los caudales ambientales y la dma

113/04/23

LOS CAUDALES AMBIENTALES Y LA DMA: EL CASO DEL EBRO

Nuno Caiola & Carles Ibáñ[email protected] [email protected]

1. Que dice la DMA sobre los caudales ambientales?

2. El estado de la cuestión en el Ebro

3. Propuestas de caudales ambientales en el tramo final del Ebro

4. Estado ecológico del tramo final del Ebro

5. Caudales ambientales y especies introducidas

6. Validación biológica de caudales utilizando la comunidad de peces

13/04/232

Resumen

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Caudal ambiental

• La cuestión de los caudales ambientales es de una gran complejidad por el hecho de reunir componentes científicos, técnicos, políticos, sociales y económicos.

• La dificultad de su cuantificación y la trascendencia de su aplicación hacen de los caudales ambientales un tema polémico, sobre todo en la medida que presenta de forma creciente un componente de tipo legal.

• La Directiva Marco del Agua no ha echado luz sobre el tema, más bien parece a primera vista que lo ha esquivado, probablemente a causa de su complejidad. Aunque directamente los caudales ambientales no aparecen en la DMA, sí lo hacen de forma clara en relación a diversos aspectos de esta legislación.

13/04/234

Caudal ambiental• No existe una definición única y de consenso del concepto

de caudal ambiental, ni siquiera de su nombre (caudal ecológico, caudal de mantenimiento, caudal mínimo, etc.).

• La idea de caudal ecológico parte más bien de la hipótesis

que cualquier detracción de caudal o alteración del régimen hidrológico implica una alteración significativa de la estructura o la función del ecosistema; mientras que la idea de caudal de mantenimiento o caudal mínimo parte de la hipótesis que se puede alterar el régimen hidrológico sin modificar significativamente las funciones vitales del ecosistema.

• La aceptación o el rechazo de estas hipótesis es un reto científico complejo y de gran importancia por sus implicaciones socioeconómicas.

Los principales motivos por los cuales es muy difícil establecer una relación cuantitativa entre el régimen hidrológico y el estado ecológico de un sistema acuático son los siguientes:

• La comprobación directa, mediante experimentos a gran escala, es prácticamente imposible.

• Normalmente la alteración hidrológica de un río va acompañada de otras alteraciones, siendo muy difícil aislar los efectos de cada factor.

• La respuesta del ecosistema fluvial a la alteración hidrológica puede ser bastante específica i retardada en el tiempo, así que no podemos sacar conclusiones generales a partir de un caso ni de forma rápida.

A pesar de esta gran dificultad, es posible avanzar en la buena dirección si se realizan estudios detallados a largo plazo y se desarrollan modelos de simulación apropiados.

13/04/235

Caudal ambiental

• La relación cualitativa entre el régimen de caudales y las características ecológicas de un río son evidentes, pero la cuantificación siempre tiene un componente de incertidumbre y a menudo presenta componentes de subjetividad (“criterio de experto”).

• La pregunta clave: qué pierde el ecosistema fluvial a medida que reducimos el caudal y regularizamos el régimen hidrológico ?

• La complejidad del tema se puede ilustrar con algunas paradojas: por ejemplo, la regularización del régimen de caudales en ocasiones comporta un aumento de la biodiversidad (cuando se suprimen las perturbaciones naturales extremas). Por otra parte, la disminución del caudal (sin otras alteraciones) cambia la estructura y composición del ecosistema, pero ello no significa necesariamente que los indicadores de estado ecológico den valores inferiores (podemos pasar de un río en buen estado a otro río en buen estado, el tamaño no es determinante).

• Por ejemplo, el río Ebro, a pesar de sus evidentes alteraciones hidromorfológicas tiene valores elevados en algunos indicadores de estado ecológico.

13/04/236

Caudal ambiental

13/04/237

Directiva Marco del Agua

1. El termino caudal ambiental no aparece explícitamente pero sí de forma indirecta.

2. La DMA establece la necesidad de alcanzar el buen estado ecológico de los ríos (y otras masas de agua), cosa que difícilmente se puede conseguir si un régimen de caudales adecuado.

3. Para evaluar el estado ecológico de una forma cuantitativa y, a la vez, estándar, la DMA establece una serie de indicadores de diversos tipos.

4. La mayoría de estos indicadores están relacionados directa o indirectamente con los caudales, pero establecer una relación cuantitativa no es nada fácil.

5. Los indicadores hidromorfológicos son los menos desarrollados en la DMA, parecen adoptar un papel secundario.

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Directiva Marco del Agua

Estado ecológicoEstado ecológico

I. Hidromorfologic

os

I. Hidromorfologic

os

I. Fisico-químicosI. Fisico-químicos

ContinuidadContinuidad

HidrodolgíaHidrodolgía

MorfologíaMorfología

Ta, O2, salinidad, pH

Ta, O2, salinidad, pH

NutrientesNutrientes

ContaminantesContaminantes

I. BiológicosI. Biológicos

FitoplanctonFitoplancton

Otra flora

acuática

Otra flora

acuática

MacroinvertebrosMacroinvertebros

PecesPeces

Muy bueno(1)

Bueno (2)

Moderado (3)

Pobre (4)

Malo (5)

E-5592/09ES, Respuesta del Sr. Dimas en nombre de la Comisión (2.2.2010): •La fijación de un caudal ecológico mínimo en las cuencas de los ríos regulados por presas y sometidos a un uso intensivo de sus aguas se considera sumamente importante para la aplicación de la DMA. • No es posible alcanzar el objetivo de la DMA −un buen estado ecológico de las aguas superficiales− si no se garantiza un caudal ecológico mínimo. • El caudal mínimo ha de estar vinculado al objetivo de buen estado ecológico y, por consiguiente, deberá abordarse caso por caso, teniendo en cuenta las características físicas, hidrológicas y ecológicas de las masas de agua de que se trate.• Además del objetivo general del «buen estado ecológico», en el caso de las zonas designadas para la protección de los hábitats y las especies (como el lugar de importancia comunitaria ES0000020 Delta de l´Ebre), pueden ser necesarias medidas complementarias para garantizar el cumplimiento de los objetivos de las Directivas 92/43/CEE y 79/409/CEE. Al fijar objetivos de conformidad con la DMA, se deberían tener en cuenta estas medidas complementarias.• Con arreglo a la DMA, el proceso de establecimiento de condiciones de referencia y de la definición operativa de «buen estado ecológico» es independiente de los usos del agua que existan en ese momento (véanse artículo 4.1 y anexo V de la DMA). • Por consiguiente, es probable que un método que fije el caudal mínimo «como el restante de las concesiones de agua» no esté en consonancia con la DMA. En algunos casos, la cantidad de agua restante después de las concesiones puede ser suficiente para alcanzar los objetivos de la DMA y de la legislación sobre la protección de la naturaleza, pero el planteamiento teórico que se apunta en la pregunta escrita no garantiza que ello vaya a ser así en este caso.

13/04/239

DMA y caudales ambientales: ¿qué dice la Comisión Europea ?

13/04/2310

-Aparecen por primera vez en el Plan Hidrológico de la Cuenca del Ebro (PHCE), recientemente caducado. En este Plan se fijó un caudal mínimo en Tortosa de 100 m3/s, con carácter provisional y orientativo, a la espera de estudios posteriores…

- Sin embargo, el nuevo PHCE “en proceso de aprobación” sigue sin concretar una propuesta de caudales ambientales, y tampoco conocemos a día de hoy los estudios encargados por el gobierno en los cuales se debe basar el régimen de caudales ambientales

- A lo largo de los últimos años, y tras la aprobación del Plan Hidrológico Nacional (2001) se desata la polémica sobre los caudales ambientales y se plantean varias propuestas, más o menos basadas en estudios:

• 121 m3/s (PHN)• 88 m3/s (CHE)• 227, 301 y 397 m3/s para años secos, medios y húmedos (IRTA)

Caudales ambientales en el Ebro

13/04/23Peces del tramo final del Ebro

11

Caudales ambientales en el Ebro- La Ley del PHN, reformada el año 2004, establece en su Disposición Adicional Décima (PIPDE) que hay que definir un régimen de caudales ambientales específico para el tramo final del río Ebro, que garantice la conservación en buen estado ecológico del río, el delta y la zona marina de influencia.- Con el objetivo de cumplir con esta ley el Gobierno de Catalunya, a través de la Agencia Catalana del Agua, encargó al Programa de Ecosistemas Acuáticos del IRTA un estudio dirigido a plantear una propuesta de régimen de caudales.

13/04/2312

La propuesta catalana de caudales ambientales en tramo final del Ebro

• Los requerimientos de caudales ambientales anuales para las tres condiciones (año húmedo, normal y seco) son respectivamente de 12783 Hm3, 9691 Hm3 y 7305 Hm3, que representa aproximadamente el 70%, 53% y 40% de las aportación natural del río Ebro.

• Asumiendo los usos del agua en la cuenca del Ebro de los últimos 15

años, para los regímenes de caudales ambientales propuestos han existido a escala anual suficientes recursos el 75% de los años. En cambio, a escala mensual sólo se ha cubierto los regímenes RCAh, RCAm y RCAs el 20, 25 y 40% de los meses respectivamente.

• Esta propuesta basada en métodos hidrológicos se debe validar biológicamente (métodos de simulación de hábitat) y se deben incorporar específicamente las crecidas necesarias para el aporte de sedimentos al tramo final del río Ebro y el delta.

• En última instancia se debería llegar a una propuesta integrada, basada en un conjunto de métodos, que contemplen todas las funciones y valores que se deben conservar: especies y hábitats de interés, control de especies invasoras, control de la cuña salina, control de la regresión y la subsidencia, hidromorfología del río, productividad de la plataforma costera, etc.

13/04/2313

En definitiva…

- El establecimiento de caudales ambientales con criterios técnicos que garantice la conservación del río y el delta es una exigencia legal y un reto científico.

- La propuesta avalada por la Comissió de Sostenibilitat de les Terres de l’Ebre y por la Generalitat de Catalunya está basada en los mejores datos y métodos científicos existentes. Sin embargo, la propuesta es discutible y mejorable (como todo en el mundo científico), pero lamentablemente no se discute... ojalá se discutiese y se mejorase !

- El proceso de elaboración del nuevo PHCE ha esquivado el tema de los caudales ambientales de forma descarada, con una falta total de transparencia e incumpliendo la legislación.

-En la aprobación del anterior PHCE el Consejo del Agua votó que el cambio climático no era relevante... Votará ahora un régimen de caudales ambientales con criterios políticos, arbitrario y contrario a las exigencias legales ?

13/04/23 14

Validación biológica de propuestas de caudales para el tramo bajo del río Ebro

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Área de estudio

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Uno de nuestros objetivos

1. Conocer el estado actual de la estructura de las comunidades biológicas de este tramo de río

2. Entre esas comunidades, la ictiofauna:• Importante para la sensibilización de la opinión pública• Valor económico y lúdico• Buenos indicadores del estado ecológico• No existían estudios completos de la ictiofauna del tramo

bajo del Ebro

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1.Clasificación de la morfología del canal según la clasificación de Rosgen

2.Definición de un número mínimo de estaciones de muestreo representativo de la variabilidad morfológica

3.Cada estación de muestreo de 2 Km de acuerdo con las normas CEN de muestreo con pesca eléctrica (10x la anchura media del río)

Diseño del estudio

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Diseño del estudio

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Adecuación del muestreo

1. El muestreo debe de ser representativo

2. Se debe de optimizar el esfuerzo empleado

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Muestreo

1. En cada punto:• Pesca eléctrica• Variables ambientales asociadas

Calidad y estructura de la vegetación de ribera (vegetación dominante, % cobertura, índice QBR, etc.)

Calidad y estructura del hábitat acuático (sustrato dominante, velocidad de corriente, profundidad, cobertura de macrófitos, etc.)

Parámetros FQ del agua (pH, TºC, O2, etc.)

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Las comunidades piscícolas: especies autóctonas(tramo final estrictamente fluvial)

Familia Especies Nombre comúm

Petromyzontidae Petromyzon marinus Lamprea

Acipenseridae Acipenser sturio Esturión

Anguillidae Anguilla anguilla Anguila

Clupeidae Alosa fallax Saboga

Alosa alosa Sábalo

Cyprinidae Barbus graellsii Barbo del Ebro

Chondrostoma miegii Madrilla

Squalius laietanus Bagre

Cobitidae Cobitis paludica Colmilleja

Blennidae Salaria fluviatilis Fraile

Mugilidae Mugil cephalus Cabezudo

Liza ramada Liza

Chelon labrosus Liza

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Las comunidades piscícolas: especies autóctonas(tramo final estrictamente fluvial)


Petromyzontidae Petromyzon marinus Lamprea

Acipenseridae Acipenser sturio Esturión

Anguillidae Anguilla anguilla Anguila

Clupeidae Alosa fallax Saboga

Alosa alosa Sábalo

Cyprinidae Barbus graellsii Barbo del Ebro

Chondrostoma miegii Madrilla

Squalius laietanus Bagre

Cobitidae Cobitis paludica Colmilleja

Blennidae Salaria fluviatilis Fraile

Mugilidae Mugil cephalus Cabezudo

Liza ramada Liza

Chelon labrosus Liza

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Las comunidades piscícolas: especies introducidas(tramo final estrictamente fluvial)


Cyprinidae Alburnus alburnus Alburno

Carassius auratus Pez rojo

Cyprinus carpio Carpa

Pseudorasbora parva Pseudorasbora

Rutilus rutilus Rutilo

Scardinius erythrophthalmus Gardí

Gobio lozanoii Gobio

Siluridae Silurus glanis Siluro

Poecilidae Gambusia holbrooki Gambusia

Centrarchidae Micropterus salmoides Perca Americana

Lepomis gibbosus Pez sol

Percidae Sander lucioperca Sandra

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Resultados

13/04/23 25

Resultados

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Algunas conclusiones preliminares

1. La comunidad piscícola del tramo bajo del Ebro está desestructurada

2. Clara dominancia de especies introducidas:• Estas especies suelen estar asociadas a ambientes

degradados• Las especies introducidas son una de las principales causas de

la pérdida de diversidad• Pueden causar graves problemas socioeconómicos

3. Averiguar si existe una relación causa/efecto entre caudales y establecimiento de especies introducidas

4. Si es así, esta debería de ser una de las funciones ambientales de los caudales: proporcionar un hábitat adecuado a las especies nativas

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Validación Biológica: Principios básicos

Estructura y funcionalidad del

hábitat

Régimen de caudales

AfectaComunidades

biológicas

Afecta

Si sabemos

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hábitat


AfectaComunidades

biológicas

Afecta

Podemos inferir

Hábitat Adecuado Hábitat Adecuado


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hábitat


AfectaComunidades

biológicas

Afecta

Podemos simular

Caudal ambiental

Podemos determinar


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Modelización biológica

1. Dividir la comunidad de peces en dos tipos: 50% y < 50% de especies Introducidas (CPUE)

2. Considerar como variables abióticas a analizar solo aquellas que son “simulables” con el software de simulación de hábitat (profundidad, velocidad de corriente y sustrato dominante)

3. De las variables ambientales disponibles analizar el “mejor subconjunto posible de variables” para determinar los efectos de las tres variables sobre el tipo de comunidad piscícola

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1. Regresión logística multivariante. Valor del test de Wald y respectivo P valor que determina la entrada de cada variable testada en el modelo.

Variable Estimador Desv. estándar Estadística de Wald P-valor

V (m/s) -16.82 5.99 7.903941 0.005

Z (cm) 2.50 3.07 0.664905 0.415

Sust. Domin. -2.94 3.05 0.932068 0.334

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1. Regresión logística entre tipo de comunidad y velocidad de corriente

E01_01E01_02E01_03

E01_04E01_05E01_06E01_07

E01_08 E01_09E01_10E02_01 E02_02

E02_03

E02_04E02_05E02_06E02_07

E02_08

E02_09E02_10E03_01E03_02E03_03E03_04E03_05 E03_06E03_07E03_08 E03_09E03_10

E04_01 E04_02

E04_03E04_04E04_05

E04_06

E04_07

E04_08

E04_09E04_10E05_01E05_02

E05_03 E05_04

E05_05 E05_06

E05_07E05_08 E05_09E05_10

E06_01E06_02E06_03E06_04E06_05E06_06E06_07E06_08

E06_09

E06_10

-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

V (m/s )

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2In

tr/N

at<5

0

E01_01E01_02E01_03

E01_04E01_05E01_06E01_07

E01_08 E01_09E01_10E02_01 E02_02

E02_03

E02_04E02_05E02_06E02_07

E02_08

E02_09E02_10E03_01E03_02E03_03E03_04E03_05 E03_06E03_07E03_08 E03_09E03_10

E04_01 E04_02

E04_03E04_04E04_05

E04_06

E04_07

E04_08

E04_09E04_10E05_01E05_02

E05_03 E05_04

E05_05 E05_06

E05_07E05_08 E05_09E05_10

E06_01E06_02E06_03E06_04E06_05E06_06E06_07E06_08

E06_09

E06_10

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Validación biológica

1. Porcentaje de casos bien clasificados, haciendo la relación entre los valores observados y predichos de la estructura de la comunidad de peces del tramo fina del Ebro

Valores

observados

Valores predichos Porcentaje correctos

0 1

0 34 2 94.44

1 6 8 42.86

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Modelización hidráulica

1. Aplicar un modelo hidráulico que permita realizar simulaciones de la velocidad de la corriente en los márgenes con diferentes escenarios de caudal (Hec-Ras, ACA)

2. Hacer las simulaciones para diferentes regimenes de caudal:

• 88 m3/s (CHE)

• 100 m3/s (caudal actual)

• 121 m3/s (PHN)

• 227, 301 y 397 m3/s para años secos, medios y húmedos, respectivamente (IRTA)

3. Hacer un análisis de la cantidad de hábitat idóneo para mantener comunidades no dominadas por especies introducidas

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Validación biológica1. Dispersión y tendencia (valor mediano; percentiles 25 y 75; rango sin

outliers) de las velocidades de corriente en los márgenes del tramo bajo del río Ebro con diferentes valores de caudal.

88 100 121 227 301 397

Q (m3/s )

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

V (

m/s

)

88 100 121 227 301 397

Q (m3/s )

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

P_I

nt/N

at<0

.5

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Validación biológica1. Dispersión y tendencia (valor mediano; percentiles 25 y 75; rango sin

outliers) de la probabilidad de encontrar una comunidad piscícola que no esté dominada por especies introducidas en el tramo bajo del río Ebro con diferentes valores de caudal.

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Validación biológica1. Porcentaje de hábitat idóneo para los diferentes escenarios de

caudal

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

88 100 121 227 301 397

Q (m3/s)

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Conclusiones

1. Las comunidades de peces se ven afectadas por los caudales circulantes

2. A caudales más elevados corresponden velocidades de corriente más altas en los márgenes

3. Velocidades de corriente más altas de 0.4 m/s favorecen a comunidades piscícolas con una proporción de especies introducidas inferior al 50%

4. De las seis propuestas de caudales las tres que cumplen este objetivo ambiental son aquellas calculadas con el modelo Sacramento para diferentes tipos de años según la pluviosidad

los caudales ambientales y la dma

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