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24/05/2010
1
MadridMadrid88‐‐9 junio 9 junio
20102010
José Anastasio Fernández YusteJosé Anastasio Fernández YusteCarolina Martínez SantaCarolina Martínez Santa‐‐MaríaMaría
EL RÉGIMEN NATURAL DE CAUDALES
24/05/2010
2
¿El régimen natural de caudales?
Aquel régimen régimen que circula de forma natural por el cauce
No esta afectado por regulación y/o detracción de caudales.
24/05/2010
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“El régimen natural de caudales: una diversidad predecible”
Poff et al., 1997
una diversidad imprescindible
EL RÉGIMEN NATURAL DE CAUDALES
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5
disc
harg
e(m
3 /s)
time
NATURAL FLOWRÉGIMEN NATURAL
tiempo
ECOSISTEMA FLUVIAL
AVENIDAS EXTREMAS
CONECTIVIDAD LATERAL Y LONGITUDINAL
Basado en Bunn & Arthington, 2002
ACCESO A LAS BANDAS RIPARIAS Y LLANURAS DE
INUNDACIÓN
Cau
dal (
m 3
/ s)
¿QUÉ papel juega el régimen de caudales en el funcionamiento del ecosistema fluvial?
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disc
harg
e(m
3 /s)
time
NATURAL FLOWRÉGIMEN NATURAL
tiempo
ECOSISTEMA FLUVIAL
AVENIDAS EXTREMAS
CONECTIVIDAD LATERAL Y LONGITUDINAL
Basado en Bunn & Arthington, 2002
ESTÍMULO PARA
LA MIGRACIÓN Y
REPRODUCCIÓN
DIVERSIDAD FÍSICA
DIVERSIDAD HIDRÁULICA
BIODIVERSIDAD
VARIABILIDAD
PUNTOS DE INFLEXIÓN
ESTACIONALIDAD
CICLOS VITALES
FASES O PERÍODOS CRÍTICOS
CONDICIONES MÁS EXTREMAS
CAUDALES BASE
SEQUÍAS
EL RÉGIMEN NATURAL DE CAUDALES ES EL PRINCIPAL AGENTE ORGANIZADOR DEL ECOSISTEMA FLUVIAL : PARADIGMA DE POFF
ACCESO A LAS BANDAS RIPARIAS Y LLANURAS DE
INUNDACIÓN
Cau
dal (
m 3
/ s)
UNA DIVERSIDAD IMPRESCINDIBLE
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¿Qué aspectos del régimen de caudales hay que estudiar?
MAGNITUD
VARIABILIDAD
ESTACIONALIDAD
DURACIÓN
TASAS DE CAMBIO
En sincronía con los ciclos de vida de las especies
Crítica en situaciones extremas: avenidas y sequías
Determina la disponibilidad general de agua en el ecosistema
Condicionante de la dinámica geomorfológica y ecológica, potenciador de la diversidad
Capacidad de respuesta de las especies
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• Determina la DISPONIBILIDAD general de agua en el ecosistema
MAGNITUD
• Condicionante de la dinámica geomorfológica y ecológica, potenciadorde la DIVERSIDADVARIABILIDAD
• Compatible con la CAPACIDAD DE RESPUESTA de las especies
ESTACIONALIDAD
DURACIÓN
TASAS DE CAMBIO
• En SINCRONÍA con los ciclos de vida de las especies
• Crítica en situaciones extremas; avenidas y sequías. Ligado a la capacidad de RESILIENCIA
¿Qué aspectos del régimen de caudales hay que estudiar?
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RÉGIMEN NATURAL
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
Disponibilidad de hábitatDiversidadSincronía
ResilienciaAdaptación
ECOSISTEMA FLUVIAL
una diversidad imprescindible
Términos hidrológicos
Aspectos ambientales
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REGIMEN NATURAL(tres escalas hidrológicas)
Valores habituales
VALORES EXTREMOS
Avenidas
Sequías
NATURAL FLOW
una diversidad imprescindible, una diversidad predecible
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales
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I. VALORES HABITUALES: aportaciones anuales y mensuales
NATURAL FLOW
Magnitud
REGIMEN NATURAL
¿Qué parámetro seleccionamos?
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
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Aportaciones anuales (hm3)
0
50
10 0
150
20 0
2 50
30 0
3 50
44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101
hm3
Régimen natural
Aportación anual media de los “n” años
¿Cómo lo conseguimos?CURVA DE PERCENTILES DE EXCEDENCIA PARA LAS APORTACIONES ANUALES EN RÉGIMEN NATURAL
¿Qué queremos?CLASIFICAR LOS AÑOS EN TRES TIPOS : HÚMEDOS, MEDIOS Y SECOS
CONOCER CUAL ES EL % DE PRESENCIA DE CADA TIPO EN LA SERIE
¿Qué parámetro seleccionamos?
MAGNITUD DE LAS APORTACIONES ANUALES
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Percentiles de excedencia para aportaciones anuales (hm3)
0
5 0
10 0
15 0
2 0 0
2 5 0
3 0 0
3 5 0
0,0 0 0,0 5 0,1 0 0,15 0,20 0 ,25 0 ,30 0 ,35 0, 40 0, 45 0, 50 0,5 5 0,6 0 0,6 5 0,7 0 0 ,75 0 ,80 0 ,85 0 ,90 0 ,95 1, 00
P er cen t i l es d e e xc ed en ci a
AÑOS HÚMEDOS
AP 75%
AP 25%
AÑOS MEDIOS
AÑOS SECOS
Aportaciones anuales (hm3)
0
50
1 00
1 50
2 00
2 50
3 00
3 50
44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101
hm3
UMBRAL PARA AÑO SECO
UMBRAL PARA AÑO HUMEDO
EL ESTUDIO DE VALORES HABITUALES SE REALIZARÁ POR
SEPARADO PARA CADA “TIPO” DE AÑO
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I. VALORES HABITUALES: aportaciones anuales y mensuales
NATURAL FLOW
Magnitud
REGIMEN NATURAL
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
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I. VALORES HABITUALES: aportaciones anuales y mensuales
NATURAL FLOW
REGIMEN NATURAL
Variabilidad
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
24/05/2010
17
I. VALORES HABITUALES: aportaciones anuales y mensuales
NATURAL FLOW
REGIMEN NATURAL
Estacionalidad
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
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18
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
CAU
DAL
(m
3 /s)
Porcentaje de tiempo con caudal excedido
CURVA DE CAUDALES CLASIFICADOS
CONTRERAS NATURAL
Variabilidad habitual A nivel diario
Intervalo de variabilidad habitual
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
CAU
DAL
(m
3 /s)
Porcentaje de tiempo con caudal excedido
CURVA DE CAUDALES CLASIFICADOS
CONTRERAS NATURAL
CONTRERAS ALTERADO
Intervalo de variabilidad habitual
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II. AVENIDAS
NATURAL FLOW
Magnitud
¿Qué parámetro seleccionamos?
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
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Avenidas de diferente magnitud y frecuencia son
necesarias para el mantenimiento de la
biodiversidad de los ecosistemas fluviales
DENOMINACIÓN MAGNITUD FRECUENCIA SIGNIFICACIÓN
Basado en Poff et al., 1997
B:HABITUAL
pequeña alta Biológica, limpieza del sustrato
C:GEOMORFOLÓGICA
media media Dinámica morfológica
D, E:CONECTIVIDAD
alta baja Conexión cauce‐ribera‐llanura
¿Qué parámetro seleccionamos? Necesitamos 3 parámetros
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..
Ley de Aguas:
“máxima crecida ordinaria”
como Caudal que conforma el cauce
IAH: METODOLOGÍA
Parámetro para caracterizar AVENIDAS GEOMORFOLÓGICAS:
Q MCO = Qc* (0,7+0,6*CV (Qc))
CAUDAL GENERADOR DEL LECHO:Caudal que a largo plazo realiza un mayor trabajo de movilización y transporte, siendo responsable de la geometría del río tanto en sección como en planta
Qc= valor medio de la serie de máximos caudales diarios anuales
CV = coeficiente de variación
w= K1*QGL0,5
= Q G L
w
d
d= K2*QGLb b: 0,33‐0,43
v= K3*QGLc
Secuencia rápido‐remanso ≅ 6 w
SECCION
PLANTA
L ≅ 4‐18 w ; A ≅ 7‐10 wPERFIL LONGITUDINAL
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¿Caudal de conectividad (Q CONEC)?
Caudal que:
rebasa el cauce y accede a la llanura inundándola
es mayor que Q Generador del Lecho
¿Cuánto más?
¡Propuesta!
Q CONEC = caudal correspondiente al doble de período de retorno del QGL n
Qnatur al
0
2 0
4 0
6 0
8 0
10 0
12 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1 12 13 14 15
PERI OD O DE RET OR NO
QG
L
T(QGL) 2T
QCONEC
IAH: METODOLOGÍA
Parámetro para caracterizar AVENIDAS DE CONECTIVIDAD
Q CONEC
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..
¿avenidas habituales?
Caudal alto que se presenta habitualmente en el cauce
Emplear la Curva de Caudales Clasificados para acotar “habitual”
1. transportan los materiales más finos
2. manteniendo la diversidad de la comunidad de macroinvertebrados bénticos
3. garantizando sustratos adecuados para la freza
IAH: METODOLOGÍA
Parámetro para caracterizar AVENIDAS HABITUALES
AvAv habitualhabitual = caudal correspondiente al percentil de excedencia del 5%
caudal que se presenta normalmente todos los años‐ es igualado o superado como promedio unos 18 días al año
¡Propuesta!
C U R V A D E C A U D ALES C LA SIF IC A D O S
0
5
1 0
1 5
2 0
2 5
3 0
3 5
4 0
4 5
5 0
5 5
6 0
6 5
7 0
7 5
8 0
0 10 20 3 0 4 0 50 60 70 8 0 9 0 1 0 0
%TI E M P O EX CE DI D O
Q 5%
5%
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II. AVENIDAS
NATURAL FLOW
Magnitud
¿Qué parámetro seleccionamos?
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
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II. AVENIDAS
NATURAL FLOW
Magnitud
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
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II. AVENIDAS
NATURAL FLOW
Variabilidad
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
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II. AVENIDAS
NATURAL FLOW
Estacionalidad
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
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II. AVENIDAS
NATURAL FLOW
Duración
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
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III. SEQUÍAS
NATURAL FLOW
Magnitud
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales
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III. SEQUÍAS
NATURAL FLOW
Variabilidad
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales
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III. SEQUÍAS
NATURAL FLOW
Estacionalidad
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales
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III. SEQUÍAS
NATURAL FLOW
Duración
MagnitudVariabilidad
EstacionalidadDuración
Tasa de cambio
¿cómo podemos caracterizar el régimen de caudales