JORNADAS: CAUDALES AMBIENTALES DEL EBRO - COAGRET EL USO DE LA ICTIOFAUNA EN LAS PROPUESTAS PARA LA DETERMINACIÓN DE CAUDALES AMBIENTALES. Baeza Sanz Domingo. Departamento Ecología de la UAM ECOHIDRÁULICA 1
Las curvas de preferencia en los métodos de Simulación de hábitat Los métodos de Simulación de hábitat requieren dos tipos de información: Morfología del cauce. Preferencias de la fauna piscícola. - y tres procesos: Simulación hidráulica con diferentes caudales. Obtención de las condiciones hidráulicas (v,d,s) con cada caudal. Selección del caudal objetivo en función del hábitat que crea. 2
Primeros avances Incorporación de programas informáticos, que realizan la simulación hidráulica e incorporan las Preferencias de la fauna. Preferencias de velocidad de la trucha común 1.8.6 Adulto Juvenil Alevín Freza.4.2.5 1 1.5 Velocidad (m/s) 3
Cobertura Establecimiento de curvas de preferencia de las especies españolas Anchura Velocidad del flujo Distancia al refugio Profundidad Marca Substrato 5 variables del habitat Especie Indicadora Especie no indicadora 4
Ejemplo de simulación del hábitat con el programa River 2D. 5
APU m. Elección del caudal ecológico curvas APU-Caudal audal ecológico mínimo 16 Curva APU-Caudal (Mocejón) Caudal ecológico óptimo 14 12 1 8 6 4 2 1 2 3 4 5 Caudales m3/s APUadu APUjuv APUale 6
Metodología para la obtención de curvas de preferencia 7
La información sobre idoneidad del microhábitat puede obtenerse de tres modos diferentes: La selección de curvas de distintos tipos publicadas en el país, Los estudios realizados en tramos de la cuenca de estudio, Realizando pruebas de transferibilidad de funciones de la misma especie desarrolladas en otros ríos El enfoque más adecuado es el que desarrolla índices de selección Se toman datos de: Puntos ocupados por organismos, Disponibilidad de los microhábitats tomados en todo el tramo de estudio 8
Diseño de muestreo Se deben considerar varios factores que se pueden agrupar así: - Especie y clase de talla. - Actividad: alimentación, freza, migración, en descanso o refugio - Estructura del cauce.. - Época del año y temperatura del agua. - Densidad de población de la especie, 9
Ejemplo en la cuenca del Segura 1.2 1.8.6.4.2 S erie1 S erie2 S erie3 Desarrollo de la curva De preferencia para la profundidad del Barbo gitano en ríos de La cuenca del Segura -.2 2 4 6 8 1 1
Ecological Limits of Hydrologic Alteration, or ELOHA ELOHA establece los límites dentro de los cuales pueden oscilar las componentes del caudal para no producir daños crítcos en la salud del ecosistema, ELOHA utiliza datos locales y regionales de registros hidrológicos y de pobalciones biológicas riparias, para establecer relaciones robustas entre variables o componenes del caudal yparámetros poblacionales o efectos en el ecosistema, en tipos concretos de ríos. 11
Parámetros utilizados para caracterizar los caudales de avenida Q18, magnitud de los caudales de avenida D>M, duración de los caudales grandes N>SD, frecuencia de estos caudales Parámetros utilizados para caracterizar los caudales de estiaje Q347, magnitud de los caudales de estiaje Q25d, constancia de los caudales de estiaje N<SD, frecuencia de los caudales de estiaje 12
Parámetros utilizados para caracterizar la variación en el año CVintra, coeficiente de variación intraanual Torrencial, diferencia entre el caudal máximo y el módulo DIF, frecuencia de cambio de la tendencia de los caudales Parámetros utilizados para caracterizar la variación entre los años CVinter, coeficiente de variación interanual Irregular, diferencia entre el caudal modular del año máximo y el del año mínimo Temporal, porcentaje de años en los que el río se seca 13
Caudales m3/s Hidrograma Río Alberche 35 3 25 2 15 1 Magnitud 5 Q347 Frecuencia N<SD 1 2 3 4 Duración Q25d 14
Análisis relaciones parámetros hidrológicos componentes de las poblaciones Un enfoque puede hacerse, en una distribución espacial, por ejemplo a lo largo de un eje fluvial con diferentes intensidades de presión. El segundo enfoque es realizar el estudio con variación temporal, en una misma localidad durante diferentes años hidrológicos. 15
Área de estudio Tramo medio del río Tajo entre Bolarque y Talavera de la Reina 16
Área de estudio Tramo medio del río Tajo entre Bolarque y Talavera de la Reina 17
Metodología VARIABLES HIDROLÓGICAS RELACIÓN INDICADORES DE ALTERACION HIDROLÓGICA, ESTADO DE LAS POBLACIONES PECES -Recopilación de datos -Comparación caudales regulados y naturales. -Clasificación de alteración hidrológica -Hipótesis propuestas -Recopilación de datos -Elaboración modelos -Trabajo de campo -Determinación de parámetros poblacionales: composición y abundancia 18
Metodología ALTERACIÓN HIDROLÓGICA: comparación entre caudales diarios restituidos y reales. Restitución de caudales: Selección de estación de aforo patrón, con caudales naturales. Transformación de caudales mensuales restituidos en caudales diarios, mediante los coeficientes diarios. Datos reales de aforo. Comparación: índice que mide y clasifica la intensidad de la alteración hidrológica, usando 5 grupos de variables hidrológicas: Magnitud Frecuencia Duración Fechas de caudales extremos Índice de cambio de caudal ELEMENTO DE CALIDAD PECES: composición y abundancia 19
Los Peces Composición Abundancia Estructura de edades 2
Resultados Grado de alteración hidrológica (GAH) según DHRAM 21
Flow (m3/s) Flow (m3/s) 1-dayminimum flow 1-daymaximum flow 3-dayminimum flow 3-daymaximum flow 7-dayminimum flow 7-daymaximum flow 3-dayminimum flow 3-daymaximum flow 9-dayminimum flow 9-daymaximum flow Variation coefficient (%) Variation coefficient (%) Number/duration of pulses (d) Day number Resultados 1-Day-Min-Date 1-Day-Max-Date Variation coefficient (%) Variation coefficient (%) Mean (m3/s) / n:o of days Variation coefficient (%) Grado de alteración hidrológica (GAH) según DHRAM Magnitude of monthly water conditions Timing of annual extremes Rate and frequency of change in conditions 25 12 7 8 12 2 1 8 6 4 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Mean Regulated Mean Recalculated CV Regulated CV Recalculated 2 15 1 5 1 8 6 4 2 Mean Regulated Mean Recalculated CV Regulated CV Recalculated 6 5 4 3 2 1-1 Mean-increase Mean-decrease No-rises 6 4 2-2 Mean Regulated Mean Recalculated CV Regulated CV Recalculated -2-4 Jan- Feb- Mar- Apr- May- Jun- Jul- Aug- Sep- Oct- Nov- Dec- mean mean mean mean mean mean mean mean mean mean mean mean -3-6 Magnitude and duration of annual extremes Frequency and duration of high and low pulses 8 1 25 9 7 6 5 4 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Mean Regulated Mean Recalculated CV Regulated CV Recalculated 2 15 1 5 8 7 6 5 4 3 2 Mean Regulated Mean Recalculated CV Regulated CV Recalculated 1 Number of High- Pulses Number of Low- Pulses Duration-Hi-Pulse Duration-Lo-Pulse 22
Resultados Grado de alteración hidrológica (GAH) según DHRAM ESTACIÓN 1M 1CV 2M 2CV 3M 3CV 4M 4CV 5M 5CV GAH ESTADO Almoguera 1 1 1 3 3 3 2 3 2 19 Alto riesgo de impacto Estremera 3 1 1 3 1 1 3 1 14 Alto riesgo de impacto Embocado r 2 1 3 1 3 3 2 15 Alto riesgo de impacto Jarama 1 1 1 1 3 3 3 13 Alto riesgo de impacto Toledo 1 1 2 2 3 1 1 Moderado riesgo de impacto 23
Barbo común Presentamos a los protagonistas Barbo comiza Boga Cacho 24
Resultados PECES: Estado de la comunidad Índice de similitud: COMPOSICIÓN 25
Resultados PECES: Estado de la comunidad Índice de similitud: ABUNDANCIA RELATIVA 26
Mean monthly discharge (m 3 /s) Relación gestión de pescarégimen de caudales. Cuenca del Tormes. Régimen hidrológico muy variable 12 1 8 6 19 61 1961 19 71 1971 4 2 197 6 Jan Jan Feb Feb Mar Apr MarMay Apr Jun May Jul Aug JunSep Jul Oct Nov Aug Dic Sep Oct Nov Dic 27
14 estaciones de muestreo 5 años de muestreos en Julio. 28
Parámetros de la población Biomasa, densidad Longitud, peso, factor de condición. 29
nov-97 feb-98 may-98 ago-98 nov-98 feb-99 may-99 ago-99 nov-99 feb- may- ago- nov- feb-1 may-1 ago-1 nov-1 feb-2 may-2 ago-2 nov-2 feb-3 Mean daily flow (m3/s) 5 Variables Hidrologicas Valores medio máximo y mínimo de los caudales diarios Frecuencia y duración de los caudales extremos Número de dias con caudal medio diario > 3 rd quartile del periodo de muestreo 1. Número de dias con caudal medio diario < 1 rd quartile del periodo de muestreo 4 3 2 1 3
nov-97 feb-98 may-98 ago-98 nov-98 feb-99 may-99 ago-99 nov-99 feb- may- ago- nov- feb-1 may-1 ago-1 nov-1 feb-2 may-2 ago-2 nov-2 feb-3 Mean daily flow (m3/s) Cada año hidrologico se dividió en tres periodos: 5 4 3 2 1 31
nov-97 feb-98 may-98 ago-98 nov-98 feb-99 may-99 ago-99 nov-99 feb- may- ago- nov- feb-1 may-1 ago-1 nov-1 feb-2 may-2 ago-2 nov-2 feb-3 Mean daily flow (m3/s) Cada año hidrologico se dividió en tres periodos: Periodo de incubación de los huevos (desde la ecosión hasta la emergencia de larvas.), 5 4 3 2 1 32
nov-97 feb-98 may-98 ago-98 nov-98 feb-99 may-99 ago-99 nov-99 feb- may- ago- nov- feb-1 may-1 ago-1 nov-1 feb-2 may-2 ago-2 nov-2 feb-3 Mean daily flow (m3/s) Cada año hidrologico se dividió en tres periodos: Periodo de incubación de los huevos (desde la ecosión hasta la emergencia de larvas.) Estados tempranos de alevines, emergencia a primer verano. 5 4 3 2 1 33
days Q>3rd quartile Resultados: Régimen-recrutamiento 8 7 R 2 =,8671 6 5 4,1,2,3 Density + (ind./m2) 1. Cuanto más frecuente son las avenidas durante la incubación, menos recrutamiento de YOY. Crecidas moderadas pero frecuentes pueden afectar el recrutamiento annual, tanto como las grandes crecidas. 34
Otros resultados: Caudales bajos influyen en el tamaño de los juveniles y la frecuencia de caudales bajos durante la primavera, supone menor tamaño de las truchas de 1 año. E.g. Consejos de manejo del régimen: 1 st. No generar avenidas por encima del Q=3 rd quartile durante la incubación por encima de un número de días. 2 nd. No mantner el nivel de agua por debajo del Q=1 st quartile duante un periodo largo definido en el mismo periodo,y 3 rd. No generar periodos de caudales menores de Q=1 st quartile de varios días durante la primavera. 35
days Q>3rd quartile Si además tenemos un programa que simula la evolución de la población con el cambio de caudal. Se pueden usar estas recomendaciones como herramienta de negociación. 8 7 R 2 =,8671 6 5 4,1,2,3 Density + (ind./m2) 36
days Q>3rd quartile 8 7 R 2 =,8671 6 5 4,1,2,3 Density + (ind./m2) Cuánto puede bajar el recrutamiento en una población sin alcanzar situaciones peligrosas? Cuánto tiempo una perturbación en el régimen puede ser mantenida si afectar críticamente al recrutamiento? 37
nov-99 dic-99 ene- feb- mar- abr- may- jun- jul- ago- sep- oct- Mean daily flow (m3/s) Márgenes de caudales aceptables 1 8 6 4 2 Q=3 rd quartile (<55 dias) Q=1 st quartile (<1 dias) Q=1 st quartile (<25 días) Operaciones en el régimen de caudales que suelta la presa No aceptable. 38
nov-97 nov-97 nov-97 dic-97 dic-97 ene-98 ene-98 feb-98 feb-98 mar-98 mar-98 abr-98 abr-98 may-98 may-98 may-98 jun-98 jun-98 jul-98 jul-98 ago-98 ago-98 sep-98 sep-98 oct-98 oct-98 oct-98 Mean daily flow (m3/s) Flow operation margins 1 8 6 4 2 Q=3 rd quartile (<55 days) Q=1 st quartile (<1 days) Q=1 st quartile (<25 days) Operaciones en el régimen de caudales que suelta la presa Correctos. 39
Elementos clave Conocimiento de las fechas críticas y de los intervalos de caudales permitidos. 4
Mean Flow (cfs) Régimen Natural y biología piscícola 2 18 16 14 12 Spring Spawning Fall Spawning 1 8 Summer Rearing and Growth 6 4 2 1-Jan 15-Jan 29-Jan 12-Feb 26-Feb 12-Mar 26-Mar 9-Apr 23-Apr 7-May 21-May 4-Jun 18-Jun 2-Jul 16-Jul 3-Jul 13-Aug 27-Aug 1-Sep 24-Sep 8-Oct 22-Oct 5-Nov 19-Nov 3-Dec 17-Dec 31-Dec Day of the Year 41
La movilidad de los peces y las metapoblaciones 42
1 1 75 75 5 5 25 25 1 %+ %1+ %2+ %3+ %4+ %5+ %6+ 1 %+ %1+ %2+ %3+ %4+ %5+ %6+ 75 75 5 5 25 25 1 %+ %1+ %2+ %3+ %4+ %5+ %6+ 1 %+ %1+ %2+ %3+ %4+ %5+ %6+ 1 Bajo Najerilla (24) 75 75 75 5 5 5 25 25 25 1 %+ %1+ %2+ %3+ %4+ %5+ %6+ 1 %+ %1+ %2+ %3+ %4+ %5+ %6+ %+ %1+ %2+ %3+ %4+ %5+ %6+ 75 75 5 5 25 25 1 %+ %1+ %2+ %3+ %4+ %5+ %6+ 1 %+ %1+ %2+ %3+ %4+ %5+ %6+ 75 75 5 5 25 25 %+ %1+ %2+ %3+ %4+ %5+ %6+ %+ %1+ %2+ %3+ %4+ %5+ %6+ 43
,3,25 24,2,15,1,5 -,5,1,2,3,4 -,1 extra-alevinaje alevinaje añales madurez extra-madurez Bajo Najerilla-24 5 4 3 2 y = -1,5x + 5,8864 R 2 =,9873 1-1 2 4 6 8-2 -3-4 -5 Población del Bajo Najerilla (24). 44
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MesoHABSIM MesoHABSIM es una metodología de modelización del hábitat fluvial. Permite calcular cuánto hábitat hay disponible para la fauna considerada, bajo determinadas circunstancias ambientales. Escala mesohábitat: Área donde un animal pasa una parte significativa de su rutina diaria ~ hábitat funcional (Harper et al. 1995). Observación meso está menos afectada por coincidencias que la escala micro. Datos categóricos; no selecciona variables a priori. 47
52 estaciones: cada 6,7km (zonas trucheras: cada 4km) 2 campañas: primavera y verano 48
WUA(x1m²) Escala Mesohábitat MesoHABSIM Requiere: Caracterización de mesohábitats Modelos de fauna (presencia / abundancia) 3,5 3 2,5 2 1,5 1,5 AREAPONDERADAÚTIL,51,52,53,54,5 Caudal(m³/s) FrezaAlevínJuvenilAdulto Software: Excel SimStream 49
IFIM Disponibilidad de hábitat a escala de microhábitat 5
MesoHABSIM Disponibilidad de hábitat a escala de mesohábitat 51
Distribución HMUs 52
Simulación mejora 53
54