Estimación de un Caudal de Compensación (Caudal Adaptativo)

Transcripción

1 05 de marzo de 2013 Estimación de un Caudal de Compensación (Caudal Adaptativo) Metodología desarrollada por el Instituto Costarricense de Electricidad en asocio con Prof. Lars Gottschalk y Dr. Irina Krasovskaia Federico Gómez Delgado C. S. Estudios Básicos de Ingeniería (UEN Proyectos y Servicios Asociados Instituto Costarricense de Electricidad

2 Caudales "ecológicos" Los métodos típicos de valoración de caudales ecológicos a menudo, o son muy complejos y demandantes de recursos, o no se adaptan a una región o país particular, lo cual explica que en la práctica,la estimaciónde caudales ambientales tradicionalmente haya sido asociada a una fracción del caudal medio anual (CMA), típicamente, el diez por ciento, como el valor mínimo aceptable para sostener un hábitat acuático (Smakhtin et al., 2006)

3 10% del CMA para Curvas de Duración Empíricas para 36 ríosde la vertiente Pacífica de Costa Rica (normalizado con el CMA) Para la mayoríade los ríos, un valor tan bajocomoel 10% del CMA nunca se observa Sólo en pequeñas cuencas de montaña, con alta variabilidad de caudales

4 Objetivos de la fase I: El periodo crítico seco Desarrollar una metodología para la determinación del caudal de compensaciónbasadaen la estimacióndel caudal mínimoaceptable" paraoptimizarel usode los recursos hidráulicos en Costa Rica.

5 Hidroelectricidad: tramo afectado Tubería o Canal Embalse y toma Cámara de recarga Tubería forzada Casa de máquinas: turbina y generador Tramo afectado

6 Temas del Proyecto: Fase I Caudal natural "suministro" global y local para cualquier punto de un río en Costa Rica Demandas ecológicas, para sitios específicos Usos del cauce en sitios específicos Caudal Mínimo Aceptable (MAF) Pruebas de escenarios

7 Vinculando hidrología, ecología y socio-economía Reglas difusas/ probabilidades condicionales Caudal Mínimo Aceptable Prueba de escenarios

8 Obteniendo las características del caudal natural 1. Análisis hidrológico y modelación hidro-estocástica Tarea Método

9 Regionalización de curvas de duración de caudal

10 Curvasde duración: herramientatípicaen la práctica hidrológica Ejemplo: efecto de la regulación del ríoen el caudal Rio Grande de Terraba, Costa Rica

11 ( ) ( ) + = exp exp 1 exp exp α α u z p u z p z F Z ( ) = Ξ k b u F 1 exp 1 ξ ξ MÍNIMOS Weibull MÁXIMOS Gumbel de dos componentes Análisisde frecuenciasde extremos (Regionalización)

12 Obteniendo características del caudal natural 2. Régimen hidrológico (estacionalidad del caudal) Tarea Método 2 weight cums 3101, dim months May to April pat 1 pat 2 average 1 weight -0.3

13 Obteniendo características del caudal natural 3. Modelación hidráulica Tarea Método

14 Obteniendo las características naturales del caudal Determinando parámetros para modelación hidráulica Método: Medidas de campo de las velocidades de flujo y profundidades en secciones seleccionadas

15 Determinando preferencias de hábitat en el campo Métodos: Electro-pesca, pesca con red, buceo, eco-sondeo

16 Determinando preferencias de hábitat en el campo

17 Carcaterísticas de hábitat relacionadas con el caudal Velocidad Sustrato Preferencias de hábitat Depth Profundidad Se definen tres clases: Óptima Regular Inadecuada

18 Adquisición de datos por medio de paneles de expertos Especies indicadoras Ciclos de vida Preferencias de hábitat en relación con el caudal Definición de la tolerancia de las especies a la alteración del caudal estacional

19 Preferencias de hábitat para la velocidad de flujo y profundidad validadas con datos de campo Expertos Óptima Regular Inadecuada Datos de campo

20 Clasificación de la importancia de las características de hábitat relacionadas con el caudal Irina Krasovskaia & Lars Gottschalk

21 Determinando demandas socio-económicas Métodos: Entrevistas Estudio: concesiones de agua Talleres

22 En resumen Paso 1: Propuesta de caudal de compensación Paso 2: Identificación de sitios críticos Santo Domingo Paso 3: Identificación/cuantificación de actividades afectadas: Ganadería, Turismo, Balseo, Pesca, Natación, Riego, Doméstico, Balseo Paso 4: Identificación/cuantificación de especies afectadas: Peces, anfibios, macroinvertebrados Hamaca Costanera

23 Prueba de escenarios Pasos: 1. Establecer valores de diseño del caudal por evaluar 2. Ejecutar modelo hidráulico para determinar profundidades y velocidades en las pozas seleccionadas 3. Asignar categorías: óptima, regular o inadecuada paracadapuntode la poza, basándoseen reglas difusas y probabilidades condicionales establecidas

24 Relacionando hidrología, ecología y socioeconomía de los usos del agua, paso membership optimal regular inadequate velocity [m/s]

25 Relacionando hidrología, ecología y socioeconomía de los usos del agua, paso 2 Simulaciones del modelo hidráulico + asignación de categorías Q=40 m 3 /s Óptima Regular Inadecuada

26 Prueba de escenarios

27 Prueba de escenarios % Óptima Regular Inadecuada m 3 /s Enero Noviembre

28 Objetivos de la fase II: consideración del año completo Temas por valorar: Conectividad longitudinal (continuo del río), Especies varían a lo largo del río Conectividadlatera: el ríoy la planiciede inundación Conectividad río- planicie Pulsos de crecida Productividad acuática de la planicie es regida por pulsos

29 Herramientas Paneles de expertos: efecto de una variabilidad más baja del caudal sobre los hábitats Talleres con usuarios: impacto de una variabilidad más baja del caudal sobre las actividades socio-económicas Modelación hidráulica para sectores con secciones transversales medidas, en combinación con curvas de duración para condiciones naturales y escenarios de regulación

30 Concepto de continuidad del río Comunidad 1 2 Grupos dominantes Trituradores y recolectores Recolectores y herbívoros 3 Recolectores Irina Krasovskaia CPOM-materia orgánica en partículas gruesas FPOM-materia organ. en partículas más finas

31 Categoríasde pulsosde caudal Pulso de desborde Pulso grande hasta cauce lleno Pulso pequeño Nivel de cauce lleno Caudal base

32 Variación natural del nivel del agua Curva profundidad- caudal

33 Variaciones del nivel después de la regulación Tipo de pulso Frecuencia natural Frecuencia regulada Duración Crecidade activación EntreQ75 y Q25 EntreQ50 y Q con periodode retornode 2 años Crecidade mantenimiento Crecidade reestablecimiento Periodode retornode 2 años Periodode retornode 20 años Periodode retornode 10 años Mayor queun Q de 1000 años de periodo de retorno Un día Muchos días Unasemanao más

34 Fluctuacionesen la planiciede inundación

35 Tipos de inundaciones naturales con respecto a la conectividad de la planicie de inundación

36 Gestión adaptativa del agua Inicialmente herramienta biofísica, convertida, cada vezmás, en un compromisosocial y cívico, así como compromiso técnico. La gestión adaptativa permite gestionar sistemas socio-ecológicosa pesarde sucomplejidad, de los vacíos en su comprensión, y de múltiplesy cambiantesmetassociales. La adopción de este enfoque requiere un cambio radical en lasrespuestascívicasy científicasa la complejidad e incertidumbre.

37 Fin de la presentación Muchas gracias por su atención!