Los caudales ambientales describen la cantidad, el momento y la calidad de los caudales de agua necesarios para mantener los ecosistemas de agua dulce y estuarinos y los medios de vida y el bienestar humanos que dependen de estos ecosistemas. En el contexto de la India, los caudales fluviales 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 caudal que prevea los usos humanos y mantenga los procesos esenciales necesarios para sustentar ecosistemas fluviales saludables . Los caudales ambientales no necesariamente requieren restaurar los patrones de caudal naturales y prístinos que se producirían sin el desarrollo, el uso y la desviación humanos, sino que, en cambio, tienen por objeto producir un conjunto más amplio de valores y beneficios de los ríos que de la gestión centrada estrictamente en el suministro de agua, la energía, la recreación o el control de inundaciones .
Los ríos son partes de sistemas integrados que incluyen llanuras aluviales y corredores ribereños . En conjunto, estos sistemas proporcionan un amplio conjunto de beneficios. Sin embargo, los ríos del mundo se ven cada vez más alterados mediante la construcción de represas, desviaciones 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 planeadas solo en el río Yangtze de China. [3] Las represas y otras estructuras fluviales cambian los patrones de flujo aguas abajo y, en consecuencia, afectan la calidad del agua, la temperatura, el movimiento y la 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 flujos ambientales buscan mantener estas funciones fluviales y, al mismo tiempo, proporcionar los 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 principalmente 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 impulsaron a los científicos a buscar formas de modificar las operaciones de las represas para mantener ciertas especies de peces. El enfoque inicial fue 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 dentro de los cauces", que enfatizaban la necesidad de mantener el agua dentro de los cursos de agua.
En la década de 1990, los científicos se dieron cuenta de que los sistemas biológicos y sociales que sustentan los ríos son demasiado complejos para resumirlos en un único requisito de caudal mínimo. [5] [6] Desde la década de 1990, la restauración y el mantenimiento de caudales ambientales más integrales ha ganado cada vez más apoyo, al igual que la capacidad de los científicos e ingenieros para definir estos caudales a fin de mantener todo el espectro de especies, procesos y servicios fluviales. Además, la implementación ha evolucionado desde la reoperación de represas [7] hasta una integración de todos los aspectos de la gestión del agua [8] , incluidas las derivaciones y los caudales de retorno de aguas subterráneas y superficiales , así como el uso de la tierra y la gestión de las aguas pluviales. La ciencia para respaldar la determinación y la gestión de caudales ambientales a escala regional también ha avanzado. [9]
En una encuesta mundial realizada en 2003 entre especialistas en agua para evaluar las percepciones sobre el caudal ambiental, el 88% de los 272 encuestados coincidieron en que el concepto es esencial para gestionar de forma 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 caudal ambiental, aunque su aplicación sigue siendo un desafío. [12]
Un esfuerzo que se está llevando a cabo actualmente 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 Estados Unidos (USACE), que es el mayor gestor de agua de los Estados Unidos. Desde 2002, TNC y el USACE han estado trabajando para definir e implementar caudales ambientales modificando el funcionamiento de las presas del USACE en 8 ríos de 12 estados. La reoperación de las presas para liberar los caudales ambientales, en combinación con la restauración de las llanuras aluviales, ha aumentado en algunos casos el agua disponible para la producción de energía hidroeléctrica y 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. Tras haber debatido la modificación de las operaciones de la presa desde principios de los años 1990, las partes interesadas locales comenzaron a trabajar con TNC y el USACE en 2005 para identificar estrategias específicas para mejorar la salud ecológica y la biodiversidad de la cuenca del río aguas abajo de la presa. Los científicos recopilaron la mejor información disponible y trabajaron juntos para definir los caudales ambientales para el río Bill Williams. [13] Aunque no todos los componentes de caudal ambiental recomendados se pudieron implementar de inmediato, el USACE ha cambiado sus operaciones de la presa Alamo para incorporar más caudales bajos naturales e inundaciones controladas. El seguimiento continuo está capturando las respuestas ecológicas resultantes, como el rejuvenecimiento del bosque nativo de sauces y álamos, la supresión de tamariscos invasores y no nativos, la restauración de densidades más naturales de presas de castores y el hábitat lótico-léntico asociado, los cambios en las poblaciones de insectos acuáticos y la recarga mejorada de las aguas subterráneas . Los ingenieros del USACE continúan consultando con científicos periódicamente y utilizan los resultados del monitoreo para refinar aún más las operaciones de la presa. [14]
Otro caso en el que las partes interesadas elaboraron recomendaciones sobre caudales ambientales es el Proyecto Hidroeléctrico Patuca III de Honduras . El río Patuca, el segundo río más largo de América Central, ha sustentado poblaciones de peces, nutrido cultivos y permitido la navegación de muchas comunidades indígenas, incluidos los indios tawahka, pech y miskitos, durante cientos de años. Para proteger la salud ecológica de la selva tropical intacta más grande al norte del Amazonas y sus habitantes, TNC y la Empresa Nacional de Energía Eléctrica (ENEE, la agencia responsable del proyecto) acordaron estudiar y determinar los caudales necesarios para mantener la salud de las comunidades humanas y naturales a lo largo del río. Debido a la disponibilidad de datos muy limitados, 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 de río casi prístino. [15]
En todo el mundo se utilizan más de 200 métodos para prescribir los caudales fluviales necesarios para mantener ríos sanos. Sin embargo, muy pocos de ellos son exhaustivos 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 sanos. [16] Entre estos enfoques exhaustivos se encuentran DRIFT (Respuesta aguas abajo a la transformación impuesta del caudal), [17] BBM (Metodología de bloques de construcción) [18] y el "Proceso Savannah" [19] para la evaluación del caudal ambiental específico del sitio, y ELOHA (Límites ecológicos de 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 dada dependen de la cantidad de recursos y datos disponibles, los problemas más importantes y el nivel de certeza requerido. Para facilitar las prescripciones de caudal ambiental, grupos como el Centro de Ingeniería Hidrológica del USACE han desarrollado una serie de modelos y herramientas informáticas para capturar los requisitos de caudal definidos en un taller (por ejemplo, HEC-RPT Archivado 2022-01-18 en Wayback Machine ) o para evaluar las implicaciones de la implementación del caudal ambiental (por ejemplo, HEC-ResSim Archivado 2022-03-09 en Wayback Machine , HEC-RAS Archivado 2022-03-20 en Wayback Machine y HEC-EFM Archivado 2018-02-23 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 forma más apropiada los caudales ambientales a gran escala. [21] Este modelo se basa en una variedad lenta del cierre de grandes remolinos turbulentos de Smagorinsky en lugar de ecuaciones de flujo de promedio de profundidad convencionales.
Otros métodos probados y comprobados de evaluación del caudal ambiental incluyen DRIFT (King et al. 2003), que se utilizó recientemente en la disputa por la central hidroeléctrica de Kishenganga entre Pakistán y la 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 planeando en los ríos del Himalaya para la generación de energía hidroeléctrica. Las cascadas de represas planeadas a lo largo de los ríos Lohit , Dibang en el río Brahmaputra , Alaknanda y Bhagirathi en la cuenca del Ganges y el Teesta en Sikkim , por ejemplo, terminarían en que los ríos fluirían más a través de túneles y canales de contención que por los canales fluviales. Varias autoridades han hecho algunas recomendaciones (tribunales, tribunales, Comité de Evaluación de Expertos del Ministerio de Medio Ambiente y Bosques (India) ) sobre la liberación de caudales ambientales de las represas. Sin embargo, estas recomendaciones nunca han estado respaldadas por objetivos sólidos sobre por qué se necesitan ciertas liberaciones de caudales ambientales. [22]
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