Los flujos ambientales describen la cantidad, el momento y la calidad de los flujos de agua necesarios para sostener los ecosistemas de agua dulce y estuarinos y los medios de vida y el bienestar humanos que dependen de estos ecosistemas. En el contexto indio , los caudales de los ríos necesarios para las necesidades culturales y espirituales adquieren importancia. [1] A través de la implementación de caudales ambientales, los administradores del agua se esfuerzan por lograr un régimen o patrón de flujo que proporcione usos humanos y mantenga los procesos esenciales necesarios para sustentar ecosistemas fluviales saludables . Los caudales ambientales no necesariamente requieren restaurar los patrones de flujo naturales y prístinos que ocurrirían sin el desarrollo, uso y desviación humanos, sino que, en cambio, están destinados a producir un conjunto más amplio de valores y beneficios de los ríos que de una gestión centrada estrictamente en el suministro de agua. energía, recreación o control de inundaciones .
Los ríos son parte de sistemas integrados que incluyen llanuras aluviales y corredores ribereños . En conjunto, estos sistemas proporcionan un gran conjunto de beneficios. Sin embargo, los ríos del mundo se están alterando cada vez más mediante la construcción de presas, desvíos y diques . Más de la mitad de los grandes ríos del mundo están represados, [2] una cifra que sigue aumentando. Casi 1.000 represas están planificadas o en construcción en América del Sur y 50 nuevas represas están previstas sólo en el río Yangtze de China. [3] Las represas y otras estructuras fluviales cambian los patrones de flujo río abajo y, en consecuencia, afectan la calidad del agua, la temperatura, el movimiento y deposición de sedimentos, los peces y la vida silvestre, y los medios de vida de las personas que dependen de ecosistemas fluviales saludables. [4] Los caudales ambientales buscan mantener estas funciones fluviales y al mismo tiempo proporcionar beneficios tradicionales fuera de la corriente.
Desde principios del siglo XX hasta la década de 1960, la gestión del agua en los países desarrollados se centró en gran medida en maximizar la protección contra inundaciones , el suministro de agua y la generación de energía hidroeléctrica . Durante la década de 1970, los efectos ecológicos y económicos de estos proyectos llevaron a los científicos a buscar formas de modificar las operaciones de las represas para mantener ciertas especies de peces. El objetivo inicial era determinar el caudal mínimo necesario para preservar una especie individual, como la trucha , en un río. Los caudales ambientales evolucionaron a partir de este concepto de "caudales mínimos" y, más tarde, de "caudales internos", que enfatizaban la necesidad de mantener el agua dentro de las vías fluviales.
En la década de 1990, los científicos se dieron cuenta de que los sistemas biológicos y sociales sustentados por los ríos son demasiado complicados para resumirlos en un único requisito de caudal mínimo. [5] [6] Desde la década de 1990, la restauración y el mantenimiento de flujos ambientales más integrales ha ganado un apoyo cada vez mayor, al igual que la capacidad de los científicos e ingenieros para definir estos flujos para mantener el espectro completo de especies, procesos y servicios fluviales. Además, la implementación ha evolucionado desde la reoperación de la presa [7] hasta la integración de todos los aspectos de la gestión del agua, [8] incluidos los desvíos y flujos de retorno de aguas subterráneas y superficiales , así como el uso de la tierra y la gestión de aguas pluviales. La ciencia para apoyar la determinación y gestión de caudales ambientales a escala regional también ha avanzado. [9]
En una encuesta mundial de especialistas en agua realizada en 2003 para medir las percepciones sobre el caudal ambiental, el 88% de los 272 encuestados coincidieron en que el concepto es esencial para gestionar de manera sostenible los recursos hídricos y satisfacer las necesidades a largo plazo de las personas. [10] En 2007, la Declaración de Brisbane sobre Caudales Ambientales fue respaldada por más de 750 profesionales de más de 50 países. [11] La declaración anunció un compromiso oficial de trabajar juntos para proteger y restaurar los ríos y lagos del mundo. En 2010, muchos países de todo el mundo habían adoptado políticas de caudales ambientales, aunque su implementación sigue siendo un desafío. [12]
Un esfuerzo actualmente en marcha para restaurar los caudales ambientales es el Proyecto de Ríos Sostenibles, una colaboración entre The Nature Conservancy (TNC) y el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. (USACE), que es el administrador de agua más grande de los Estados Unidos. Desde 2002, TNC y USACE han estado trabajando para definir e implementar caudales ambientales alterando las operaciones de las represas de USACE en 8 ríos en 12 estados. La reoperación de presas para liberar caudales ambientales, en combinación con la restauración de llanuras aluviales, en algunos casos ha aumentado el agua disponible para la producción hidroeléctrica y, al mismo tiempo, ha reducido el riesgo de inundaciones.
El río Bill Williams de Arizona , que fluye aguas abajo de la presa Alamo , es uno de los ríos incluidos en el Proyecto de Ríos Sostenibles. Después de haber discutido la modificación de las operaciones de la represa desde principios de la década de 1990, las partes interesadas locales comenzaron a trabajar con TNC y USACE en 2005 para identificar estrategias específicas para mejorar la salud ecológica y la biodiversidad de la cuenca del río aguas abajo de la represa. Los científicos recopilaron la mejor información disponible y trabajaron juntos para definir los caudales ambientales del río Bill Williams. [13] Si bien no todos los componentes de flujo ambiental recomendados podrían implementarse de inmediato, el USACE ha cambiado sus operaciones de la presa Alamo para incorporar flujos bajos más naturales e inundaciones controladas. El monitoreo continuo está capturando las respuestas ecológicas resultantes, como el rejuvenecimiento de los bosques nativos de sauces y álamos, la supresión de tamariscos invasores y no nativos, la restauración de densidades más naturales de represas de castores y el hábitat lótico-léntico asociado, cambios en las poblaciones de insectos acuáticos y mejoras en el agua subterránea . recargar . Los ingenieros del USACE continúan consultando con los científicos de forma regular y utilizan los resultados del monitoreo para perfeccionar aún más las operaciones de la presa. [14]
Otro caso en el que las partes interesadas desarrollaron recomendaciones de caudal ambiental es el Proyecto Hidroeléctrico Patuca III de Honduras . El río Patuca, el segundo río más largo de Centroamérica, ha sustentado poblaciones de peces, nutrido cultivos y permitido la navegación de muchas comunidades indígenas, incluidos los indios Tawahka, Pech y Miskito, durante cientos de años. Para proteger la salud ecológica de la selva tropical más grande del norte de la Amazonía y de sus habitantes, TNC y la Empresa Nacional de Energía Eléctrica (ENEE, agencia responsable del proyecto) acordaron estudiar y determinar los caudales necesarios para sostener la salud humana y natural. comunidades a lo largo del río. Debido a los muy limitados datos disponibles, se desarrollaron enfoques innovadores para estimar las necesidades de caudal basándose en las experiencias y observaciones de la población local que depende de este tramo casi prístino del río. [15]
Se utilizan más de 200 métodos en todo el mundo para prescribir los caudales fluviales necesarios para mantenerlos sanos. Sin embargo, muy pocos de ellos son integrales y holísticos, y tienen en cuenta la variación estacional e interanual del caudal necesaria para sustentar toda la gama de servicios ecosistémicos que proporcionan los ríos saludables. [16] Dichos enfoques integrales incluyen DRIFT (Respuesta aguas abajo a la transformación del flujo impuesto), [17] BBM (Metodología de bloques de construcción), [18] y el "Proceso Savannah" [19] para la evaluación del flujo ambiental específico del sitio, y ELOHA ( Límites ecológicos de la alteración hidrológica) para la planificación y gestión de los recursos hídricos a escala regional. [20] El "mejor" método, o más probablemente los métodos, para una situación determinada depende de la cantidad de recursos y datos disponibles, las cuestiones más importantes y el nivel de certeza requerido. Para facilitar las prescripciones de flujo ambiental, grupos como el Centro de Ingeniería Hidrológica del USACE han desarrollado una serie de modelos y herramientas informáticas para capturar los requisitos de flujo definidos en un taller (por ejemplo, HEC- RPT Archivado el 18 de enero de 2022 en Wayback Machine ) o para evaluar las implicaciones de la implementación del flujo ambiental (p. ej., HEC-ResSim Archivado el 9 de marzo de 2022 en Wayback Machine , HEC-RAS Archivado el 20 de marzo de 2022 en Wayback Machine y HEC-EFM Archivado el 23 de febrero de 2018 en Wayback Machine ). Además, se desarrolla un modelo 2D a partir de un modelo de turbulencia 3D basado en el cierre de grandes remolinos de Smagorinsky para modelar de manera más apropiada los flujos ambientales a gran escala. [21] Este modelo se basa en una variedad lenta del turbulento cierre del gran remolino de Smagorinsky en lugar de ecuaciones de flujo convencionales de promediación de profundidad.
Otros métodos probados y probados de evaluación de caudal ambiental incluyen DRIFT (King et al. 2003), que se utilizó recientemente en la disputa de Kishenganga HPP entre Pakistán e India en la Corte Internacional de Arbitraje.
En la India , la necesidad de caudales ambientales ha surgido a partir de los cientos de grandes represas que se están planificando en los ríos del Himalaya para la generación de energía hidroeléctrica. Las cascadas de represas planificadas a lo largo del río Lohit , el río Dibang en el río Brahmaputra , los ríos Alaknanda y Bhagirathi en la cuenca del Ganges y el Teesta en Sikkim , por ejemplo, terminarían en ríos que fluyen más a través de túneles y corrales que en el río. canales. Varias autoridades (tribunales, tribunales, comité de evaluación de expertos del Ministerio de Medio Ambiente y Bosques (India) ) han formulado algunas recomendaciones sobre la liberación de flujos electrónicos de las represas. Sin embargo, estas recomendaciones nunca han estado respaldadas por objetivos sólidos sobre por qué se necesitan ciertas versiones de e-flow. [22]
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