Régimen de Caudales Ecológicos. -...
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Régimen de Caudales Ecológicos.
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Régimen de Caudales Ecológicos.
1. INTRODUCCIÓN........................................................................1
2. DEFINICIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS .......................................3
3. BASE LEGAL ..............................................................................8
4. OBJETIVOS .............................................................................11
5. CAUDALES MÍNIMOS. DISTRIBUCIÓN ESTACIONAL................13
5.1. MÉTODOS HIDROLÓGICOS ........................................................................13 5.1.1. Método del Caudal Básico..........................................................13 5.1.2. Métodos derivados de la selección de percentiles .........................19
5.2. MÉTODOS DE MODELACIÓN DEL HÁBITAT........................................................20 5.2.1. Esquema conceptual.................................................................21 5.2.2. Selección de tramos y especies. Curvas de preferencia. ................21 5.2.3. Simulación hidráulica................................................................24 5.2.4. Elaboración de las curvas de Hábitat Potencial Útil – Caudal ..........27 5.2.5. Propuesta de los regímenes de caudales mínimos para fines medioambientales ................................................................................29 5.2.6. Funcionamiento de la aplicación informática utilizada para el desarrollo de la metodología IFIM ..........................................................30
6. CAUDALES ECOLÓGICOS EN EL BORRADOR DE INSTRUCCIÓN
DE PLANIFICACIÓN HIDROLÓGICA, MARZO 2007 ..................34
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1. Introducción
El establecimiento de un régimen de caudales ambientales (RAC) es, en la actualidad, una
herramienta prácticamente imprescindible en la gestión de las cuencas hidrográficas. El
número de infraestructuras hidráulicas construidas ha sufrido un enorme incremento en las
últimas décadas, como respuesta a la demanda creciente de recursos hídricos originada por
el desarrollo agrícola, industrial y urbano. Se estima que a nivel mundial existen más de
45.000 grandes presas, de las cuales unas 1.200 se encuentran en España, valor que sitúa a
nuestro país entre los cinco países del mundo con mayor capacidad de embalse (unos
56.000 Hm3).
La acusada temporalidad intra e interanual de los ríos españoles y su extrema
heterogeneidad geográfica son elementos característicos de la mediterraneidad del clima
que hacen necesaria una gestión de las cuencas adecuada a estas condiciones. Como
componente fundamental de esta gestión, surge la necesidad de establecer y asegurar
regímenes de caudales que hagan posible el correcto funcionamiento en todos sus niveles de
los ecosistemas fluviales, cuyas comunidades animales y vegetales autóctonas han adquirido
una alta especialización, producto de las condiciones físicas del medio fluvial ibérico, que las
hace extremadamente sensibles en muchos casos a las modificaciones del sistema fluvial en
el que se asientan. Por ello, es indispensable llevar a cabo una gestión apropiada de estas
infraestructuras hidráulicas.
El agua transportada por los ríos adquiere por tanto una doble dimensión: como recurso
dentro de la reserva hídrica del país o como componente fundamental del sistema fluvial. El
principal objetivo de una correcta regulación sería pues el mantenimiento de la funcionalidad
del río, bajos perspectivas ambientales, económicas y sociales. El valor de conservación de
los ecosistemas fluviales está cada día más reconocido entre la literatura especializada, dada
la gran diversidad biológica que albergan. A su función como corredores biológicos capaces
de conectar ecosistemas fluviales y terrestres se une su función de conexión del medio
hídrico y terrestre, con la importancia que este hecho tiene desde el punto de vista de la
transferencia biológica y energética.
El ecosistema fluvial es un verdadero regulador ecológico del conjunto del medio natural, ya
sea como transmisor, ecotono o barrera entre el conjunto de sistemas que integran el medio
global. En ese sentido, se estima en un 25% el total de aves y mamíferos en Europa con
dependencia directa de estos ecosistemas (Cachón, 2003), pero no es menos importante el
valor social, económico y cultural que han adquirido estos sistemas para la sociedad, ya sea
como motor económico a partir de su vocación de espacio recreativo y lúdico, o como fuente
de beneficios paisajísticos, estéticos y culturales, de más difícil valoración, pro de enorme e
insustituible servicio a la sociedad. En los países en desarrollo, se suman además otros
bienes y servicios básicos, al ser sistemas muy productivos y, por tanto, vitales en la
supervivencia de numerosas poblaciones ribereñas. En el ecosistema fluvial estas
comunidades encuentran un medio de obtención directa e indirecta de alimento, materiales
de construcción, combustibles, plantas medicinales y, por supuesto, agua. Por tanto, la
conservación de estos sistemas tiene y tendrá en el futuro una enorme importancia.
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Por todo ello, se justifica plenamente la necesidad de adoptar regímenes de caudales
ambientales en aquellos ríos que han sido regulados mediante diversas infraestructuras
hidráulicas y que pueden ver en peligro los sistemas naturales que albergan y, por ende, el
conjunto de valores de diversa índole vinculados a ellos.
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2. Definición y conceptos básicos
Un caudal circulante por un cauce puede ser considerado como ecológico si asegura el
mantenimiento del patrimonio hidrobiológico y sociocultural del medio fluvial, de forma
compatible con la necesidad de abastecimiento doméstico y de suministro agrícola e
industrial. Además, deberá ser representativo de la variabilidad natural del régimen de
caudales del río y habrá de contemplar el correcto funcionamiento de las diversas
componentes asociadas al ecosistema fluvial, entre las que cabe destacar la flora y fauna
propias del mismo, la calidad físico-química de las aguas superficiales y subterráneas, el
dinámico equilibrio geomorfológico del sistema o el conjunto de valores sociales, económicos
culturales y paisajísticos del río. En este sentido, el referido caudal ecológico deberá estar
acompañado de un conjunto de criterios e indicadores que constituyan programas de
vigilancia y seguimiento de los requerimientos básicos definidos con anterioridad.
La determinación de un caudal ecológico requiere la adopción de diferentes objetivos y
escenarios que ayuden a los gestores a decidir sobre el umbral mínimo requerido para el
correcto funcionamiento de sistema (Dyson et al., 2003). Ante el gran número de procesos
integrados en el medio fluvial, se requiere la intervención de equipos multidisciplinares y de
representantes de los sectores implicados en su gestión, con el fin de consensuar un
régimen de caudales ambientales que sea comprendido y asumido por todos ellos y, por
tanto y en último término, por el conjunto de la sociedad (king et al., 1998).
Junto al término de caudal ecológico han venido apareciendo diversos conceptos asociados,
que definen un conjunto de términos que se pueden agrupar bajo el nombre genérico de
caudales ambientales. La literatura (Palau, 1994; Cachón, 1999; King & Brown, 2003)
reconoce, entre los más importantes, a los siguientes:
Caudal de mantenimiento: se trata de un caudal calculado sobre el objetivo de la
conservación de los valores bióticos del ecosistema fluvial. La adopción de estos caudales de
mantenimiento responde a la necesidad de fijar un régimen de caudales completo y
verdadero, capaz de reproducir de la mejor forma posible la variabilidad temporal más
probable en el río y de permitir, en la mayor parte de los años, la reproducción exitosa de
los seres vivos que integran el ecosistema. La fijación de este caudal de mantenimiento
responde a criterios científicos, bajo distintos enfoques (disponibilidad de superficie de
espacio para la ictiofauna, diversidad ecológica de productores primarios y secundarios,
calidad de las aguas, etc.).
Caudal mínimo: este término hace referencia a un caudal capaz de mantener alguna de las
funciones básicas del ecosistema fluvial. En origen (en EE. UU.) suponía una limitación a la
extracción de agua durante la temporada seca, y puede ser prácticamente insignificante en
zonas áridas y semiáridas. No está necesariamente asociado a criterios científicos.
Caudal de acondicionamiento: se trata de un caudal complementario al caudal mínimo o
de mantenimiento, para una finalidad concreta, ajena a la conservación de valores bióticos
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del ecosistema fluvial y referida a aspectos abióticos (dilución, paisaje, usos recreativos,
etc.).
Caudal de sequía: se define como un caudal muy reducido, propio de los años secos, pero
suficiente para mantener a las especies en un ecosistema, sin permitir necesariamente su
reproducción.
Caudal generador (bankfull flow): es el que genera la morfología del cauce y se origina a
partir de una cierta avenida con un periodo de recurrencia (variable según los distintos
autores) que se obtiene al estudiar la serie de aportaciones del río.
Caudal de limpieza (flushing flow): es el caudal que mantiene las características
específicas del sustrato, previniendo la invasión de la vegetación el cauce y removiendo la
fracción más fina de partículas orgánicas e inorgánicas.
Caudal máximo: es el mayor caudal que debe circular por el tramo del río regulado y que
no debe ser superado al generar los caudales de mantenimiento, salvo en las grandes
avenidas naturales.
A menudo aparecen también otros términos como volumen mínimo, demanda
medioambiental o reserva mínima, que hacen referencia también al concepto de caudal
ecológico, pro que se expresan en unidades de volumen, y que pueden tener distintas
connotaciones, según el contexto en que se utilicen. Algunos autores utilizan la
denominación régimen ambiental de caudales (RAC), por la de régimen de caudales
ambientales o ecológicos.
Caudal mínimo absoluto. Es el caudal mínimo que el ecosistema fluvial puede soportar. Es
conveniente advertir que esta situación sólo se puede mantener durante breves lapsos de
tiempo, ya que si fuera norma, se provocaría un grave deterioro en las poblaciones
piscícolas.
Caudal de estiaje. Este caudal indicará el mínimo necesario en la época de estío.
Caudal mínimo óptimo. Caudal límite, cuya superación no supondría un aumento
apreciable del valor de Hábitat Potencial Útil y reducciones pequeñas del mismo supondrán
disminuciones sensibles del HPU.
Una vez definido el caudal ecológico, y ante las múltiples interpretaciones que se han venido
haciendo de este término, es preciso definir además lo que no es caudal ecológico. La
profusión de terminología en este campo ha provocado a menudo confusiones entre los
términos utilizados, que, en ocasiones, han sido aprovechadas por algunos de los agentes
implicados en la gestión del recurso para no cumplir los auténticos requerimientos impuestos
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por el régimen ambiental de caudales. A continuación se muestran algunos ejemplos
paradigmáticos de caudales que no pueden ser considerados como ecológicos:
Caudales asociados a la generación de energía eléctrica: El uso de caudales para la
producción de energía eléctrica motiva grandes fluctuaciones en el régimen de caudales y en
la distribución de avenidas en los tramos aguas abajo de las centrales y modifica totalmente
las condiciones de los hábitats fluviales.
Caudales asociados a sistemas de regadío: Pueden producir inversiones estacionales del
régimen natural de caudales (mayores caudales en la estación seca y menores en la
húmeda). El ciclo natural requerido por las especies sufre modificaciones, causando
alteraciones de todo tipo en el ecosistema y una disminución de la diversidad específica.
Caudales asociados a navegabilidad fluvial: La descarga de grandes caudales con
objeto de permitir la navegación fluvial puede producir erosión del fondo y de los márgenes
del cauce, y puede alterar la variabilidad natural del régimen.
Caudales de dilución de contaminantes: La gestión correcta de los sistemas fluviales
implica el control de las emisiones y no la dilución de contaminante mediante descargas de
caudales específicos; la emisión de sustancias contaminantes debe ser controlada en origen.
Entrada de aguas residuales al sistema fluvial: Se pueden producir procesos similares a
los expuestos para el caso de los caudales para navegación, con el añadido de la entrada en
el sistema de grandes cantidades de contaminantes.
Trasvases: La introducción de agua proveniente de otras cuencas puede producir buena
parte de los efectos citados con anterioridad y puede afectar igualmente de forma grave a la
biodiversidad, como consecuencia de la entrada en el sistema de especies oportunistas
provenientes de las cuencas donantes.
El régimen de caudales de un río tiene por tanto una influencia directa en la distribución y
abundancia de los organismos propios del medio fluvial, así como notables efectos sobre los
procesos vitales del ecosistema. Como se ha indicado, el transporte y procesado de energía
y nutrientes, tanto de forma longitudinal a través de la red de drenaje, como de manera
lateral por las riberas, márgenes y llanuras aluviales, tiene una relación directa con el
caudal. En este sentido, y de forma conceptual, se distinguen algunos caudales clave que
permiten comprender el funcionamiento del medio fluvial (Arthington & Zalucki, 1998;
Arthington, 2002: King & Brown, 2003):
• Los grandes caudales asociados a las avenidas extraordinarias contribuyen a
mantener el buen estado y productividad de los ecosistemas situados en las llanuras
de inundación, permitiendo la llegada al cauce de material vegetal, estableciendo
conexiones con zonas húmedas aisladas del cauce principal el resto del tiempo y
estimulando el crecimiento de microorganismos básicos en las cadenas alimenticias
de las llanuras de inundación. Además estos episodios de caudales moldean el canal
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principal, moviendo materiales gruesos del lecho del cauce y depositando
sedimentos finos, nutrientes y semillas en la llanura.
• Los caudales asociados a las avenidas ordinarias cumplen, entre otras, funciones tan
importantes como la de facilitar y estimular la reproducción de las especies
piscícolas, extraer del sistema las aguas de peor calidad, limpiar el cauce y crear
diferentes hábitat en el río mediante la modulación de los materiales que componen
el caudal sólido del mismo. Asimismo, contribuyen a mejorar procesos biológicos
como las migraciones de los organismos acuáticos o la germinación de determinadas
especies vegetales en las zonas de ribera.
• Los caudales bajos, correspondientes a fases de no-avenida del río, son mayores y
más variados en la estación húmeda que en la seca, y definen el régimen hidrológico
estacional del río. Son responsables del mantenimiento de condiciones diferenciadas
en las distintas épocas del año, e influyen por tanto en la abundancia y distribución
de las especies presentes en el medio acuático en cualquier momento del año.
La alteración de los regímenes naturales de caudales tiene, por tanto, importantes efectos
sobre el estado general del ecosistema fluvial. La ausencia de estos caudales, en la
magnitud y frecuencia apropiadas, o alteraciones muy súbitas de los mismos pueden traer
consigo, entre otros, los siguientes efectos:
• Pérdida masiva de zonas húmedas
• Reducción en abundancia y diversidad de distintas especies de la ornitofauna de ribera
• Modificación sustancial de la estructura de las comunidades vegetales y de
invertebrados
• Fuerte disminución de las comunidades de macroinvertebrados, si se trata de
regulaciones que impliquen rápidas alteraciones diurnas en el régimen de caudales y
patrones de régimen muy erráticos
• Reducciones en la biomasa béntica en el tramo aguas abajo de la descarga, si se
efectúan descargas súbitas de caudales de cierta importancia
• Limitación de la cantidad y calidad de los hábitat existentes aguas abajo de la
descarga, facilitando que los peces se queden entrampados en barras sedimentarias
o en zonas desconectadas del cauce principal
• Dificultades en la reproducción de los peces, y, en general, en el desarrollo de los
ciclos vitales básicos de muchos organismos acuáticos, dado que muchos procesos
biológicos suelen estar asociados a unas condiciones estacionales bien definidas
• Desaparición o decremento de la abundancia y diversidad de especies migradoras
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• Posibles aumentos descontrolados de cianobacterias tóxicas e invasiones de especies
vegetales y piscícolas exóticas
• Pérdida de valores culturales y recreativos asociados de forma histórica al curso de
agua en cuestión y, por tanto, disminución de su potencialidad turística
• Disminución de las funciones ecológicas del río como corredor y conector de
ecosistemas
• Reducción de las posibilidades económicas asociadas al río para las poblaciones
ribereñas
• En las zonas de desarrollo, disminución de su función como área de suministro de
recursos básicos para la población
• Reducción en general de la diversidad ecológica, paisajística y cultural
Todas estas alteraciones no son sino el resultado del descenso de la funcionalidad del
sistema afectado por la regulación. Los sistemas naturales aglutinan un conjunto de
funciones medioambientales que proporcionan un conjunto de bienes y servicios que pueden
ser utilizados directa o indirectamente por la sociedad.
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3. Base legal
El antecedente normativo más directamente referido a los caudales ecológicos se encuentra
en la Ley de pesca fluvial de 20 de febrero de 1942. En ella se recoge el concepto de caudal
mínimo para obligar a los concesionarios de aprovechamientos hidráulicos a mantener
determinados caudales para facilitar el paso de los peces (Menéndez Rexach, 2003). Esta
Ley exponía textualmente que era necesario construir “escalas salmoneras o pasos en las
presas y diques edificados en las masas acuícolas y que se opongan a la circulación de
aquellos, siempre que lo permitan las características de dichos obstáculos y sean necesarias
para la conservación de las especies” (art. 4). El mismo artículo imponía a los concesionarios
de aprovechamientos hidráulicos la obligación de “construir o adoptar aquellos medios
sustitutivos que disponga el Servicio Piscícola para evitar los perjuicios que pudieran resultar
a la riqueza acuícola”. El art. 5 de la Ley fijaba un caudal mínimo no inferior a un litro por
segundo en las escalas de artesa y de treinta litros en las de rampa, quintuplicándose estas
cifras en los ríos aptos para la cría del salmón y del solo o esturión. Esta Ley de pesca fluvial
se encuentra aún vigente en la actualidad y tiene un perfil complementario en ausencia de
legislación específica en las Comunidades Autónomas, si bien no se ha constituido como un
marco normativo de referencia.
Posteriormente, el Reglamento de Policía de Aguas y sus Cauces, de 1958, no hacía
referencia alguna a esta obligación por parte de los concesionarios de los embalses,
centrándose más en la regulación de los vertidos de aguas residuales, razón por la que no se
destaca realmente como antecedente normativo de aplicación en este ámbito.
Los caudales ecológicos en la Ley de Aguas
La Ley de Aguas de 1985 es la que estableció un marco innovador en la política de aguas
española en general y en la delimitación e introducción de cuestiones ambientales en
particular. En este sentido y al referirse a los objetivos de la planificación hidrológica,
establece lo siguiente (art. 40.1): “La planificación hidrológica tendrá por objetivos
generales conseguir el buen estado ecológico del dominio público hidráulico y la satisfacción
de las demandas de agua, el equilibrio y armonización del desarrollo regional y sectorial,
incrementando las disponibilidades del recurso, protegiendo su calidad, economizando su
empleo y racionalizando sus usos en armonía con el medio ambiente y los demás recursos
naturales”. También establece (art.40.2) que “la planificación se realizará mediante los
planes hidrológicos de cuenca y el plan hidrológico nacional”. La Ley de Aguas no incluye en
su formulación el concepto de caudal mínimo o ecológico, pero incorpora como elemento
necesario para su consecución la planificación hidrológica, bajo el objetivo general de
conseguir el buen estado ecológico de los recursos. El citado concepto aparece por primera
vez en el Reglamento del Dominio Público Hidráulico (Real Decreto 849/1986, 11 de abril).
En el art. 115.2 de este reglamento se dispone que, entre las condiciones que deben
exigirse en toda concesión, deben figurar “Caudales mínimos que respetar para usos
comunes o por motivos sanitarios o ecológicos, si fueran precisos” (apartado g). De esta
forma, el concepto se asocia a los aprovechamientos de aguas públicas.
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Sin embargo, la publicación de la Ley de Aguas pone en funcionamiento el mecanismo de
redacción de los Planes Hidrológicos de Cuenca (PHC) de las distintas demarcaciones
hidrográficas españolas, representadas por las Confederaciones hidrográficas u Organismos
de Cuenca. En el Real Decreto 1664/1998, de 24 de julio, se aprueban los PHC y se
establecen unos criterios para la aplicación de los planes de cuencas intercomunitarias, entre
los que se incluye el siguiente (apartado c): “Los caudales ecológicos o demandas
ambientales establecidos en los planes no tendrán el carácter de usos a efectos de los
artículos 57 y siguientes de la Ley 29/1985, de Aguas, debiendo considerarse como una
restricción que se impone con carácter general a los sistemas de explotación de los Planes
Hidrológicos. En todo caso, en el análisis de los citados sistemas será aplicable a los
caudales medioambientales la regla sobre supremacía del uso para abastecimiento de
poblaciones recogida en el párrafo final del apartado 3 del artículo 58 de la Ley 29/1985, de
Aguas (…)”. Por tanto, es en esta disposición en la que se establecen los caudales
ecológicos como restricciones o limitaciones a los sistemas de explotación. Estas
regulaciones se incorporan posteriormente a la Ley de Aguas, en el texto refundidote la
misma que es aprobado a través de la Ley 46/1999, de 13 de diciembre, y Real Decreto
Legislativo 1/2001, de 20 de julio. Así, en su art. 59.5 se dispone que “Los caudales
ecológicos o demandas ambientales no tendrán el carácter de uso a efectos de los previsto
en este artículo y siguientes, debiendo considerarse como una restricción que se impone con
carácter general a los sistemas de explotación. En todo caso, se aplicará también a los
caudales medioambientales la regla sobre la supremacía del uso para abastecimiento de
poblaciones recogida en el párrafo final del apartado 3 del artículo 60. Los caudales
ecológicos se fijarán en los Planes Hidrológicos de Cuenca. Para su establecimiento, los
organismos realizarán estudios específicos para cada tramo del río”.
Como ya se ha indicado, los PHC se empezaron a redactar casi con carácter inmediato a la
aprobación de la Ley, para cada unidad administrativa del y a cargo de cada Organismo
competente en ellas (Confederaciones Hidrográficas en general, salvo en Cataluña, donde
existe la Agencia del Agua de las cuencas internas de esta Comunidad Autónoma, y en
Galicia, donde la competencia de gestión de la cuenca denominada Galicia-Costa corre a
cargo del Organismo autónomo Aguas de Galicia). Sin embargo, los Planes no fueron
aprobados por lo general hasta el año 1998, mediante el Real Decreto 1664/1998, de
aprobación de los PHC.
Los caudales ecológicos en la legislación de algunas Comunidades Autónomas.
Los planes Hidrológicos de Cuenca tienen reservado, en el marco legal español y con
carácter exclusivo, la gestión de los recursos hídricos en su totalidad. Por ello, ninguna otra
administración puede fijar los caudales mínimos o regímenes de caudales ambientales, como
han establecido claramente diversas Sentencias del Tribunal Constitucional. Una de ellas
(STC 110/1998) afirma que es competencia estatal “la facultad de determinar tanto los
caudales generales de la cuenca como aquellos que se fijen en los correspondientes títulos
concesionales, atendiendo a los distintos usos privativos del agua”. Además, expone que “el
régimen de caudales ecológicos ha de ser elaborado y aprobado para la cuenca hidrográfica
en su conjunto, lo que impide una regulación independiente del mismo por cada una de las
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Comunidades Autónomas implicadas, cuyas competencias en materia de pesca fluvial y de
protección de su ecosistema no pueden tener un alcance extraterritorial, ni interferir en la
competencia del Estado sobre aprovechamientos hidráulicos, con la que necesariamente
concurren”. No obstante, se apunta que se deben buscar vías de consenso y cooperación
entre las distintas Administraciones a través de los PHC, por lo que el legislador autonómico
podrá establecer mecanismos que permitan esta colaboración. Por otra parte, éste podrá de
forma unilateral adoptar medidas de protección complementarias de las que corresponde
establecer a los organismos de cuenca (Herraez, 1999). La Comunidad Autónoma puede
asimismo “incidir en los intereses afectados por la administración de las aguas en las
cuencas que (…) se extienden más allá de su territorio (…) mediante su participación en los
órganos de gobierno de las correspondientes Confederaciones Hidrográficas”.
No obstante, algunas Comunidades Autónomas tienen regulado en su normativa de carácter
regional ciertas restricciones ambientales relativas a los caudales ecológicos. Estas
restricciones tienen, en algunas ocasiones un perfil más proteccionista que el
correspondiente al Organismo de Cuenca que regula los regímenes del río que discurre por
la Comunidad en cuestión.
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4. Objetivos
El objetivo del presente documento es establecer las metodologías de trabajo a desarrollar
para el establecimiento de un régimen de caudales ecológicos, como herramienta de Gestión
de Cuenca.
Es conveniente recordar que si bien en ningún lugar del texto de la Directiva Marco de
Aguas, ni en sus considerandos y anexos, se hace referencia explícita a «caudales
ecológicos», «caudales ambientales», «demandas ecológicas» o «demandas ambientales»,
dichos conceptos están implícitos en varios artículos a lo largo del texto. Así, el artículo 8
preceptúa que «los programas de seguimiento del estado de las aguas (que establecerán los
Estados miembros) incluirán (...) el seguimiento del volumen y el nivel de flujo en la medida
que sea pertinente para el estado ecológico y químico y el potencial ecológico». Es decir (y
sobre esto conviene llamar la atención): a los efectos que nos interesa, los caudales
ecológicos debemos considerarlos como un medio para lograr un fin: el buen estado
ecológico y químico de los ecosistemas acuáticos y terrestres; pero teniendo claro que los
caudales ecológicos no son un fin en sí mismo. Y esto aparece meridianamente claro en la
Directiva.
Por tanto, el régimen de caudales ecológicos se establecerá de modo que permita mantener
de forma sostenible la funcionalidad y estructura de los ecosistemas acuáticos y de los
ecosistemas terrestres asociados, contribuyendo a alcanzar el buen estado o potencial
ecológico en ríos o aguas de transición.
Para alcanzar estos objetivos el régimen de caudales ecológicos deberá cumplir los
requisitos siguientes:
a) Proporcionar condiciones de hábitat adecuadas para satisfacer las necesidades de las
diferentes comunidades biológicas propias de los ecosistemas acuáticos y de los ecosistemas
terrestres asociados, mediante el mantenimiento de los procesos ecológicos y
geomorfológicos necesarios para completar sus ciclos vitales
b) Ofrecer un patrón estacional y una variabilidad de los caudales que permita la
existencia, como máximo, de cambios leves en la estructura y composición de los
ecosistemas acuáticos y hábitat asociados, teniendo en cuenta tanto los macrófitos, como
los organismos bentónicos y los peces; en los taxones de invertebrados bentónicos sensibles
a las perturbaciones; en las estructuras de edades, densidad y biomasa de las especies
integrantes de las comunidades de peces; en la frecuencia e intensidad de las floraciones
algales, y que evite la proliferación acelerada de macroalgas o la acumulación de organismos
fitobentónicos que produzcan efectos indeseables sobre organismos presentes en la masa de
agua.
En la consecución de estos objetivos tendrán prioridad los referidos a zonas protegidas, a
continuación los referidos a masas de agua naturales y finalmente los referidos a masas de
agua muy modificadas.
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En la medida en que las zonas protegidas de la Red Natura 2000 pueden ser afectadas de
forma apreciable por los regímenes ambientales, éstos serán los apropiados para mantener
o restablecer el buen estado de conservación de los hábitat o especies, respondiendo a sus
exigencias ecológicas y manteniendo a largo plazo las funciones ecológicas de las que
dependen.
En el caso de especies estrictamente protegidas, como las especies del anexo IV (a) de la
Directiva y las especies pertinentes incluidas en los Catálogos de Especies Amenazadas, el
objetivo del régimen de caudales ambientales será salvaguardar la continua funcionalidad
ecológica de las áreas de cría y de las áreas de descanso de tales especies.
La determinación e implantación del régimen de caudales en las zonas protegidas no se
referirán exclusivamente a la propia extensión de la zona protegida, sino también a los
elementos del sistema hidrográfico que, pese a estar fuera de ella, puedan tener un impacto
apreciable sobre dicha zona.
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5. Caudales Mínimos. Distribución estacional
El régimen de Caudales Mínimos se establecerá mediante métodos hidrológicos para todas
las masas de agua de la cuenca en las que se disponga de datos históricos de caudal,
ajustando los resultados obtenidos mediante métodos de modelización de hábitats.
5.1. Métodos Hidrológicos
Es el grupo más simple de metodologías para estimar los caudales ambientales. Utilizan los
registros históricos de caudal: datos diarios, mensuales, medias, etc. para derivar
directamente de ellos las recomendaciones de caudales de mantenimiento,
Algunas de estas metodologías se caracterizan por establecer un porcentaje fijo de las
aportaciones naturales de la cuenca.
La principal ventaja de este grupo de metodologías es la simplicidad de las mismas. Esto
implica que son pocos los datos necesarios: en principio series de caudal y en algunos casos
datos sobre la ecología del lugar. Estos datos además, pueden ser tratados por personal sin
una elevada experiencia en el tema, lo cual lleva aparejado costes bajos. Dichas ventajas
fundamentan su utilidad en la planificación hidrológica de grandes cuencas.
Como principal desventaja se puede mencionar la falta de base ecológica en la mayoría de
los métodos, lo cual puede conducir a que se propongan caudales mínimos ineficientes:
excesivos, con la consecuente pérdida de recurso, o insuficientes para el ecosistema fluvial.
También se debe comentar el riesgo de extrapolar las metodologías, ya que los ecosistemas
fluviales varían ampliamente entre diferentes países y regiones geográficas.
5.1.1. Método del Caudal Básico
El primero de los métodos, denominado del Caudal Básico, está basado en la metodología
desarrollada por el CEDEX a través de A. Palau, y colaboradores (Universidad de Lleida). Se
trata de un método hidrológico que se ha desarrollado a partir de la idea de que el caudal
que circula por un tramo de río (series hidrológicas), es la variable primaria que contiene
toda la información necesaria para la organización física y biológica del ecosistema fluvial, y
se fundamenta en una serie de cálculos matemáticos realizados en series de aportaciones
naturales de periodicidad diaria.
Este método define una serie de aspectos importantes en la gestión de los ríos, hasta llegar
al concepto final de “Régimen de Caudal de Mantenimiento” que, lejos de ser un simple
caudal mínimo, representa una propuesta de gestión racional múltiple para la conservación
de ríos regulados. Incorpora aspectos hidráulicos y criterios biológicos (habitabilidad) e
incluye una visión global del ecosistema y comportamiento fluvial, incorporando por ejemplo
una variabilidad temporal de los caudales y la necesidad de determinar caudales altos
puntuales simulando avenidas naturales del río.
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Hay que tener presente que sin agua no hay vida acuática, independientemente de que
siempre haya un cauce más o menos adecuado, luego la variable clave es el flujo de agua.
El método del Caudal Básico propone una técnica que permite ver tendencias de variación y
discontinuidades en cualquier tipo de series temporales de caudales. Las variables y
parámetros descriptores de las comunidades naturales, son “dependientes” de las
características del medio físico y, por tanto, son indicadoras de las aptitudes bióticas de
éste. Son más bien el efecto que la causa (al margen de que también actúen modificando el
medio físico).
Por esta razón dentro del método del Caudal Básico, se propone no utilizar los descriptores
de las comunidades naturales (biomasa, densidad, diversidad, etc.) como variables
independientes para el establecimiento de unos requerimientos determinados de condiciones
físicas, sino todo lo contrario; es decir prefijar unas condiciones físicas (profundidad mínima,
etc.) como variables independientes, de una forma lo más racional y coherente posible y
dejar que los procesos naturales maximicen su capacidad biótica; es decir, que alcancen el
nivel de desarrollo que el medio les permita. No hay que olvidar que muchos de los ríos
están regulados desde hace mucho tiempo, por lo que las especies y variables que definen
su ecosistema hídrico han permutado al cambiar las variables físicas y el régimen de
caudales, lo cual plantea dos opciones a la hora de enfocar el problema de conseguir un
estado natural en el río: volver al estado primigenio, o mantener y potenciar la biodiversidad
que existe. También hay que considerar que de nada sirve un régimen de caudales
adecuado si la calidad de las aguas no es suficiente, como puede ser el caso aguas abajo de
un embalse eutrófico, o en tramos de ríos por pérdida de capacidad de dilución en el tramo
regulado. La calidad mínima exigible para el agua por debajo de un aprovechamiento
hidráulico, se define a partir del estudio de una serie de indicadores físico-químicos y
biológicos, de cuya interpretación se concluye la necesidad o no de llevar a cabo medidas de
acondicionamiento sobre el flujo de agua.
El método del Caudal Básico propone que se revisen periódicamente los caudales básicos
establecidos y, por extensión, el resto de parámetros del método, de manera que las
variaciones naturales en el medio se puedan recoger, así como los cambios que de forma
natural experimentan a lo largo del tiempo, siguiendo unos periodos de recurrencia propios
(variabilidad interanual) y de significado y trascendencia muy distintas a la del ciclo anual
(variabilidad intraanual).
El nivel de personalización que permite el método es total y además absolutamente
universal; es decir, es aplicable a cualquier tipo de río. Aspectos tan polémicos como la
gestión de los ríos que de forma natural se quedan secos durante una parte del año, quedan
internalizados fácilmente en el Método del Caudal Básico a través de la definición y
aplicación del factor de variabilidad temporal, permitiendo que en estos sistemas fluviales se
conserven sus verdaderos valores de conservación. La metodología propuesta tiene la
ventaja adicional de que es muy fácil de aplicar (se encuentra recogida en un programa
informático de fácil manejo), rápida en la obtención de resultados y de bajo coste y muy
flexible. Como contrapartida está su dependencia de los datos de caudales medios diarios
que, si bien se pueden obtener fácilmente de estaciones de aforo en muchos casos, en otros
15
es necesario calcularlos a través de modelos de regresión con puntos aforados de la misma
cuenca o de cuencas comparables, o a partir de modelos de simulación precipitación-
escorrentía. Se trata de un método con un fundamento conceptual muy intuitivo y
comprensible, con un planteamiento de cálculo repetible y exactamente reproducible, que
responde a una característica propia (intrínseca) del sistema natural en conjunto sobre el
que se aplica. Su contenido se recoge en los apartados siguientes.
El Caudal Básico (Qb)
Es el componente fundamental de la metodología, y corresponde al caudal mínimo necesario
para que se conserve la estructura y función del ecosistema acuático afectado. Es el caudal
mínimo que debe circular en todo momento por el río, aunque no siempre el recomendado
por la metodología, como se verá más adelante.
Se deduce del estudio de discontinuidades en la tendencia de variación de los caudales
mínimos, obtenidos a partir de series seleccionadas de caudales medios diarios. La base de
cálculo son las medias móviles obtenidas a partir de la fórmula:
∑=
=
−+=sk
k
j
kp
j
sp qs 1
1,
1µ
donde “s” es el intervalo escogido de media móvil (varía de 1 a 100), “p“ es el número de
orden de la media móvil dentro de cada columna de la matriz (varía de 1 a 366 – s) y “j” es
el año considerado.
Los datos de partida para el cálculo del Qb son los registros históricos de las series de
caudales medios diarios, “qij”, donde “j” son los distintos años considerados e “i” son los
días del año y por lo tanto varía de 1 a 365. De esta forma se obtiene una matriz 365 x nº
de años de caudales medios diarios.
Sobre cada columna de esta matriz (que responde a cada uno de los años considerados), y
empezando por el último año disponible (más actual), se calculan las medias móviles sobre
intervalos de orden crecientes (retardos) comenzando en 1 (medias de datos tomados de 1
en 1) hasta un máximo de 100 (medias de datos tomadas de 100 en 100), de tal forma que
se obtienen “j” tablas trapezoidales de 100 columnas y un número de filas que va de 365 en
la primera columna (medias móviles de orden 1) a 266 en la última columna (medias
móviles de orden 100).
De cada una de las columnas se obtiene el valor mínimo, que correspondería al promedio del
período de caudales medios mínimos diarios de 1, 2, 3,...., 100 días consecutivos, y que
tiende hacia el caudal medio anual (media móvil de orden 365), siendo por tanto siempre
menor que él. Esto se repite para cada uno de los años considerados, y se obtiene una
matriz de caudales mínimos de (nº de años) x100 datos.
16
A partir de la matriz de mínimos, se calculan las medias aritméticas por columnas,
obteniéndose una serie de 100 valores (vector vs) sobre el que se calcula el mayor
incremento relativo entre cada par de valores consecutivos, siendo el Qb el caudal mayor
que define dicho par de valores. A continuación se presenta un esquema orientativo del
proceso de cálculo del caudal básico a partir de una matriz inicial de caudales medios diarios
de 10 años.
Años
Días
1
365
10
qij µ j
p,s = (1/s)S qjp+k-1k=1
k=s
min µjp,s
Matriz 10x100
vs = vector media por columnas
bs = (vs - vs-1)/vs-1
Qb = vs
(máx bs)
Esquema del proceso del cálculo del caudal básico
La flexibilidad de esta metodología permite variar, bajo un criterio adecuado, algunos de sus
cálculos. Así sucede con la parte final del cálculo del Qb, que puede realizarse, tal y como
considera el propio autor, procediendo de la siguiente manera:
En lugar de calcular directamente el vector media en función de la matriz de (nº de años)
x100 obtenida, se calculan los incrementos relativos para cada una de las filas de dicha
matriz, así como el caudal correspondiente al máximo incremento en cada una de ellas. De
esta forma se obtiene un número de caudales mínimos igual al número de años del período
de estudio, siendo el Caudal Básico la media de éstos (o, bajo el criterio del hidrólogo, la
mediana, el mínimo, el máximo, o cualquier otra función estadística adecuada al régimen
natural de caudales del río).
El año hidrobiológico
El mes en el que se inicien las series de datos tiene mucha importancia para el cálculo del
Qb y puede condicionar el resultado final, ya que si se empieza a mitad de un período de
caudales mínimos, éste no quedaría correctamente representado en el cálculo de las medias
móviles y podría dar lugar a un cálculo erróneo del Qb. Por ello para el cálculo del Qb hay
que empezar las series de datos diarios por un mes que no contenga el mínimo caudal
17
medio diario anual, y que tampoco sea el mes con la media mensual de caudales medios
diarios más baja.
En esta metodología se establece como unidad de cálculo, el año hidrobiológico, que se
define como aquel que empieza en un mes con caudales abundantes, es decir, que no
contenga los mínimos caudales medios diarios anuales, y que, como se verá más adelante,
va a corresponder con la estación del año de máxima actividad biológica.
Esta fecha de comienzo del año hidrobiológico puede ser, por tanto, variable para cada tipo
de río y habrá que especificarlo en el cálculo del Qb en función del análisis del hidrograma
anual.
Número de orden de las medias móviles
Las medias móviles de los caudales medios diarios de cada año se calculan con retardos
crecientes comenzando en 1 hasta un máximo de 100.
Esta limitación responde a dos motivos, uno operativo y el otro lógico. Sobre el primero, se
trata de agilizar al máximo el método, evitando cálculos innecesarios. Para el segundo, este
valor máximo de orden 100, que corresponde a un promedio aplicado sobre un intervalo de
100 días consecutivos, se considera suficiente para contener los máximos períodos de
estiaje de los ríos españoles, que normalmente no superan los tres meses (90 días).
Número de años considerados para el cálculo de Qb
Esta cifra debe cumplir los siguientes tres requisitos:
• Que se corresponda con un periodo de años dentro del cual el valor de Qb se
estabiliza.
• Que sea lo suficientemente grande para recoger todas las variaciones o
características ambientales que puedan haber condicionado directamente las
comunidades actuales del ecosistema fluvial.
• Que sea un periodo de años del que hay garantía de registros continuos y fiables
en la mayor parte de la red de estaciones de aforo españolas.
En líneas generales, a más estabilidad hidrológica menor es el número de años necesario
para que Qb se estabilice, pero paradójicamente, cuanto más inestable es un río también
menor es el número de años recomendable para calcular Qb. Por lo tanto, del análisis
expuesto se deduce que aunque un intervalo de 10 años sería válido para la mayoría de los
ríos, puede ser conveniente estudiarlo para un período mayor y analizarlo en cada caso, ya
que puede variar en función de la torrencialidad del río, variabilidad de caudales u otra serie
de circunstancias particulares.
18
El Caudal de Acondicionamiento
Se puede dar el caso de modificaciones significativas de las características del cauce con
morfologías alteradas (dragados, canalizaciones, obras de ribera, etc.), o tramos en los que
el valor de conservación es un componente especial que mantener o mejorar, como un
paisaje, un valor cultural, etc..., o con algún componente ambiental muy específico, ya sea
biótico o abiótico, que tenga un interés especial. En todos estos casos, es posible que el Qb
no sea (o no se considere) suficiente para satisfacer tales requerimientos, entonces es
necesario aumentar el Qb hasta un valor que permita alcanzar los objetivos preestablecidos,
y este caudal adicional es al que se le denomina Caudal de Acondicionamiento.
Este caudal se puede calcular a partir de la simulación hidráulica del Qb sobre una serie de
secciones transversales del cauce, preferentemente las más limitantes, y teniendo en cuenta
los condicionantes o requisitos que se quieren alcanzar. No responde a un patrón fijo ni a
una fórmula, sino que en cada caso tomará un valor distinto en función de los criterios de
conservación del motivo por el que se implementa.
El Caudal de Acondicionamiento se establece, por tanto, como un posible suplemento sobre
el Caudal Básico para mejorar su función biológica. En este caso el condicionante
fundamental va a ser la altura de lámina de agua, ya que no pueden existir secciones en las
que al modelizar el Qb éstas sean menores a las profundidades mínimas deseables (de 15 a
25 cm para anchuras de lámina de agua mayores de 4 m) que se citan en la bibliografía
como referente para el buen desarrollo y supervivencia de la fauna piscícola (Stalnaker y
Arnnette, 1976; Gordon et al., 1992).
Caudal de Mantenimiento
Si se quiere mantener el ecosistema fluvial lo más próximo posible a las condiciones fluviales
existentes se debe mantener también la variabilidad temporal en el régimen regulado de
caudales propuesto, por tanto el Caudal Básico (más el caudal de acondicionamiento, si es el
caso) no puede ser un caudal fijo a lo largo del año, sino que debe variar siguiendo un
patrón similar al régimen de caudales del río.
Si bien está claro que lo óptimo sería conseguir una variabilidad temporal en continuo de los
caudales regulados, lo cierto es que tal planteamiento no resulta operativo, de modo que a
los efectos de esta propuesta metodológica se propone utilizar como unidad de variabilidad
temporal los meses del año, lo que supone implementar doce (12) valores de caudal de
mantenimiento por año, uno para cada mes.
El régimen de caudales de mantenimiento así calculado es el que, como mínimo y de forma
normal, debe circular por el río en cada periodo de tiempo establecido (meses) siempre que
el caudal instantáneo en el punto considerado sea igual o superior al caudal de
mantenimiento para ese período de tiempo, o sea posible suministrarlo a partir de la
capacidad de regulación de la obra hidráulica en cuestión. En caso contrario, el caudal de
mantenimiento correspondería al caudal instantáneo.
19
El Factor de Variabilidad Temporal (Fv)
Es el factor encargado de adecuar el régimen de caudales mínimos a las tendencias de
variación del hidrograma y se calcula de forma simple a partir de la relación atenuada entre
el caudal medio de cada mes y el caudal medio mensual más bajo, como señala la fórmula
siguiente:
Q QbQ
Qmi
mesi
mesmin
=
donde “Qmi” es el caudal de mantenimiento para el mes “i”, “Qb” es el caudal básico,
“Qmesi” es el caudal medio para el mes “i”, y “Qmesmin” es el mínimo caudal medio
mensual.
De esta forma se consigue una atenuación suficiente de los valores extremos del factor de
variabilidad temporal, sin perjuicio del mantenimiento de las tendencias de variación de la
serie de caudales medios mensuales.
5.1.2. Métodos derivados de la selección de percentiles
El primer paso a seguir para el desarrollo de este tipo de metodologías es el tratamiento de
los datos de caudal circulante de las estaciones de aforos:
Los datos recogidos en la forma de caudales instantáneos o caudales medios diarios son en
primer lugar ordenados y sumados o integrados para poder llegar a dar aportaciones
mensuales y/o anuales. Es en este estado cuando tiene lugar la primera depuración
tendiente a llenar lagunas en la recogida da de datos, o a corregir errores sistemáticos en
las estaciones.
Una vez depurada la información, la forma más sencilla de ordenar una serie de
observaciones de caudal es clasificarlas por orden de magnitud creciente o decreciente sin
tener en cuenta el lugar que ocupan en la serie cronológica.
De esta manera se obtiene la curva llamada de caudales clasificados, que muestra el
porcentaje de tiempo durante el cual el caudal es superior a una cantidad dada, con
independencia de su continuidad en el tiempo. En ordenadas se sitúan los caudales
(generalmente los medios diarios) y el valor de la abcisa se refiere al número de días en que
dicho caudal ha sido sobrepasado, o el porcentaje de tiempo en que ha ocurrido.
20
La definición de un percentil, habitualmente situado entre el 5 y el 15% a partir de la curva
de caudales clasificados, permitirá definir el umbral habitual del caudal mínimo a establecer
para la determinación de un régimen ambiental de caudales.
Infraestructura y Ecología S.L., empleará como método hidrológico el basado en el cálculo
del Caudal Básico.
5.2. Métodos de modelación del hábitat
La Metodología Incremental para la Determinación de Caudales Mínimos Aconsejables (IFIM:
Instream Flow Incremental Methodology) es una herramienta de análisis cuyo objetivo
principal es la determinación de una regla de operación para los caudales de un río, cuyo
régimen natural es o será afectado por una obra o proyecto de ingeniería civil que considere
la utilización de los recursos naturales del sistema hídrico.
La metodología IFIM fue desarrollada originalmente para el Servicio de Pesca y Vida
Silvestre de los Estados Unidos (U.S. Fish and Wildlife Service) por un grupo
interdisciplinario de científicos e ingenieros, provenientes de agencias federales y
universidades norteamericanas.
El primer paso en el desarrollo de esta metodología consideró la integración de técnicas que
involucran aspectos tan diversos como ingeniería hidráulica y ambiental, biología acuática,
ecología, así como ciencias sociales. Este carácter multidisciplinario es una de las ventajas
más importantes que presenta la metodología IFIM comparada con otras técnicas de análisis
de este tipo de problemas.
El proyecto inicial del IFIM ha sido motivo de distintas modificaciones alo largo de los más de
15 años desde su desarrollo original (1982). Estas modificaciones obedecen tanto a mejoras
21
en los aspectos técnicos de las distintas componentes del IFIM, como a cambios en los
conceptos filosóficos detrás de la metodología.
5.2.1. Esquema conceptual
El esquema conceptual de la metodología de modelización del hábitat parte de dos puntos
básicos:
1º. Las curvas de preferencia de la fauna
2º. Un modelo hidráulico fluvial
Fundiendo ambas ideas, el modelo hidráulico, que simula las condiciones de los distintos
segmentos del río en función de los caudales circulantes y el valor potencial del hábitat
fluvial, que nos indica las condiciones en las que se van encontrar las especies que pueden
estar presentes, se llega al concepto del Hábitat Potencial Útil, herramienta con la que se
planteará el régimen ambiental de caudales.
5.2.2. Selección de tramos y especies. Curvas de preferencia.
La selección del tramo de río en el que se pretende realizar la simulación hidráulica debe
hacerse siguiendo unos criterios básicos que serán fundamentales para ofrecer unas
garantías mínimas en los resultados obtenidos en la implementación del modelo:
1º. La longitud mínima, dependiendo de la anchura del cauce, debe ser de 100 m
2º. No deben localizarse en el tramo simulado detracciones de agua o retornos que
modifiquen el caudal de entrada al tramo
3º. Debe ser un tramo no antropizado, conservando la vegetación de ribera y
pendientes naturales de las márgenes.
4º. Se deben evitar estructuras transversales o paralelas al cauce que modifiquen
hábitats de las especies piscícolas o impidan sus desplazamientos.
Una vez conocida la ictiofauna presente en el tramo de estudio, mediante referencias
bibliográfica y muestreo directo en campo, se seleccionara la especie cuya sensibilidad a la
modificación de su hábitat natural la defina como especie objetivo.
Curvas de preferencia
Las curvas de preferencia expresan como las especies seleccionadas son capaces de so-
portar las variaciones que puedan tomar dichos parámetros cuando cambian los caudales.
22
Las curvas de preferencia de la fauna son distintas para cada estadio del ciclo vital de los
peces, siendo posible analizar el grado de adecuación de las condiciones hidrológicas para
un mismo pez en sus etapas de alevín, juvenil y adulto. De igual forma, las exigencias de
hábitat y de caudales circulantes por parte de los peces y de las comunidades reófilas no son
las mismas a lo largo de las diferentes estaciones, sino que existen temporadas críticas en
las cuales estas exigencias se hacen más perentorias por ejemplo en los períodos de freza y
de desarrollo de los embriones.
Para dar un ejemplo práctico, se puede citar el caso hipotético de la profundidad, como
parámetro y un pez en la mitad de la cadena trófica, como especie que define los caudales
ecológicos. Este pez en una profundidad cero centímetros tendrá una preferencia nula o 0
por dicho parámetro. En una profundidad de 10 cm podría tener una preferencia muy pe-
queña, que se podría valorar como 0,1 en una escala de 0 a 1. Si la profundidad es de 1 m
se podría estar en el óptimo y valorarlo como 1, a profundidades mayores la preferencia por
dicho hábitat podría disminuir ya que se haría más fácil la presencia de depredadores.
El valor potencial del hábitat fluvial es la apetencia de la fauna acuática para cada uno de los
posibles segmentos fluviales simulados en el modelo hidráulico. Obteniéndose esta preferen-
cia a partir de la combinación de tres parámetros, definidos a su vez por tres índices: la
velocidad (Cv), la profundidad (Ch) y la composición del sustrato (Cs). La conformidad por
una determinada velocidad o profundidad están tabuladas en función de la especie que se
define como prioritaria. El sustrato, conocido a partir del análisis "in situ", también tiene sus
tablas de preferencia.
Cis=(Cv.Ch.Cs)1/3
Actualmente se dispone de datos para confeccionar curvas de preferencia del Barbo común,
la trucha común y la boga, elaboradas por Diego García de Jalón, et al. y de la boga, de F.
Martinez Capell y Diego García de Jalón.
Los siguientes gráficos muestran las curvas de preferencia para la trucha común, en sus
estadios adulto, juvenil y alevín, junto a la presencia de la especie para la freza, del barbo
común adulto, juvenil y alevín, de la boga adulta, para la velocidad de la corriente medida
en m/s, la profundidad en metros y el tipo de sustrato.
23
TRUCHA ADULTO
00,10,20,30,40,50,60,70,80,911,1
0 0,5 1 1,5
VELOCIDAD
TRUCHA ADULTO
0
0,10,2
0,3
0,40,5
0,60,7
0,8
0,91
1,1
0 1 2 3 4 5 6
PROFUNDIDAD
TRUCHA ADULTO
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1 2 3 4 5 6 7 8 9
LECHO
TRUCHA JUVENIL
00,10,20,30,40,50,60,70,80,911,1
0 0,5 1 1,5
VELOCIDAD
TRUCHA JUVENIL
0
0,10,2
0,3
0,40,5
0,60,7
0,8
0,91
1,1
0 0,5 1 1,5 2
PROFUNDIDAD
TRUCHA JUVENIL
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1 2 3 4 5 6 7 8 9
LECHO
TRUCHA ALEVÍN
00,10,20,30,40,50,60,70,80,911,1
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
VELOCIDAD
TRUCHA ALEVÍN
00,10,20,30,40,50,60,70,80,911,1
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
PROFUNDIDAD
TRUCHA ALEVÍN
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1 2 3 4 5 6 7 8 9
LECHO
FREZADEROS TRUCHA
00,10,20,30,40,50,60,70,80,91
1,1
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
VELOCIDAD
FREZADEROS TRUCHA
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 1 2 3 4 5 6
PROFUNDIDAD
FREZADEROS TRUCHA
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1 2 3 4 5 6 7 8 9
LECHO
Curvas de preferencia para la trucha común
24
BARBO ADULTO
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 0,5 1 1,5VELOCIDAD
PREFERENCIA
BARBO ADULTO
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 1 2 3 4 5PROFUNDIDAD
PREFERENCIA
BARBO ADULTO
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1 2 3 4 5 6 7 8 9LECHO
BARBO JUVENIL
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
VELOCIDAD
BARBO JUVENIL
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00
PROFUNDIDAD
BARBO JUVENIL
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9LECHO
BARBO ALEVÍN
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
VELOCIDAD
BARBO ALEVÍN
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 0,5 1 1,5
PROFUNDIDAD
BARBO ALEVÍN
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1 2 3 4 5 6 7 8 9LECHO
Curvas de preferencia para el barbo común
BOGA
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,500,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200
VELOCIDAD
BOGA
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50
PROFUNDIDAD
BOGA
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
Curvas de preferencia para la boga
5.2.3. Simulación hidráulica
Las características hidráulicas de un río se generan como consecuencia del régimen de
caudales; en un determinado instante, la velocidad y la profundidad de las aguas y la
sección mojada sólo dependerán de la cantidad de agua, es decir, del caudal, si suponemos
que la sección transversal del cauce es invariable. Se trata de ir viendo como a medida que
varía este caudal se generan nuevas condiciones de profundidad, velocidad y sección
mojada. Esto representa un problema de hidráulica fluvial que no esta resuelto
satisfactoriamente y requiere acudir a un proceso de simulación hidráulica.
De forma inmediata podríamos partir de un caudal nulo e ir comprobando la modificación de
las condiciones hidráulicas con incrementos de caudal sucesivos. Sin embargo hay que hacer
notar que en este caso tendríamos un solo dato, el caudal y dos incógnitas: la sección
mojada y la velocidad media.
25
Para solventar este problema se opera de otra forma. Suponiendo constante e invariable la
sección transversal del cauce y conocidos el coeficiente de rugosidad y la pendiente
longitudinal se van dando incrementos a la profundidad. Con este procedimiento son datos
la sección mojada y la velocidad, obtenida por aplicación de la fórmula de Manning e
incógnita sólo el caudal, que es fácilmente deducible por la fórmula del gasto. Dando un
nuevo incremento de profundidad se generan unas nuevas condiciones y por tanto un nuevo
caudal. Por este procedimiento iterativo podemos conocer el caudal que circula para cada
condición de profundidad.
Un río es un canal natural. En este sentido, en un río se cumplen las leyes de la hidráulica
como en un canal artificial. Sin embargo, al tratarse de un medio natural, este es irregular.
Pero sobre todo se da una interacción entre continente y contenido, no sólo hidrológica sino
también mecánica. Esta interacción se produce con los sedimentos que constituyen el cauce
y con la vegetación de ribera.
En un canal artificial, los elementos hidráulicos más importantes son el calado, y, el
perímetro mojado, Pm, la sección A y el radio hidráulico Rh que es la relación entre el área y
el perímetro mojado.
Rh=A/Pm
Esta variable es fundamental ya que marca el perfil de velocidades a partir de las paredes
del canal. En los ríos, el calado es muy inferior al ancho de la sección de modo que el fondo
es relativamente plano, y los márgenes ascienden en una distancia del orden de 5 veces el
calado. El radio hidráulico es aproximadamente igual al calado.
La fórmula de Manning es la siguiente:
V=1/n*Rh2/3*I1/2
En la que I es la pendiente, V la velocidad de la corriente y n es el denominado coeficiente
de Manning, cuyos valores son específicos de la rugosidad del lecho.
La expresión empleada por el paquete informático que se propone utilizar es de Chezy,
equivalente a la de Manning.
V=C(RI)1/2
En la que “C” es un coeficiente de rugosidad, “R” el radio medio hidráulico, e “I” la
pendiente.
Es una fórmula válida para conductos cilíndricos y de gran aplicación en canales cuando se
asume que la fuerza que se opone al movimiento de los fluidos en un conducto, está
26
asociada con la fuerza de arrastre o dragado que el fluido ejerce sobre las rugosidades de
las paredes.
La simulación hidráulica se realizará con el programa informático River2D. Los pasos a son
los siguientes:
Trabajos de campo:
Se debe realizar un levantamiento topográfico detallado de cada tramo, empleando una
Estación Total, con la que se generada una nube de puntos (red o maya de nodos)
representativos de la morfología del cauce. Cada uno de los puntos registrados mediante la
estación queda almacenado en el equipo, representado mediante tres coordenadas (X, Y, Z).
A su vez para cada nodo, se toma nota de la granulometría del lecho.
En el levantamiento se debe prestar especial atención a las singularidades del relieve del
cauce: orillas, thalweg, bank-full, pozas, rápidos, para que la topografía del cauce y de las
zonas exteriores responda a las características y complejidades del tramo.
Toma de datos cauce mediante estación total
Para la modelización, además de las coordenadas de cada punto, es necesaria una
descripción detallada de la granulometría, la medida de la altura de la lámina de agua y las
velocidades de la corriente en las secciones de control de entrada y salida para una posterior
estimación del caudal.
Trabajos en gabinete:
Mediante la red de puntos representativos del cauce generada en el levantamiento
topográfico, la aplicación crea un modelo digital del terreno. Este modelo topográfico creado
a partir de nodos tomados en campo se implementa mediante interpolación de nuevos
27
puntos con un nivel de complejidad variable en función de las necesidades de cada tramo.
Cada uno de estos puntos lleva asociada información referente a la granulometría del
sustrato.
Con el modelo digital desarrollado, el programa necesita datos referentes a las condiciones
hidráulicas existentes durante el levantamiento, como los caudales circulantes y las alturas
de la lámina de agua. Con todos estos datos introducidos, el siguiente paso debe ser la
comprobación del correcto funcionamiento del modelo hidráulico.
Para ello, el programa debe correr y resolver satisfactoriamente los principios hidráulicos
sobre los que se apoya. Estas operaciones se realizan nodo a nodo de tal forma que el
caudal que introducimos como condición de contorno (caudal en la sección de entrada al
tramo) debe coincidir razonablemente (error < a 10-4) con el calculado por el simulador en
la sección de salida.
El éxito de la operación anterior depende lógicamente de la buena definición del modelo
digital del terreno y del grado fidelidad de las estimaciones de caudal así como de las
medidas de la altura de la lámina de agua.
La simulación de distintos escenarios provocados por incremento o descenso del caudal
circulante requiere los parámetros m y k de la curva de gasto específica del tramo, q=khm,
donde q es el caudal unitario y h la altura de la lámina. Esta curva de gasto debe ser
característica de la sección donde se ha realizado la estimación del caudal, mediante la que
se pasaría de la condición fija (en el momento del muestreo) a un modelo en el cual se
pueden modificar las condiciones hidráulicas.
La obtención de estos parámetros de la curva se solventa realizando repetidas salidas de
campo en las que se realicen aforos del caudal y medidas de la altura de la lámina de agua
en el mismo punto del tramo (sección de salida) en distintas épocas del año, obteniéndose
los puntos mínimos necesarios en la representación gráfica q/h para el ajuste de la curva.
Con el simulador hidráulico calibrado, es posible conocer características hidráulicas de
cualquier punto del tramo como la profundidad o velocidad de la corriente para cualquier
caudal deseado.
5.2.4. Elaboración de las curvas de Hábitat Potencial Útil – Caudal
Hábitat Potencial Útil: Se define el Hábitat Potencial Útil (HPU) como el equivalente al
porcentaje del hábitat, expresado como superficie del cauce inundado o como anchura por
unidad de longitud de río, que puede ser potencialmente utilizado con una preferencia
máxima por una población o una comunidad fluvial.
El Hábitat Potencial Útil se expresa en Superficie Potencial Útil (HPU), calculada al multiplicar
el índice de conformidad (obtenido al multiplicar los índices Cis=(Cv.Ch.Cs)1/3) por la
Superficie real de cada unidad en la que se ha dividido el río.
28
HPU=Cis.Sreal
El estudio del Hábitat Potencial Útil permite conocer las posibilidades de uso del río por parte
de la especie o especies consideradas, en función de las características de la corriente y a
medida que va variando el caudal. Se trata de establecer una combinación de condiciones
hidráulicas (velocidad y profundidad) y características del cauce (sustrato y cobertura),
óptimas para cada especie y estado de vida. Con la información del tramo de río recogida en
el desarrollo del modelo hidráulico y en la puesta a punto de las curvas de preferencia, se
dispone de una serie de datos sobre la profundidad, velocidad, tipo de sustrato y cobertura,
así como su distribución longitudinal y transversal en el río.
Dicho de otra forma, utilizando el modelo de simulación hidráulica se puede estimar las
condiciones de los distintos parámetros en cada celda bajo un caudal diferente, y con ellas
volver a calcular el HPU con ese caudal. Realizando este cálculo para distintos caudales se
obtendrán relaciones numéricas que permiten conocer como evoluciona el HPU en función
del régimen de caudales, que constituyen las curvas HPU/Q.
A continuación, y a modo de ejemplo se muestran las curvas HPU/Q obtenidas en un estudio
realizado en la cuenca del TAJO, concretamente en las gargantas de Alardos, Minchones,
Gualtaminos, Cuartos, Jaranda y Pedro Chate, usando como especie objeto la trucha común.
Curvas HPU/Q para Salmo trutta
0
200
400
600
800
1 000
1 200
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9
Q
HPU
Frezadero Alevín Juvenil Adulto
Curvas HPU/Q para Alardos
Curvas HPU/Q para Salmo trutta
0
100
200
300
400
500
600
700
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Q
HPU
Frezadero Alevín Juvenil Adulto
Curvas HPU/Q para Minchones
Curvas HPU/Q para Salmo trutta
0
100
200
300
400
500
600
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Q
HPU
Frezadero Alevín Juvenil Adulto
Curvas HPU/Q para Gualtaminos
Curvas HPU/Q para Salmo trutta
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Q
HPU
Frezadero Alevín Juvenil Adulto
Curvas HPU/Q para Cuartos medio
29
Curvas HPU/Q para Salmo trutta
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Q
HPU
Frezadero Alevín Juvenil Adulto
Curvas HPU/Q para Jaranda
Curvas HPU/Q para Salmo trutta
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Q
HPU
Frezadero Alevín Juvenil Adulto
Curvas HPU/Q para Pedro Chate medio
5.2.5. Propuesta de los regímenes de caudales mínimos para fines
medioambientales
Una vez obtenido el gráfico HPU/Q, se pueden simular distintos escenarios mediante los que
se realizarán las propuestas de regímenes medioambientales de caudales en función de las
necesidades hídricas del ecosistema fluvial y el uso pretendido.
La distribución de caudales mínimos se determinará ajustando los caudales obtenidos por
métodos hidrológicos al resultado de la modelación de la idoneidad del hábitat, de acuerdo
con alguno de los siguientes criterios:
a) Considerar el caudal correspondiente a un umbral del hábitat potencial útil
comprendido en el rango 50-80% del hábitat potencial útil máximo.
b) Considerar el caudal correspondiente a un cambio significativo de pendiente en la
curva de hábitat potencial útil-caudal.
En el caso de que se observe una curva de hábitat potencial creciente y sin aparentes
máximos, el valor máximo podrá asumirse como el hábitat potencial útil correspondiente al
caudal definido por el rango de percentiles 10-25 % de los caudales medios diarios en
régimen natural, obtenido de una serie hidrológica representativa de, al menos, 20 años.
La distribución de caudales mínimos obtenida de esta forma se deberá validar mediante el
análisis de su influencia sobre la vegetación de ribera. Para ello se recomienda el uso de
indicadores de estado de la vegetación de ribera que permitan relacionar las características
del régimen de caudales con los atributos principales de las formaciones vegetales ribereñas
A continuación se definirán otro tipo de escenarios alternativos que pueden ser de utilidad a
la hora de establecer mínimos en situaciones críticas. Los escenarios se plantearán en
función de la disponibilidad del recurso, las necesidades del ecosistema, y el
aprovechamiento que se quiera dar al tramo.
30
Al menos, se simularán tres escenarios. Este número podría aumentar en función de las
características del tramo.
Escenario A, típico de situaciones críticas, donde la disponibilidad del recurso es muy baja,
tanto por condicionantes naturales, como la sequía, o socioeconómicos, por necesidad de
derivar el agua para la prioridad máxima de abastecimiento de poblaciones.
En él se simulará el caudal mínimo absoluto. Es el caudal mínimo que el ecosistema
fluvial puede soportar. Es conveniente advertir que esta situación sólo se puede mantener
durante breves lapsos de tiempo, ya que si fuera norma, se provocaría un grave deterioro
en las poblaciones piscícolas.
Normalmente se suele recomendar aquel caudal que supone una anchura ponderada útil de
1 m o que el HPU sea un porcentaje mínimo de la anchura total, se suelen utilizar valores
que oscilan entre un 10% y un 20%. Dados los caudales tan reducidos que se han obtenido
para estos porcentajes en este estudio se utilizará el 20%.
Escenario B, se puede reforzar el criterio del mínimo absoluto con la exigencia de que la
HPU debe ser mayor que el 40% que la superficie total (en la bibliografía se utilizan valores
que oscilan entre el 30 y el 50%, ya que una reducción menor y permanente afectaría
forzosamente a la ecología de numerosas especies adaptadas a un río de cierta dimensión.
Este caudal indicará el mínimo necesario en la época de estío. Se simulará el caudal de
estiaje.
Escenario C, coincidente con la situación normal, donde se precisa mantener un equilibrio
estable. El planteamiento de este escenario podría hacerse en aquellos tramos de río en los
que existen especies piscícolas de interés. Su mantenimiento es necesario, pero debe
compatibilizarse con la utilización del recurso en otras actividades.
En él se simulara el caudal mínimo óptimo. Este escenario nos daría el caudal límite,
cuya superación no supondría un aumento apreciable del valor de Hábitat Potencial Útil y
reducciones pequeñas del mismo supondrán disminuciones sensibles del HPU. Este criterio
busca aquel menor caudal a partir del cual la pendiente de la curva HPU/Q disminuye
sensiblemente.
5.2.6. Funcionamiento de la aplicación informática utilizada para el desarrollo
de la metodología IFIM
La simulación hidráulica se llevará a cabo mediante la aplicación River 2D, un paquete
informático integrado por cuatro programas con los que se modeliza el ecosistema fluvial
sobre el que se va a llevar a cabo el estudio. Estos programas son los siguientes: R2D_BED,
R2D_MESH, R2D_ICE y R2D.
A continuación se detallan los pasos a seguir, usando los distintos programas que conforman
River 2D:
31
R2D_BED
El archivo con los datos de las coordenadas correspondientes al levantamiento topográfico
debe cagarse en la aplicación R2D_BED, con formato de texto y la extensión bed.
R2D_MESH
Mediante esta segunda aplicación se introducen en el programa las variables hidráulicas.
R2D_ICE
Este módulo se utiliza para simular canales fluviales helados.
32
RIVER 2D
River 2D, el último programa del paquete, es por una parte un simulador hidráulico y por
otra una aplicación que analiza un hábitat determinado, para determinar mediante
metodología IFIM Superficies Potenciales Útiles (WUA).
A partir de los datos suministrados por el programa de Superficies Potenciales Útiles para
cada escenario de caudal se generan las curvas HPU/Q, de la que se obtendrán los caudales
mínimos, de estiaje y óptimos.
En la siguiente ilustración puede apreciarse el modelo digital de un tramo de río simulado
mediante River2D:
33
34
6. Caudales ecológicos en el borrador de instrucción de planificación hidrológica, marzo 2007
OBJETIVOS
El régimen de caudales ecológicos se establecerá de modo que permita mantener de forma
sostenible la funcionalidad y estructura de los ecosistemas acuáticos y de los ecosistemas
terrestres asociados, contribuyendo a alcanzar el buen estado o potencial ecológico en ríos o
aguas de transición.
Para alcanzar estos objetivos el régimen de caudales ecológicos deberá cumplir los
requisitos siguientes:
a) Proporcionar condiciones de hábitat adecuadas para satisfacer las
necesidades de las diferentes comunidades biológicos propias de los
ecosistemas acuáticos y de los ecosistemas terrestres asociados, mediante el
mantenimiento de los procesos ecológicos y geomorfológicos necesarios para
completar sus ciclos vitales.
b) Ofrecer un patrón estacional y una variabilidad de los caudales que permita
la existencia, como máximo, de cambios leves en la estructura y composición
de los ecosistemas acuáticos y hábitat asociados, teniendo en cuenta tanto
los macrófitos, como los organismos bentónicos y los peces; en los taxones
de invertebrados bentónicos sensibles a las perturbaciones; en las
estructuras de edades, densidad y biomasa de las especies integrantes de
las comunidades de peces; en la frecuencia e intensidad de las floraciones
algales, y que evite la proliferación acelerada de macroalgas o la
acumulación de organismos fitobentónicos que produzcan efectos
indeseables sobre organismos presentes en la masa de agua.
En la consecución de estos objetivos tendrán prioridad los referidos a zonas protegidas, a
continuación los referidos a masas de agua naturales y finalmente los reheridos a masas de
agua muy modificadas.
En la medida en que las zonas protegidas de la Red Natura 2000 pueden ser afectadas de
forma apreciable por los regímenes ambientales, éstos serán los apropiados para mantener
o restablecer el buen estado de conservación de los hábitat o especies, respondiendo a sus
exigencias ecológicas y manteniendo a largo plazo las funciones ecológicas de las que
dependan.
En el caso de especies estrictamente protegidas, como las especies del anexo IV (a) de la
Directiva y las especies pertinentes incluidas en los Catálogos de Especies Amenazadas, el
objetivo del régimen de caudales ambientales será salvaguardar la continua funcionalidad
ecológica de las áreas de cría y de las áreas de descanso de tales especies.
35
La determinación e implantación del régimen de caudales en las zonas protegidas no se
referirán exclusivamente a la propia extensión de la zona protegida, sino también a los
elementos del sistema hidrográfico que, pese a estar fuera de ella, puedan tener un impacto
apreciable sobre dicha zona.
ÁMBITO ESPACIAL
El ámbito espacial para la caracterización del régimen de caudales ecológicos se extenderá a
todas las masas de agua superficial clasificadas en la categoría de ríos o aguas de transición.
La determinación del régimen de caudales ecológicos de una masa de agua deberá realizarse
teniendo en cuenta los requerimientos ambientales de las masas de agua asociadas a ella,
con el fin de definir un régimen consecuente con los objetivos definidos en el apartado
anterior.
El plan hidrológico recogerá una síntesis de los estudios específicos efectuados por el
Organismos de cuenca para el establecimiento del régimen de caudales ecológicos y
establecerá dicho régimen de acuerdo con los criterios y métodos que se indican a
continuación.
ELEMENTOS
Ríos
Para alcanzar los objetivos anteriores, el régimen de caudales ecológicos deberá incluir, al
menos, los siguientes elementos:
c) Caudales mínimos que deben ser superados, con objeto de mantener la diversidad
espacial del hábitat y su conectividad, asegurando los mecanismos de control del
hábitat sobre las comunidades biológicas, de forma que se favorezcan las
comunidades autóctonas.
d) Caudales máximos que no deben ser superados, con el fin de limitar los caudales
circulantes, y proteger así a las especies autóctonas más vulnerables a estos
caudales, en tramos fuertemente regulados.
e) Distribución estacional de los anteriores caudales mínimos y máximos, con el
objetivo de establecer una variabilidad temporal del régimen de caudales que sea
compatible con los requerimientos de los diferentes estadios fisiológicos de las
principales especies de fauna y flora autóctonas presentes en la masa de agua.
f) Caudales de crecida, con objeto de controlar la presencia y abundancia de las
diferentes especies, mantener las condiciones físico-químicas del agua y del
sedimento, mejorar las condiciones y disponibilidad del hábitat a través de la
36
dinámica geomorfológica y favorecer los procesos hidrológicos que controlan la
conexión de las aguas de transición con el río, el mar y los acuíferos asociados.
g) Tasa de cambio, con objeto de evitar los inconvenientes de una variación brusca de
los caudales, como pueden ser el arrastre de organismos acuáticos durante la curva
de ascenso y su aislamiento en la fase de descenso de los caudales. Asimismo,
contribuye a mantener unas condiciones favorables a la regeneración de especies
vegetales acuáticas y ribereñas.
h) Relación con masas de agua subterráneas, con objeto de garantizar la contribución
que el flujo subterráneo debe tener en el mantenimiento de los caudales ecológicos,
intentando evitar una situación de río perdedor asociada a una explotación
insostenible del recurso subterráneo. Por ello, deberá analizarse el régimen de
explotación de las masas de agua subterránea asociadas al río, con el fin de efectuar
las correcciones oportunas en el régimen de caudales ecológicos y en el régimen de
explotación de las aguas subterráneas, de manera que se asegure la consecución de
los objetivos fijados.
Aguas de transición
En el caso de las aguas de transición el régimen de caudales ecológicos definirá, desde el
punto de vista temporal, al menos, las siguientes características:
a) Caudales mínimos y su distribución estacional, con el objetivo de mantener unas
condiciones del hábitat compatibles con los requerimientos de las especies de fauna
y flor autóctonas más representativas.
b) Caudales altos y crecidas que favorezcan la dinámica sedimentaria, la distribución de
nutrientes en las aguas de transición y los ecosistemas marinos próximos, así como
el control de la intrusión marina en los acuíferos adyacentes.
CARACTERIZACIÓN
Ríos permanentes
El régimen de caudales ecológicos definirá, desde el punto de vista temporal, al menos, las
siguientes características:
a) Distribución estacional de caudales mínimos
b) Distribución estacional de caudales máximos
c) Máxima tasa de cambio aceptable del régimen de caudales
37
d) Caracterización del régimen de crecidas, incluyendo caudal punta, duración y tasa de
ascenso y descenso, así como la identificación de la época del año más adecuada
desde el punto de vista ambiental.
Distribución estacional de caudales mínimos
La distribución estacional de caudales mínimos se obtendrá aplicando métodos hidrológicos
cuyos resultados deberán ser ajustados mediante la modelación de la idoneidad del hábitat
en tramos fluviales representativos de cada tipo de río. En el caso de existir diferencias
significativas entre los valores obtenidos mediante la aplicación de ambos métodos, se
realizarán estudios complementarios y campañas de seguimiento que permitan determinar
la aplicabilidad de los métodos y las modificaciones que, en su caso, sea preciso introducir
en el régimen de caudales ecológicos propuesto.
Métodos hidrológicos
Los métodos hidrológicos para obtener la distribución estacional de caudales mínimos se
basarán en el análisis de mínimos calculados, preferentemente, para cada mes y mediante
la aplicación de alguno de los siguientes criterios:
a) La definición de variables de centralización móviles anuales, de orden único
identificado por su significación hidrológica (21 días consecutivos, por ejemplo) o
variable, con la finalidad de buscar discontinuidades del ciclo hidrológico.
b) La definición de percentiles entre el 5 y el 15% a partir de la curva de caudales
clasificados, que permitirán definir el umbral habitual de caudal mínimo.
Esos criterios se aplicarán sobre una serie representativa desde un punto de vista
hidrológico, del al menos 20 años, preferentemente consecutivos, y que presente una
alternancia equilibrada y representativa de años secos y húmedos. Se aceptarán
modificaciones a este criterios cuando éstas se encuentren adecuadamente justificadas.
La serie hidrológica utilizada deberá caracterizar el régimen natural y, siempre que sea
posible, estará definida a escala diaria. Para la obtención de dicha serie se propone la
utilización de alguna de las siguientes metodologías:
a) Modelización hidrológica de series en régimen natural a escala diaria.
b) Modelización hidrológica de series en régimen natural a escala mensual y posterior
aplicación del patrón de distribución diario correspondiente a estaciones de control
en régimen natural o cuasi-natural, pertenecientes al mismo tipo fluvial
38
Métodos de modelación del hábitat
La modelación de la idoneidad del hábitat se basará en la simulación hidráulica acoplada al
uso de curvas de preferencia del hábitat para la especie o especies objetivo, permitiendo
obtener curvas que relacionen el hábitat potencial útil con el caudal.
Selección de tramos y especies
La simulación deberá realizarse en un número suficiente de masas de agua,
recomendándose un mínimo del 10% del número total de masas de agua de la categoría río.
La selección de tramos a modelar será suficiente para cubrir, al menos, un tramo en los
tipos más representativos, especialmente en lo que se refiere al régimen de caudales. Los
tramos representativos se seleccionarán dando prioridad a las masas de mayor importancia
ambiental o que estén situadas aguas debajo de grandes presas o derivaciones importantes
y que puedan condicionar las asignaciones y reservas de recursos del plan hidrológico. Los
tramos seleccionados deberán ser de suficiente longitud para ser representativos de la
variabilidad física y ecológica del río, incluyendo, para ello, hábitat lóticos y lénticos.
La selección de especies deberá dar prioridad a las especies en peligro de extinción,
sensibles a la alteración de su hábitat, vulnerables o de interés especial, recogidas en los
catálogos de especies amenazadas, así como a las especies recogidas en los anexos II y IV
de la Directiva 92/43/CEE. Se deberá tener en cuenta, además, la viabilidad en la
elaboración de sus curvas de preferencia, y su sensibilidad a los cambios en el régimen de
caudales, en particular al tipo de alteración hidrológica que sufre la masa de agua.
Elaboración y utilización de las curvas de hábitat potencial útil-caudal
Para la especie objetivo se desarrollarán curvas de hábitat potencial útil-caudal, a partir de
las simulaciones de idoneidad del hábitat para, el menos, dos estadios fisiológicos de la
especie objetivo (talla grande-talla pequeñas o adulto-juvenil-alevín en el caso de ser una
especie piscícola).
A partir de estas curvas se podrá generar una curva combinada para facilitar la toma de
decisiones y la concertación sobre un único elemento, donde se podrá reflejar el régimen
propuesto correspondiente al estado más restrictivo o más sensible. Esta curva estará
generada mediante la combinación ponderada y adimensional de los hábitat potenciales
útiles, determinados para los estadios predominantes en dicha estación del año.
La curva combinada vendrá referida, al menos, a un periodo húmedo y a otro de estiaje,
considerando en cada uno de ellos la predominancia de los estadios de la especie objetivo. A
falta de estudios más detallados, y como primera aproximación, en época de estiaje se
consideran prioritarios los alevines y en época húmeda los juveniles frente al estadio adulto,
persistente durante todo el año.
39
La simulación de la idoneidad del hábitat se realizará, preferentemente, mediante modelos
bidimensionales, que permiten un análisis espacial más realista del hábitat físico, aunque
necesitan una caracterización más detallada de la morfología fluvial y exigen un análisis
igualmente más detallado. Si se utilizan modelos unidimensionales deberá justificarse su
empleo.
Obtención dela distribución de caudales mínimos
La distribución de caudales mínimos se determinará ajustando los caudales obtenidos por
métodos hidrológicos al resultado de la modelación de la idoneidad del hábitat de acuerdo
con algunos de los siguientes criterios:
a) Considerar el caudal correspondiente a un umbral del hábitat potencial útil
comprendido en el rango 50-80% del hábitat potencial útil máximo.
b) Considerar el caudal correspondiente aun cambio significativo de pendiente en la
curva de hábitat potencial útil-caudal.
En el caso de que se observe una curva de hábitat potencial creciente y sin aparentes
máximos, el valor máximo podrá sumirse como el hábitat potencial útil correspondiente al
caudal definido por el rango de percentiles 10-25% de los caudales medios diarios en
régimen natural, obtenido de una serie hidrológica representativa de, al menos, 20 años.
La distribución de caudales mínimos obtenida de esta forma se deberá validar mediante el
análisis de su influencia sobre la vegetación de ribera. Para ello se recomienda el uso de
indicadores de estado de la vegetación de ribera que permitan relacionar las características
del régimen de caudales con los atributos principales de las formaciones vegetales
ribereñas.
Distribución estacional de caudales máximos
Los caudales máximos que no deben ser superados se definirán, preferentemente, a escala
mensual y se determinarán mediante la modelación dela idoneidad del hábitat en los tramos
fluviales representativos seleccionados para la caracterización de la distribución estacional
de caudales mínimos.
La definición de la distribución de caudales máximos se realizará analizando la dependencia
del caudal de la especie objetivo en el estadio fisiológico más sensible, diferenciando al
menos dos estaciones al años. Esta distribución se corresponderá con aquellos caudales que,
una vez superado el máximo de la curva de hábitat potencial, provocan un descenso del
mismo hasta alcanzar los umbrales mínimos recomendados de hábitat potencial útil para el
régimen óptimo propuesto y que, como primera aproximación, se fijará en el rango 50-80%
del hábitat potencial útil máximo.
40
En el caso de que la curva de hábitat potencial útil no presente una tendencia decreciente
continuada, el valor del caudal máximo será seleccionado en función de las características
hidromorfológicas del tramo, identificando la velocidad media que produce el arrastre de los
estadios más sensibles de las especies objetivo presentes en el tramo.
Tasa de cambio
La tasa máxima de cambio por unidad de tiempo, definida como la máxima diferencia de
caudal entre dos valores sucesivos de una serie hidrológica, se estimará considerando ls
distribución de variaciones temporales sucesivas en régimen natural.
Para ello, se utilizará la serie de caudales medios diarios, si bien la escala temporal de la
serie hidrológica para realizar el estudio delas tasas deberá determinarse atendiendo a las
características particulares de cada masa de agua, pues en casos particulares podrá ser
necesario limitar el incremento o decremento máximo a nivel horario. Se recomienda utilizar
el análisis de los valores medios de crecimiento y decrecimiento de la serie de variaciones
temporales de caudales sucesivos, extraídos del análisis de avenidas ordinarias de una serie
hidrológica representativa de, al menos, 20 años de duración.
Caracterización del régimen de crecidas
En aquellos tramos situados aguas debajo de importantes infraestructuras de regulación se
caracterizará la crecida al caudal generador, incluyendo su magnitud, frecuencia, duración,
estacionalidad y tasa máxima de cambio, tanto en la curva de ascenso como en la curva de
descenso del hidrograma de la crecida.
La magnitud y la frecuencia del caudal generador se determinarán mediante las siguientes
expresiones:
QG = Qm (0,7 + 0,6�CV)
TG = 5�CV
Siendo QG el caudal generador, TG su periodo de retorno, y Qm y CV la media y el coeficiente
de variación, respectivamente, de la serie de caudales máximos instantáneos anuales. Estos
dos últimos datos estadísticos se calcularán en base a una serie en régimen natural,
representativa del régimen hidrológico del río y con, al menos, 20 años de datos. La tasa
máxima de cambio y la duración de la Máxima Crecida Ordinaria se obtendrá,
preferentemente, del análisis estadístico de dicha serie.
La validación del caudal generador deberá llevarse a cabo mediante la modelación hidráulica
del cauce, en un tramo representativo de su estructura y funcionalidad, teniendo en cuenta,
para ello, los estudios de inundabilidad del tramo afectado, las condiciones físicas y
biológicas actuales, sus posibles efectos perjudiciales sobre las variables ambientales y los
riesgos asociados desde el punto de vista de las infraestructuras.
41
Ríos temporales, intermitentes y efímeros
Se aplicarán los siguientes criterios metodológicos para la caracterización específica del
régimen de caudales ecológicos de ríos temporales, intermitentes y efímeros:
a) En ríos temporales se utilizarán los criterios definidos para la determinación de la
distribución mensual de caudales mínimos y máximos en ríos permanentes
b) En ríos intermitentes se caracterizarán los siguientes aspectos:
- Conexión con las aguas subterráneas, definiendo los volúmenes mínimos
necesarios para preservas el flujo subsuperficial que alimenta las pozas y
remansos, de gran importancia como sumidero y refugio de las comunidades
biológicas, a la espera de períodos hidrológicamente más favorables.
- Magnitud de la crecida y período de tiempo de recesión al caudal base, que
permiten el desarrollo del ciclo biológico de las comunidades adaptadas.
- Caudal generador, que permite mantener la dimensión del canal principal del
río y su buen funcionamiento morfodinámico.
c) En ríos efímeros se utilizarán el tiempo de recesión tras la crecida, como elemento
clave para el buen funcionamiento de las comunidades propias de estos sistemas, y
el caudal generador, que permite mantener su funcionamiento morfodinámico.
Aguas de transición
Con carácter general, los resultados obtenidos para ríos serán aplicables a las aguas de
transición, siempre y cuando se cumplan las funciones ambientales de las mismas. Estos
resultados podrán ser ajustados mediante la utilización de modelos de salinidad, que reflejen
las preferencias ecológicas de determinadas especies objetivo.
En aquellos casos donde la dinámica fluvial controle la presencia de la cuña salina, se
diseñará un régimen de caudales ecológicos de tal forma que la duración prologada de la
misma no produzca condiciones de anoxia en el fondo del lecho, ni un incremento en la
frecuencia e intensidad de las floraciones algales, con efectos perjudiciales en el equilibrio de
los organismos presentes en la masa de agua.
Si la dinámica fluvial de una determinada masa de agua ejerce una influencia significativa en
los ecosistemas marinos próximos, se estudiarán los caudales necesarios para generar las
tasas de exportación de nutrientes que mantengan la productividad de los mismos.
En el diseño del régimen de crecidas para aguas de transición, se determinará la frecuencia,
tipo y duración de las mismas, de tal forma que se cumplan las funciones ambientales
específicas de esta categoría de masas de agua. En su diseño, se prestará atención al aporte
42
de sedimentos necesario para mantener sus elementos geomorfológicos característicos (islas
fluviales, barras de mar, deltas, etc.), así como al mantenimiento de la frecuencia de
lavados del lecho de sedimentos finos y material orgánico.
