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

Valoración de la alteración del régimen de caudales en la cuenca del Guadalquivir: Propuesta de análisis y discusión. Barcelona, 20 de Abril de 2006 Víctor Cifuentes Sanchez Oficina de Planificación Hidrológica - Confederación Hidrográfica del Guadalquivir vjcifuentes@chguadalquivir.es Emiliano Mellado Alvarez TECNOMA-Grupo TYPSA. Oficina de Sevilla emellado@typsa.es Tecnoma GrupoTYPSA

Caracterización de la demarcación El régimen natural: Cuando necesita el agua un río? Cuantificando la alteración: Métodos y tendencias. Disponibilidad de datos y elección de indicadores. Cuantificación de la alteración en una red. Conclusiones, incertidumbres y necesidades, Te c noma GrupoTYPSA

La demarcación hidrográfica del Guadalquivir Ámbito espacial: 57.527 km 2 3.913.794 habitantes Sierra Morena DH SEGU Guadalquivir [57.527 km 2 ] Cordilleras Béticas Depresión del Guadalquivir Atlántico Guadalete [3.677 km 2 ] Barbate [1.439 km 2 ] DH SUR Mediterráneo Pcp media: 570 mm/año Clima mediterráneo Alta variabilidad espacial, intraanual e interanual Años secos agrupados

Identificación de presiones: Extracción de agua Riegos con aguas superficiales 494.659 ha en el Guadalquivir 40.882 ha en Guadalete-Barbate

Identificación de presiones: Presiones morfológicas Inventario de otras presiones potenciales BD BD Inventario Inventario de de presiones: presiones: Identificación, Identificación, Localización, Localización, Dimensiones Dimensiones Fotointerpretación Fotointerpretación Información complementaria: CEDEX, OPH-CHG, Junta de Andalucía Datos de Campo Cartografía Cartografía de de Referencia Referencia (MTA10,MTN25) (MTA10,MTN25)

Identificación de presiones: Regulación de caudales

La demanda agrícola no coincide con la disponibilidad de recursos. Se obliga al agua a circular en verano, invirtiendo el régimen hidrológico Porqué es tan importante el régimen hidrológico? Condiciona las variaciones de los flujos de energía en el tiempo y el espacio (a lo largo del cauce, con las riberas y las llanuras de inundación y con la zona hiporreica). Modela los habitats, su distribución y su evolución. Condiciona el movimiento de los organismos entre los habitats Las comunidades biológicas de los ríos están perfectamente adaptadas al régimen fluvial. Su alteración favorece la aparición de especies exóticas y oportunistas. Es una de las principales variables de la ecología fluvial, ya que modela y organiza la estructura y los procesos de los ecosistemas

El régimen natural de caudales: Bases ecológicas Magnitud Frecuencia Duración Predictibilidad Tasa de cambio Dimensiones vitales: Longitudinal, lateral, vertical Q Acceso zona inundable Dispersión Señales Crecida Caudal determinante del hábitat físico: Morfología, complejidad, perturbaciones Variabilidad Estacionalidad Predictibilidad Estrategias de vida en régimen natural Señales, crecimiento, Reproducción, Migración, Reclutamiento Estabilidad Q básico, señales biodiversidad Estiaje Bunn+Arthington (2002) tiempo La alteración de caudal favorece la introducción de especies exóticas

Evaluación de la alteración hidrológica: Técnicas (métricas) y métodos (enfoques) Diferentes índices: diferentes cuestiones y objetivos Magnitud, duración, predictibilidad, frecuencia, tasa de cambio OLDEN, J.D.; POFF, N.L. (2003). Redundancy and the choice of hydrologic indices for characterizing streamflow regimes. River Research and applications 19; 101-121. Magnitud [94] Duración [44] Frecuencia [14] Predictibilidad [10] Tasa de cambio [9]

RICHTER, B.D.; BAUMGARTNER, J.V.; BRAUN, D.P., WIGINGTON, R. (1998). A spatial assessment of hydrology alteration within a river network. Regulated Rivers: Research & Management 14: 329-340. RITCHER, B.D.; RITCHER, H.D. (2000). Prescribing flood regimes to sustain riparian ecosystems along meandering rivers. Conservation Biology 14(5): 1467-1478. BLACK, A.R.; J.S. ROWAN, R.W.; DUCK, O.M. BRAGA, B.E. CLELLAND (2005). DRHAM; a method for classifying flow regime alterations for the EC Water Framework Directive. Aquatic conservation; Marine and freshwater ecosystems 15: 427-446 BAEZA SANZ, D.; GARCIA DE JALON, D. The natural variability approach. Aplication to five rivers in the Ebro basin, Spain. In press

PROBLEMA: Escasez de dato diario histórico pre-impacto. Hay pocas series disponibles de más de 20 años y a veces son dudosas. Hay buenos datos post-impacto (datos de entradas y salidas de los embalses) Se dispone de restituciones a régimen natural. A nivel mensual son robustas: el régimen está razonablemente simulado. Podemos cuantificar la desviación del régimen mensual actual respecto al natural.

A global classification of river regimes: Caracterización mensual de los principales regímenes fluviales. Haines, A.T.; Finlayson, B.L.; McMahon, T.A. (1988). Applied Geography 8: 255-272

A global classification of river regimes: Caracterización mensual de los principales regímenes fluviales. Haines, A.T.; Finlayson, B.L.; McMahon, T.A. (1988). Applied Geography 8: 255-272

E.A. 47 Puente Genil (Río Genil): Régimen natural [1913-1959] Régimen real [1984-1993],3,2,1 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Distribución mundial de los principales regímenes fluviales. A global classification of river regimes. Haines, Finlayson & McMahon Applied Geography (1988), 8, 255-272

Distribución mundial de los principales regímenes fluviales. A global classification of river regimes. Haines, Finlayson & McMahon Applied Geography (1988), 8, 255-272

Distribución mundial de los principales regímenes fluviales. A global classification of river regimes. Haines, Finlayson & McMahon Applied Geography (1988), 8, 255-272 12. Moderate winter 13. Extreme winter 14. Early spring (Mediterráneo) 6. Mid-summer 7. Extreme late summer (Monzónico)

E.A. 47 Puente Genil (Río Genil): Régimen natural [1913-1959] Régimen real [1984-1993],3,2,1 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Pretendemos medir el desplazamiento de la curva mensual respecto a la original. Si ambas fueran idénticas y las superpusiéramos, el área común a ambas curvas sería el 100 %. Si no coincidieran, p.e., en régimen natural el agua circula de Noviembre a Marzo y tras la construcción de la presa solo de Mayo a Septiembre, el área común sería el 0 %. Proponemos como indicador el % / 100 de área común. La Puebla IAC=0,48

Pretendemos medir el desplazamiento de la curva mensual respecto a la original. Si ambas fueran idénticas y las superpusiéramos, el área común a ambas curvas sería el 100 %. Si no coincidieran, p.e., en régimen natural el agua circula de Noviembre a Marzo y tras la construcción de la presa solo de Mayo a Septiembre, el área común sería el 0 %. Proponemos como indicador el % / 100 de área común. La Puebla IAC=0,48 IAC = 0,45

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

En el conjunto de la cuenca usaremos como régimen natural las medias del modelo SIMPA (CEH-CEDEX) para el periodo 1940-1996. Como régimen real usaremos los caudales circulantes del periodo 1999-2004,4,3 Emb. Fernandina Emb. Tranco Emb. La Puebla Desembalse,4,3,3,2,2,2,1,1 SIMPA,1 0,0 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 IAC=0,10 IAC=0,21 IAC=0,48,4,3 Aportación,3,2,3,2 La Puebla IAC=0,48,2,1,1,1 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 IAC=0,81 IAC=0,86 IAC=0,81

Sin indicios de regulación IAC > 0,75 Con indicios de alteración 0,50 < IAC < 0,75 Con evidencia de alteración 0,33 IAC < 0,50 Con evidencia de alteración muy grave IAC < 0,33,3 Tranco IAC=0,86,3 La Puebla IAC=0,48,2,2,1,1 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Diferentes grados de alteración del régimen fluvial,3,18,3,16,14,2,12,2,10,08,1,06,1,04,02 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 El Agrio IAC=0.92 El Portillo IAC 0,83 Pedro Marín IAC=0.64,3,3,4,2,2,3,2,1,1,1 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Vadomojon IAC=0.47 11 12 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 Iznajar IAC=0.26 9 10 11 12 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Fernandina IAC=0,1 10 11 12

Valores IAC: salidas IAC: salidas:>0,75 IAC: salidas: 0,5-0,75 IAC: salidas: 0,33-0,5 IAC: salidas: <0,33

Valores IAC: entradas IAC:entradas IAC:entradas IAC:entradas IAC: entradas

Aplicación espacial a la red de drenaje: Información disponible: SIMPA, modelo distribuido Datos explotación embalses

Aplicación espacial a la red de drenaje: Información disponible: SIMPA, modelo distribuido Datos explotación embalses Formulación: IAC n = (IAC 0 x % desembalse + 0,83 x % trasembalse) x 0,01

Aplicación espacial a la red de drenaje: Información disponible: SIMPA, modelo distribuido Datos explotación embalses Formulación: IAC n = (IAC 0 x % desembalse + 0,83 x % trasembalse) x 0,01 0,83 valor medio del IAC en aportaciones recibidas por embalses de cabecera IAC n : IAC en un punto n IAC 0 : IAC en el embalse Ejplo: Punto con Q =10 m3/seg, de los que 4 proceden de desembalse con IAC 0,29 IAC = 0,29*0,4 + 0,83*0,6 = 0,58

[a] [b]

Bajo Genil 0,7 0,6 0,57 IAC 0,5 0,4 0,3 0.32 0.42 0,2 0,1 0 0 50 100 150 200 250 Km desde Iznajar

Río Guadalen - Guadalimar 0,8 0,7 0,6 0.74 0.60 0,5 IAC 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Km desde Guadalmena

Valoración del IAC estimado vs observado IAC salida- IAC llegada simulado 0,6 0,4 0,2 0,0 0,0 0,2 (r 2 =0,97) 0,4 0,6 IAC salida- IAC llegada real

Discusión Fortalezas: Índice sencillo, intuitivo y sinóptico Datos fácilmente disponibles Recoge la tendencia a la renaturalización del río Debilidades: Base de cálculo mensual No tiene en cuenta las variaciones de la cantidad Desarrollos Integrar términos relativos a la magnitud: Ejemplo: (IAC x Q real / Q teórico ) 1/2 Incorporar términos relativos a otros elementos: Máximos, mínimos, fluctuación diaria. Pero su simplicidad es también su ventaja

CONCLUSIONES La alteración es estructural. De que régimen ambiental de caudales podemos hablar garantizando los derechos existentes? INVIERNO: Asegurar mínimos con la máxima naturalidad, aun con caudal reducido. Determinación y simulación de eventos clave. VERANO: Ausencia de eventos catastróficos: predicibilidad. Ese régimen aseguraría mínimos en invierno y caudales elevados y estables en verano. Poco que ver con un río mediterráneo. Sería un régimen monzónico atenuado, tipo 5 o 7 de Haines. Puede ser el máximo alcanzable respetando los derechos consolidados. Pueden así las comunidades biológicas existentes alcanzar el buen estado ecológico según lo entiende la DMA? Necesidad de investigación en cauces muy regulados, sin vertidos importantes y en los que haya transcurrido tiempo suficiente como para haber alcanzado un equilibrio. POTENCIAL vs ESTADO ECOLÓGICO?. RIOS vs HMWB?. El nuevo régimen hidrológico es asumido por la población, sobre todo en el medio rural. Cualquier renaturalización significativa necesitará de un nuevo consenso social. El viejo paradigma de la gestión hidrológica está agotado, pero el nuevo carece de legitimidad social suficiente

Referencias para la discusión: BLACK, A.R.; J.S. ROWAN, R.W.; DUCK, O.M. BRAGA, B.E. CLELLAND (2005). DRHAM; a method for classifying flow regime alterations for the EC Water Framework Directive. Aquatic conservation; Marine and freshwater ecosystems 15: 427-446 BUNN, S.E.; ARTHINGTON, A.H. (2002). Basic principles and ecological consequences of altered flow regimes for aquatic biodiversity. Environmental management 30(4): 492-507. OLDEN, J.D.; POFF, N.L. (2003). Redundancy and the choice of hydrologic indices for characterizing streamflow regimes. River Research and applications 19; 101-121. RICHTER, B.D.; BAUMGARTNER, J.V.; BRAUN, D.P., WIGINGTON, R. (1998). A spatial assessment of hydrology alteration within a river network. Regulated Rivers: Research & Management 14: 329-340. RICHTER, B.D.; BAUMGARTNER, J.V.; WIGINGTON, R., BRAUN, D.P. (1997). How much water does a river need? Freshwater Biology 37: 231-249. RICHTER, B.D.; MATHEWS, R.; HARRISON, D.L.; WIGINGTON, R. (2003). Ecologically sustainable water management: managing river flows for ecological integrity. Ecological Applications 13(1): 206-224. RITCHER, B.D.; RITCHER, H.D. (2000). Prescribing flood regimes to sustain riparian ecosystems along meandering rivers. Conservation Biology 14(5): 1467-1478. POFF, N.L.; ALLAN, D.; BAIN, M.B.; JARR, J.R.; PRESTEGARRD, K.L.; RICHTER, B.; SPARKS, R.E.; STROMBERG, J.C. (1997). The natural flow regimen. A paradigm for river conservation and restoration. BioScience 47(11): 769-784. STANFORD, J.A.; WARD, J.V. (2001). Revisiting the Serial Discontinuity Concept. Regulated rivers: Research & Management 17: 303-310. MUCHAS GRACIAS -- MOLTES GRÀCIES

FINAL

Bajo Guadiato 0,7 0,6 0,70 0,5 IAC 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 10 20 30 40 50 60 Km desde PuenteNuevo