes biticos del sistema (flora y fauna), como tampoco alteren la dinmica y funciones del ecosistema. En esta nueva definicin del caudal ecolgico mnimo se incorpora explcitamente aspectos ecolgicos del ecosistema fluvial, as como la dinmica y naturalidad del sistema. Adems, el documento considera la importancia del rgimen natural de caudales dentro del periodo anual, incorporando la estacionalidad que debe tener el caudal ecolgico mnimo. En 2010 se promulg la Ley N 20.417 que entrega una nueva institucionalidad ambiental en el pas, la cual crea el Ministerio del Medio Ambiente (MMA), una Superintendencia del Medio Ambiente (SMA) y el Servicio de Evaluacin Ambiental (SEA). Este ltimo tendra como misin el simplificar los permisos ambientales y proporcionar informacin adecuada para los proponentes y la comunidad. La Ley N 20.417 otorga facultades al MMA para regular el uso o aprovechamiento de los recursos naturales, entre los que incluye la mantencin de caudales de agua (Art 42, Ley N 19.300) sealando que se generar un reglamento de determinacin del caudal ecolgico mnimo el cual se encuentra en preparacin. De esta forma, existen dos instituciones vinculadas directamente con la determinacin del caudal ecolgico. Por una parte, la DGA determina un caudal ecolgico para el otorgamiento del derecho de aprovechamiento asociado a un proyecto productivo. Si dicho proyecto es sometido al Sistema de Evaluacin de Impacto Ambiental, entonces el SEA, a travs de las instituciones competentes puede limitar el uso del derecho de aprovechamiento otorgado por la DGA mediante la Resolucin de Calificacin Ambiental. Esta restriccin solo se llevar a cabo si el caudal ecolgico fijado por la RCA es mayor que aqul emitido por la DGA al momento de otorgar derechos de agua. La estructura de otorgamiento y posible restriccin al uso de derechos de aprovechamiento de agua se muestra en la Figura 6.1.



12

Figura 6.1: Establecimiento de caudal ecolgico mnimo en Chile.

Fuente: Modificado de Riestra (2007).

La DGA, en vista a mejorar el nivel de conservacin de los ecosistemas acuticos desarroll el estudio Determinacin de caudales ecolgicos en cuencas con fauna ctica nativa y en estado de conservacin (DGA-CEA 2008). En este estudio se trazaron los primeros lineamientos sobre una metodologa para determinar el caudal ecolgico que fuese distinto a los mtodos hidrolgicos y que sean ms ajustadas a las particularidades del ro y tramo en estudio. Adems, en este estudio, se incorporaron elementos antrpicos en la determinacin del caudal ecolgico, los cuales no estn explcitamente incorporados en la definicin de caudales ecolgicos mnimo entregada por la DGA-CEA (2008), dotando a la metodologa propuesta en este estudio un sentido ms holstico. Adems de la DGA y el SEA, existen otras instituciones pblicas que tienen atribuciones sobre el caudal ecolgico, como emitir recomendaciones sobre el valor del caudal ecolgico segn el servicio ecosistmico de competencia. Una de estas instituciones es el Servicio Nacional de Pesca (SERNAPESCA) que, segn la ley que establece las normas sobre pesca recreativa (Ley N 20.256/08), presenta atribuciones cuando se identifican en el rea de estudio especies hidrobiolgicas de inters deportivo o actividades tursticas relacionadas a la pesca deportiva. Adems la Subsecretara de Pesca (SUBPESCA) otorga un Permiso Ambiental Sectorial (Art. 95 del Reglamento del Sistema de Evaluacin de Impacto Ambiental. DS N 95/01, MINSEGPRES) para el seguimiento de condicin de poblaciones hidrobiolgicas.



13

Asimismo, existen otras instituciones gubernamentales que tienen atribuciones para emitir recomendaciones sobre el valor de caudal ecolgico, como la Corporacin Nacional Forestal (CONAF) que mediante la Ley de Recuperacin del Bosque Nativo y Fomento Forestal (Ley N 20.283/08) aborda aspectos de la vegetacin riberea y sus delimitaciones. Otras instituciones que presentan atribuciones en esta materia son el Servicio Nacional de Turismo (SERNATUR) y el Servicio Agrcola Ganadero (SAG). Adems de la creacin de nuevas instituciones con competencias sobre los caudales ecolgicos, una de las modificaciones de gran relevancia para la gestin del agua en Chile, es el establecimiento del marco de participacin ciudadana. En la Ley N 19.300 (y sus modificaciones) se establece que es deber del Estado el facilitar dicha participacin permitiendo el acceso a la informacin ambiental y promoviendo campaas educativas destinadas a la proteccin del medio ambiente (Art. 4, Ley N 19.300). La participacin ciudadana puede efectuarse en el contexto de una Declaracin de Impacto Ambiental (DIA) o de un Estudio de Impacto Ambiental (EIA). En el caso del EIA, el perodo de participacin ciudadana es de sesenta das contado desde la respectiva publicacin del extracto. Si durante el procedimiento de evaluacin del EIA este es objeto de aclaraciones, rectificaciones o ampliaciones que afecten sustantivamente al proyecto, el organismo competente deber abrir una nueva etapa de participacin ciudadana, esta vez por treinta das (Art. 29, Ley N 19.300). En el mbito de las DIA, existen dos instancias de participacin: Por un lado, si el proyecto se localiza en un rea no regulada por instrumentos de planificacin territorial y no genera cargas ambientales, se abrir un perodo de participacin ciudadana (no mayor a 10 das) donde se citar a una audiencia especial al menos a tres organizaciones ciudadanas con personalidad jurdica vigente, cuyo domicilio legal se encuentre en aquellas comunas en que el proyecto se emplazar. (Art. 18 quter, Ley N 19.300). Por otro lado, las Direcciones Regionales o el Director Ejecutivo del SEA, podrn decretar la realizacin de un proceso de participacin ciudadana por un plazo de 20 das, donde los ciudadanos participen de la evaluacin de la DIA que tengan relacin con un proyecto de impacto ambiental para su comunidad o prximo a sta. El nico requisito es que la participacin sea solicitada por al menos dos organizaciones ciudadanas con personalidad jurdica, a travs de sus representantes, o como mnimo, diez personas naturales directamente afectadas. La participacin ciudadana comprende los derechos a acceder y conocer el expediente fsico o electrnico de la evaluacin, formular observaciones y obtener respuesta fundada de ellas (Art. 30 bis, Ley N 19.300).

6.3. Recopilacin de mtodos

Existen diversos mtodos para determinar el caudal ecolgico, los cuales varan en sofisticacin y precisin, desde un simple porcentaje de un registro histrico de caudales hasta elaborados modelos computacionales los cuales pueden estimar el requerimiento de hbitat para una especie. Tharme (2003) realiz un listado de 200 mtodos que se utilizan en 50 pases. Entre stos



14

destacan los mtodos hidrolgicos (30%), hidrulicos (11%), simulacin del hbitat fsico (28%), holsticos (8%) y una combinacin de las anteriores en torno al 23%.

6.3.1. Mtodos hidrolgicos

Los mtodos hidrolgicos, tambin denominados como mtodos de caudales histricos, se basan en determinar caudales ecolgicos mediante el uso de datos hidrolgicos en rgimen natural (Jowett 1997, Tharme 2003). Se pueden distinguir dos tipos: 1) Aquellos basados en la determinacin de un ndice o porcentaje del caudal, tambin denominados como Look-up table (Tharme 2003, Acreman & Dunbar 2004) o cuadro de consulta (Dyson et al. 2003); y 2) Aquellos mtodos que intentan conceptualizar la naturalidad del rgimen hidrolgico, tambin denominados como Anlisis por computadora (Dyson et al. 2003, Acreman & Dunbar 2004). Los mtodos basados en la obtencin de ndices, consideran que la calidad del hbitat se puede conservar mediante el mantenimiento de un caudal mnimo constante a lo largo del ao obtenido como un ndice (o estadstico) a partir del registro hidrolgico en rgimen natural. El mtodo ms utilizado es el mtodo de Tennant (1976), quien determin que en ros de Montana, Nebraska y Wyoming exista una relacin entre un porcentaje del caudal medio anual (CMA) y niveles de preservacin del ecosistema para la vida acutica y recreacional (Tabla 6.1). Tabla 6.1 Caudales mnimos para la vida acutica y recreacional sealados en Tennant (1976) relacionados

con el porcentaje del caudal medio anual (CMA).

Categora de preservacin Octubre a Marzo Abril a Septiembre

Caudal de lavado o mximo 200% 200%

Rango ptimo 60-100% 60-100%

Excepcional 40% 60%

Excelente 30% 50%

Bueno 20% 40%

Justo o Aceptable 10% 30%

Pobre o mnimo 10% 10%

Degradacin severa 0-10% 0-10%

Fuente: Tennant (1976).

A partir de este mtodo se extendi la aceptacin del umbral del 10% CMA como caudal mnimo para preservar el ecosistema fluvial. Adems de este ndice, han surgido otros como el Q347 o caudal que se excede 347 das en el ao, anlogamente se desarroll el ndice Q330. El ndice 7Q10 que se define como el mnimo caudal de siete das consecutivos para un periodo de retorno de 10 aos. Por su parte, el ndice 50% Q95 definido como la mitad del caudal asociado a una probabilidad de excedencia igual a 95%. Entre las ventajas asociadas a la utilizacin de este tipo de mtodos est su rpida y fcil implementacin (Jowett 1997, Tharme 2003, Acreman & Dunbar 2004).



15

Las desventajas de este tipo de mtodo son numerosas, pero se plantean principalmente en relacin a su poca conceptualizacin ecolgica y a no considerar una estacionalidad propia del ro ya que el mantener una caudal mnimo constante causa muchos efectos adversos sobre el ecosistema fluvial, alterando la hidromorofologa, la dinmica de erosin-sedimentacin, las zonas riparianas, ciclos de vida acutica, etc. En este tipo de mtodos no se incluyen factores como alimentacin, hbitat, calidad de las aguas (Jowett 1997), ni tampoco se incluyen caudales altos los cuales son necesarios para mantener una zona ripariana en buen estado (Merrit et al. 2010), as como la temporalidad de stos (Greet et al. 2011). En Chile, la aplicabilidad del mtodo de Tennant es limitada, debido a la alta variabilidad hidrolgica de los ros, los cuales difieren en su mayora de las condiciones hidrolgicas de los ros de Montana, Nebraska y Wyoming. Segn Hatfield et al. (2003), las mayores discrepancias ocurren en los ros en donde los caudales mximos no son dominados por procesos de derretimiento de nieves, lo cual se puede observar desde la zona central de Chile hacia el sur, incluyendo el extremo norte donde se presentan lluvias convectivas estivales. Por otro lado, aunque el Mtodo de Tennant ha sido ampliamente utilizado mediante el ndice 10% CAM, los resultados obtenidos no han sido validados, es decir, no se ha corroborado la robustez del mtodo a travs de la respuesta ecolgica del sistema utilizando los estndares de solucin entregados por dicho mtodo. Entre los mtodos que intentan capturar la variabilidad del rgimen natural, se encuentra el mtodo Range of Variability Approach (RVA, Richter et al. 1997, Mathews & Richter 2007). Este mtodo consiste en realizar una descripcin del hidrograma en rgimen natural y del hidrograma modificado por la operacin de la central hidroelctrica. Esta descripcin se realiza mediante 32 ndices, los cuales son claves para el funcionamiento del ecosistema (Richter et al. 1997, Mathews & Richter 2007), permitiendo un mximo nivel de variacin de estos parmetros bajo la situacin natural y aquella modificada producto de la operacin del proyecto hidroelctrico. Los 32 ndices son clasificados en cinco grupos, los cuales se detallan a continuacin:

Magnitud media mensual (12 parmetros).

Magnitud y duracin de los eventos extremos anuales (10 parmetros).

Temporalidad de los eventos extremos anuales (2 parmetros).

Frecuencia y duracin de los pulsos bajos y altos (4 parmetros).

Tasa y frecuencia de cambios de caudal (4 parmetros). En una nueva versin del RVA (Mathews & Richter 2007) se realizaron modificaciones en los grupos generando un nuevo componente denominado Caudal Ambiental (Environmental Flow Component, EFC) en donde definen 34 parmetros agrupados en caudales bajos extremos, caudales bajos, pulsos de crecidas, pequeas crecidas y grandes crecidas. Otro mtodo hidrolgico que considera la variabilidad natural del rgimen es el mtodo del caudal bsico de mantenimiento (Palau 1994, Alczar & Palau 2010, Palau & Alczar 2010). Este mtodo establece un rgimen de caudales a partir de un caudal llamado bsico que se obtiene a travs de series de caudales medios diarios tratados con medias mviles de intervalos crecientes. Se distinguen seis parmetros de importancia al momento de determinar el Caudal Bsico de Mantenimiento (Palau & Alczar 2010).



16

Caudal bsico (Qb) se define como el caudal mnimo a mantener en el cauce. Su clculo est basado en el estudio de las irregularidades en las series hidrolgicas de caudales medios diarios.

Caudal de acondicionamiento (Qa) se define como un posible suplemento del Qb orientado a satisfacer los requerimientos de habitabilidad en el ro. Su clculo se realiza a partir de la simulacin de secciones representativas del tramo objeto de aprovechamiento, ojal las ms limitantes.

Caudal de mantenimiento (Qmt) es el caudal obtenido a travs de la variacin media mensual determinada en la serie de datos hidrolgica. Por lo tanto, por cada mes se obtiene un Qmt.

Caudal mximo (Qmax): Se define como el mximo caudal admisible en un tramo de ro sin que modifique la morfologa del lecho del ro ni de las llanuras de inundacin.

Caudal de bankfull o generador (Qg): Es el caudal que transporta la mayor cantidad de material y por lo tanto, mantiene la forma del cauce y su estructura. Es calculado como el caudal con un periodo de retorno entre 1.5 y 2.3 aos, el cual puede variar segn las condiciones del rgimen hidrolgico (Alczar & Palau 2010).

Mxima tasa de cambio: Esta se refiere a qu tan rpido el caudal cambia de una magnitud a otra.

Estos dos mtodos (RVA y Caudal Bsico de Mantenimiento) si bien son de rpida y fcil aplicacin, presentan ventajas significativas respecto a los mtodos hidrolgicos considerados como look-up table. En primer lugar asumen una variacin intranual e interanual del rgimen hidrolgico. Producto de esta caracterstica, el mtodo RVA es considerado como de filosofa holstica ya que considera al sistema fluvial como un todo (Arthington et al. 1998 citado en Tharme 2003), aunque esta condicin no es suficiente para ser considerado como holstico en forma explcta. Por su parte el mtodo RVA permite predecir y cuantificar la alteracin hidrolgica provocada por la operacin de la central hidroelctrica. Entre las desventajas que presentan estos mtodos es la necesidad de contar con datos diarios de caudales. El mtodo del Caudal Bsico de Mantenimiento requiere, por lo menos, 10 aos de registros diarios (Palau 1994, Alczar 2007, Alczar & Palau 2010), mientras que el mtodo RVA requiere una serie hidrolgica diaria de 20 aos como mnimo (Richter et al. 1997). Estas longitudes deben ser modificadas para la aplicacin de estos mtodos en Chile, ya que debe incluirse la variedad hidrolgica de nuestro pas as como la variabilidad producida por el fenmeno El Nio Southern Oscillation (ENSO). De acuerdo a esto, la longitud de registro necesaria debiera ser variable a lo largo del pas y capturar no slo la variedad hidrolgica en el gradiente norte-sur, sino la variacin producida por la alternancia del fenmeno climtico Nio-Nia. Una recomendacin general en la aplicacin del mtodo RVA es la necesidad de realizar ajustes mediante un monitoreo continuo del tramo de ro en cuestin (Jamett & Rodrigues 2005). Esta recomendacin tambin puede hacerse extensible al mtodo del Caudal Bsico de Mantenimiento. El Monitoreo se refiere a la comprobacin de que las comunidades biolgicas mantienen su estructura y funcionamiento; asimismo deberan mantener su capacidad de recuperacin, por ejemplo, recuperarse despus de aos muy secos o un ciclo climtico con condiciones malas para la reproduccin.



17

Este tipo de mtodos hidrolgicos estn recomendados para su uso a nivel de planificacin hidrolgica de cuencas, o en caso que el estudio de caudales ecolgicos tenga bajo nivel de controversia social (Tharme 1997 y Dunbar 1998 citados en Tharme 2003).

6.3.2. Mtodos Hidrulicos

Estos mtodos se basan en encontrar relaciones entre parmetros de la geometra hidrulica del cauce (profundidad, velocidad, ancho, permetro mojado) con el caudal. Estas relaciones son obtenidas usualmente mediante mediciones de secciones transversales realizadas en terreno, aunque tambin puede obtenerse mediante formulaciones matemticas como la ecuacin de Manning (Gordon et al. 1992 citado en Gippel & Stewardson 1998). La forma de determinar el caudal ecolgico en este tipo de mtodo es graficar mediante una curva las relaciones entre el caudal y el parmetro hidrulico. El punto en donde se produce un quiebre en la curva (y por debajo del cual la pendiente aumenta bruscamente) es interpretado como un umbral por bajo el cual la comunidad acutica se ve altamente degradada (Stalnaker et al. 1995, Gippel & Stewardson 1998, Tharme 2003). La suposicin implcita de este mtodo es que si se asegura un valor umbral del parmetro hidrulico seleccionado se mantendr la integridad de la biota o del ecosistema (While & Conder 1984 citado en Gippel & Stewardson 1998), en particular la produccin primaria y secundaria (Jowett 1997) aunque en la literatura existe poca informacin de terreno que fundamente estas afirmaciones (Gippel & Stewardson 1998). Tharme (2003) contabiliz 23 mtodos hidrulicos, siendo el mtodo del Permetro Mojado uno de los ms comunes y con gran aceptacin en Estados Unidos (Jowett 1997, Tharme 2003). Como su nombre lo indica, este mtodo encuentra una relacin grfica entre el permetro mojado y el caudal para una seccin transversal del ro, y al igual que la mayora de los mtodos hidrulicos, el punto de quiebre define el caudal que mantendra el lecho del fondo bajo agua, asegurando la produccin de alimentos. Este mtodo suele aplicarse en una seccin de un mesohbitat rpido, pues al disminuir el caudal, los efectos sobre este tipo de mesohbitat son ms crticos sobre los macroinvertebrados, ya que es en estos mesohbitat donde hay una mayor produccin de macroinvertebrados (Gippel & Stewarson 1998). En caso que existan secciones crticas en las cuales el paso de los peces puede verse limitada, es conveniente incorporarlas en la determinacin de caudales ecolgicos (Jowett 1997). Las ventajas de utilizar este tipo de mtodos es principalmente su clara metodologa, fcil implementacin y la informacin en terreno que se requiere es mnima. Entre la informacin requerida contempla principalmente un perfil topobatimtrico, mediciones del parmetro hidrulico relacionado con el caudal aforado, nmeros de Manning (en caso de utilizar la expresin terica, entre otros. La principal desventaja de este mtodo es que est orientado a determinar caudales mnimos (Gippel & Stewardson 1998) y no considerara la variacin estacional del rgimen hidrolgico (Jowett 1997), la cual es la condicionante de muchos procesos en el ecosistema acutico, tampoco



18

considera los pulsos de crecidas necesarios para mantener la morfologa del cauce y las zonas riparianas. Otra de las desventajas radica en la forma subjetiva de eleccin del punto ptimo o umbral el cual se debe preservar, dado que en secciones naturales el punto de quiebre no siempre est claramente definido, presentando muchas veces ms de un punto de quiebre. Jowett (1997) comenta que en ros de Nueva Zelandia, los ros suelen tener las mrgenes pobremente definidas, con lo cual la determinacin del punto de quiebre no es un proceso de simple deteccin. Esta situacin puede ocurrir en los ros trenzados o anastomosado de la cuenca media de la zona central del Chile, en donde los ros presentan mltiples brazos y la identificacin de un brazo principal se hace dificultosa. Si bien el mtodo del Permetro Mojado intenta mantener una produccin primaria y secundaria para asegurar el alimento, Gippel & Stewardson (1998) comentan que este tipo de mtodo no necesariamente protege a los macroinvertebrados ya que pueden existir tramos o secciones del ro que no presenten velocidades o profundidades adecuadas para estas especies, con lo cual, el mtodo resulta ms apropiado para apoyar la toma de decisin basada en escenarios y negociaciones sobre asignacin de agua que para determinar el umbral ecolgico (Dyson et al. 2003).

6.3.3. Mtodos de simulacin del hbitat fsico

Los mtodos de simulacin del hbitat fsico son considerados como una evolucin natural de los mtodos hidrulicos (Jowett 1997, Tharme 1996 y Dunbar et al. 1998 citados en Tharme 2003). La diferencia radica en que la asignacin de los requerimientos de caudal est basada en condiciones hidrodinmicas que cumplen con los requisitos biolgicos especficos en mejor medida que los hidrulicos por s solos. Estos mtodos consisten en la simulacin del hbitat fsico de especies acuticas conectando modelos de simulacin hidrulica (Figura 6.2A) con criterios de idoneidad de hbitat para cada especie o comunidades (Figura 6.2B). Con lo cual se obtiene un indicador del hbitat til para la(s) especie(s) en estudio (Figura 6.2C). Dicho indicador combina conceptos de cantidad (rea) y calidad del hbitat como se muestra a continuacin. Los componentes bsicos para la implementacin de este mtodo son los siguientes:

Modelo hidrulico: Este el primer paso, que condiciona los siguientes, ya que se determinan las condiciones hidrulicas las cuales sern sometidas a anlisis para determinar la idoneidad del hbitat. Cada tramo se representa por una serie de secciones transversales (1D), o por topografa continua (2D), las cuales deben representar la topografa del cauce, as como la diversidad de hbitat contenidos en el tramo. Como resultado de esta simulacin se obtienen velocidad medias, profundidades y sustrato para celda definida en el modelo.

Curvas de idoneidad de la(s) especie(s) objetivo (usualmente a escala de microhbitat o mesohbitat): Estas curvas (o tambin pueden usarse modelos estadsticos) de idoneidad son funciones que expresan la preferencia o tolerancia de la especie a ciertas variables ambientales. Esta preferencia se cuantifica desde cero (sin preferencia) hasta 1 (preferencia mxima). Normalmente las variables ambientales



19

utilizadas son la velocidad media de la columna de agua, profundidad y sustrato, pero en muchos casos tambin se emplea el refugio para la especie objetivo, si se dispone de estudios ecolgicos sobre ello (por ejemplo Costa et al. 2011).

Determinacin del indicador Hbitat Potencial til (Weighted Usable Area, WUA). Para determinar el hbitat disponible en cada tramo, se considera que cada punto de simulacin hidrulica el ro est discretizado en una celda o polgono virtual de hbitat (aunque es una simplificacin aproximada). En cada una de estas celdas el modelo hidrulico entregar valores medios de velocidad y profundidad; el sustrato y el refugio provienen de las mediciones de terreno no varan con el caudal. Los valores de dichas variables son transformados a ndices de idoneidad de hbitat mediante curvas de idoneidad (o bien modelos multivariantes). As se determina un ndice de idoneidad compuesto mediante la multiplicacin de los ndices anteriores. Al multiplicar este ndice compuesto por el rea asociada a la celda y sumando luego todas las ponderaciones, se obtiene el WUA correspondiente para el tramo de ro en estudio. Dicho valor se divide segn sea el caso por la longitud de ro simulada. Posteriormente, es necesario repetir este procedimiento para un rango de caudales predefinidos en el estudio. Los valores de WUA puede analizarse segn la longitud del ro que es idnea (siguiendo criterios de temperatura y calidad del agua), generando lo que se llama hbitat total para un tramo de ro. Finalmente, se puede calcular la secuencia temporal de WUA o de hbitat total, en rgimen natural y escenarios de regmenes de caudales ecolgicos que pueden compararse. Dichas series permiten el clculo de curvas de duracin del hbitat.

Las curvas de idoneidad fueron pensadas principalmente para determinar la idoneidad de hbitat para las especies cticas (Jowett 1997), particularmente salmones y truchas (Bovee et al. 1998), sin embargo, este trmino de curvas de preferencia se ha ido extendiendo tanto a otras especies acuticas como macroinvertebrados (Gore et al. 2001; Mrigoux et al. 2009), perifitn, como especies que no son acuticas, pero que dependen directamente del ro para su subsistencia (Okeeffe 2010). Incluso este mtodo se ha utilizado para usos antrpicos como bao y recreacin, kayak, turismo, etc. (Hyra 1978, Mosley 1983). Igualmente su formato ha evolucionado desde curvas univariados a modelos multivariados elaborados mediante distintas tcnicas estadsticas. (Ver por e.g. Costa et al. 2011, Mouton et al. 2011). La determinacin del requerimiento de caudal se puede realizar de 4 formas (Jowett 1997): 1) Retener un porcentaje del hbitat con un caudal medio, 2) Fijar un caudal que provea un hbitat mnimo, 3) Determinarlo como un porcentaje de excedencia de la curva de duracin del hbitat, 4) Fijando el caudal donde se produce un punto quiebre en la curva de habitabilidad (WUA v/s Caudal). Estos mtodos se han desarrollado posteriormente a la metodologa IFIM, ya que el objetivo de dicha metodologa no era dar una solucin nica u ptima, sino que recomendaba comparar escenarios de varios regmenes de caudales ecolgicos factibles para la gestin del agua, para llegar a una eleccin final.



20

Figura 6.2 Etapas en la determinacin de los requerimientos de caudal mediante la simulacin del hbitat fsico.

Fuente: Asignatura Open Course Ware (libre acceso) de Restauracin Fluvial (F. Martnez-Capel, Univ. Politcnica de Valencia). Adaptado de Stalnaker et al. 1995.

Los mtodos de simulacin de hbitat pueden extenderse para determinar un rgimen de caudal ecolgico, en el cual se consideran las variaciones estacionales como la frecuencia y magnitud de las crecidas. Las variaciones estacionales pueden ser abordadas considerando los distintos estadios de desarrollo de las especies acuticas y su temporalidad requerida. Mientras que la frecuencia de crecidas debern ser incluidas teniendo en cuenta la temporalidad y duracin segn la estadstica mostrada por el hidrograma natural del ro. Dentro de las modelaciones en una dimensin (1D), el mtodo Physical Habitat Simulation le dio el nombre al primer programa informtico creado para ello (PHABSIM, Bovee et al. 1998). Este modelo consta de dos partes: Simulacin hidrulica y simulacin del hbitat fsico (Figura 6.3). La simulacin hidrulica en el PHABSIM puede realizarse a travs de tres mtodos de acuerdo a la informacin disponible y al cumplimiento de las suposiciones implcitas de las ecuaciones (Waddle 2001). En el primer mtodo (STGQ), la simulacin hidrulica se realiza a travs de la generacin de curvas de gasto (relaciones entre el caudal y la profundidad) para cada una de las secciones transversales. El segundo mtodo (MANSQ) se lleva a cabo la simulacin mediante la ecuacin de Manning y el tercer mtodo (WSP) se utiliza el mtodo del paso estndar el cual se basa en la ecuacin de la energa para un cauce natural. Dentro de la simulacin hidrulica se considera tambin el poder calibrar los factores de distribucin de velocidad para ajustar la velocidad de cada celda con aquellas medidas en terreno. El uso de curvas de gasto ajustadas con varios caudales, y el tener la distribucin real de velocidades en la seccin transversal, aporta una gran capacidad de precisin al mtodo. Es muy importante que los errores en velocidad y profundidad estn muy acotados, ya que las curvas de idoneidad cambian considerablemente la idoneidad en pocos centmetros de profundidad o en pequeos cambios de la velocidad (Figura 6.2).



21

La simulacin del hbitat tambin puede realizarse de tres formas distintas (Figura 6.3). La ms utilizada es aquellas que donde se obtiene el Hbitat Ponderado til (Weigthed Usable Area, WUA) mediante las curvas de idoneidad de las especies objetivo. Existe un programa alternativo desarrollado en Nueva Zelanda (RHYHABSIM, Jowett 1989) que presenta mayor simplicidad y un interfaz ms flexible y amigable (totalmente en Windows), con similares aptitudes que el PHABSIM y ha sido utilizado en varios proyectos (Thorn & Conellin 2006, ACA-UPV 2006, Martnez-Capel et al. 2007). Este programa incluye la posibilidad de determinar los caudales ecolgicos mediante modelos estadsticas multivariados generados con otro programa a partir de datos reales. Recientemente los distintos programas disponibles han sido unificados en una herramienta, por acuerdo de los distintos autores, produciendo la herramienta SEFA (System of Environmental Flow Analysis), que an no se ha publicado pero se ha presentado recientemente en Espaa.

Figura 6.3 Diagrama de flujo de PHABSIM.

Fuente: Tomado de Waddle (2001).

Tambin se han desarrollado modelos de simulacin del hbitat en dos dimensiones (2D), los cuales presentan los mismos pasos para la determinacin de los requerimientos del hbitat, pero logran una mejor representacin de la realidad en ros en donde el flujo presenta una marcada componente bidimensional.



22

El programa River2D (Steffler & Blackburn 2002) desarrollado en Canad por la Universidad de Alberta es uno de los ms utilizados. Este modelo se basa en la resolucin de las ecuaciones de transporte en dos dimensiones promediadas en vertical y la ecuacin de continuidad. Utiliza el mtodo de elementos finitos en la resolucin numrica de las ecuaciones. El software se compone de 4 mdulos: Preprocesador de la informacin topogrfica (R2d_bed), generacin de la malla de elementos finitos (R2d_mesh), incorpora un mdulo que considera la cubierta de hielo (R2d_Ice), y finalmente el mdulo de simulacin hidrodinmica y simulacin del hbitat (River2D). El programa Computer Aided Simulation Model for Instream Flow Requirements (CASIMIR, Jorde et al. 2001) tambin es un modelo de evaluacin del hbitat (que puede tomar datos en modelos 1D y 2D). Este modelo permite determinar la calidad del hbitat mediante informacin imprecisa o difusa (Jorde et al. 2001, Garca et al. 2011, Mouton et al. 2011), teniendo la ventaja que el conocimiento de los expertos en especies acuticas pueden ser transformadas a curvas similares a las de idoneidad del hbitat requeridas por el software PHABSIM o similar. Las reglas que operan bajo la lgica difusa funcionan con trminos lingsticos entendibles y transparentes, por ejemplo: Si la velocidad es media y la profundidad es buena y el sustrato es bajo, entonces la idoneidad del hbitat es medio. Las diferencias entre los modelos 1D y 2D radican principalmente en la precisin de los resultados obtenidos en la modelacin hidrulica. Los modelos 1D reflejan la variacin longitudinal del ro, sin considerar variaciones laterales o verticales, mientras que los modelos 2D son capaces de representar las variaciones longitudinales y laterales del flujo., por ejemplo los vrtices, zonas de remansos. Los modelos 1D requieren de informacin bastante simplificada, y sus requerimientos computacionales son simples tambin. La informacin topogrfica requerida son perfiles topobatimtricos obtenidos en terreno y la informacin necesaria para la calibracin y validacin del modelo hidrulico (principalmente profundidades). Los campos de velocidades resultantes de estos modelos obedecen a la simplificacin del ro en una dimensin, por lo cual estos pueden no resultar fiables a nivel de microescala, lo cual puede potenciarse si la disposicin de las celdas resultantes no son las ad

apemec, qeco, 2012.12.13, borrador guia qeco informe final

Documents