flujo ambiental

Los caudales ambientales describen la cantidad, el momento y la calidad de los flujos de agua necesarios para mantener los ecosistemas de agua dulce y estuarinos , así como los medios de subsistencia y el bienestar humanos que dependen de estos ecosistemas. En el contexto indio , los caudales fluviales necesarios para las necesidades culturales y espirituales adquieren importancia. ^{[ 1 ]} Mediante la implementación de caudales ambientales, los gestores del agua se esfuerzan por lograr un régimen o patrón de flujo que satisfaga los usos humanos y mantenga los procesos esenciales necesarios para sustentar ecosistemas fluviales saludables . Los caudales ambientales no requieren necesariamente la restauración de los patrones de flujo naturales y prístinos que ocurrirían sin el desarrollo, el uso y la desviación humanos, sino que, en cambio, están destinados a producir un conjunto más amplio de valores y beneficios de los ríos que los que se obtienen de una gestión centrada estrictamente en el suministro de agua, la energía, la recreación o el control de inundaciones .

Los ríos son parte de sistemas integrados que incluyen llanuras aluviales y corredores ribereños . En conjunto, estos sistemas proporcionan una amplia gama de beneficios. Sin embargo, los ríos del mundo se están alterando cada vez más mediante la construcción de represas, desvíos y diques . Más de la mitad de los grandes ríos del mundo están represados, ^{[ 2 ]} una cifra que continúa en aumento. Casi 1000 represas están planificadas o en construcción en Sudamérica y 50 nuevas represas están planificadas solo en el río Yangtsé 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 subsistencia de las personas que dependen de ecosistemas fluviales saludables. ^{[ 4 ]} Los caudales ambientales buscan mantener estas funciones fluviales al tiempo que proporcionan los beneficios tradicionales fuera del cauce.

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 el funcionamiento de las presas para mantener ciertas especies de peces. ^{[ 5 ]} 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, posteriormente, de "caudales en el cauce", que enfatizaban la necesidad de mantener el agua dentro de los cauces.

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. ^{[ 6 ] [ 7 ]} Desde la década de 1990, la restauración y el mantenimiento de caudales ambientales más completos han ganado cada vez más apoyo, al igual que la capacidad de los científicos e ingenieros para definir estos caudales y mantener todo el espectro de especies, procesos y servicios fluviales. Además, la implementación ha evolucionado desde la reoperación de presas ^{[ 7 ]} hasta la integración de todos los aspectos de la gestión del agua, ^{[ 8 ]} incluyendo las derivaciones y los flujos de retorno de aguas subterráneas y superficiales , así como el uso del suelo y la gestión de aguas pluviales. La ciencia para respaldar la determinación y gestión de caudales ambientales a escala regional también ha avanzado. ^{[ 9 ]}

En una encuesta mundial realizada en 2003 a especialistas en agua para evaluar las percepciones sobre el caudal ambiental, el 88 % de los 272 encuestados coincidió en que el concepto es esencial para la gestión sostenible de los recursos hídricos y para 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 para trabajar juntos en la protección y restauración de los ríos y lagos del mundo. Para 2010, muchos países del mundo habían adoptado políticas de caudal ambiental, aunque su implementación sigue siendo un desafío. ^{[ 12 ]}

Una iniciativa que actualmente se está llevando a cabo 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. ^{[ 13 ]} 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. ^{[ 14 ]} La reoperación de las presas para liberar 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 al tiempo que 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 destacados en el Proyecto de Ríos Sostenibles. Después de haber discutido la modificación de las operaciones de la presa 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 presa. Los científicos recopilaron la mejor información disponible y trabajaron juntos para definir los caudales ambientales para el río Bill Williams . ^{[ 15 ]} Si bien no todos los componentes de caudal ambiental recomendados pudieron implementarse de inmediato, el USACE ha cambiado sus operaciones de la presa Alamo para incorporar caudales bajos más naturales e inundaciones controladas. El monitoreo continuo está capturando las respuestas ecológicas resultantes, tales como el rejuvenecimiento del bosque nativo de sauce y álamo, la supresión del tamarisco invasor y no nativo, la restauración de densidades más naturales de presas de castores y hábitat lótico-léntico asociado, cambios en las poblaciones de insectos acuáticos y una recarga mejorada de agua subterránea . Los ingenieros del USACE siguen consultando con científicos de forma regular y utilizan los resultados del monitoreo para perfeccionar aún más las operaciones de la presa. ^{[ 16 ]}

Otro caso en el que las partes interesadas desarrollaron recomendaciones de caudal ambiental es el Proyecto Hidroeléctrico Patuca III de Honduras . ^{[ 17 ]} El río Patuca, el segundo río más largo de Centroamérica, ha sustentado poblaciones de peces, nutrido cultivos y permitido la navegación para muchas comunidades indígenas, incluyendo a los indígenas Tawahka, Pech y Miskito, durante cientos de años. Para proteger la salud ecológica de la selva tropical virgen 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. ^{[ 17 ]} Debido a la muy limitada disponibilidad de datos, se desarrollaron enfoques innovadores para estimar las necesidades de caudal con base en las experiencias y observaciones de las personas locales que dependen de este tramo de río casi prístino. ^{[ 18 ]}

En todo el mundo se utilizan más de 200 métodos para prescribir los caudales fluviales necesarios para mantener ríos saludables. Sin embargo, muy pocos de ellos son integrales y holísticos, ya que tienen en cuenta la variación estacional e interanual del caudal necesaria para sustentar toda la gama de servicios ecosistémicos que proporcionan los ríos saludables. ^{[ 19 ]} Estos enfoques integrales incluyen DRIFT (Respuesta aguas abajo a la transformación del caudal impuesta), ^{[ 20 ]} BBM (Metodología de bloques de construcción), ^{[ 21 ]} y el "Proceso de la sabana" ^{[ 22 ]} para la evaluación del caudal ambiental específica del sitio, y ELOHA (Límites ecológicos de la alteración hidrológica) para la planificación y gestión de los recursos hídricos a escala regional. ^{[ 23 ]}

El método "mejor", 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. ^{[ 24 ]} Para facilitar las prescripciones de caudal ambiental, se han desarrollado varios modelos y herramientas informáticas por grupos como el Centro de Ingeniería Hidrológica del USACE ^{[ 25 ]} para capturar los requisitos de caudal definidos en un entorno de taller (por ejemplo, HEC-RPT ^{[ 26 ]} ) o para evaluar las implicaciones de la implementación del caudal ambiental (por ejemplo, HEC-ResSim Archivado el 09-03-2022 en Wayback Machine , HEC-RAS y HEC-EFM Archivado el 23-02-2018 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. ^{[ 27 ]} Este modelo se basa en una variedad lenta del cierre de grandes remolinos turbulentos de Smagorinsky en lugar de las ecuaciones de flujo convencionales de promedio de profundidad.

Otros métodos de evaluación de flujo ambiental probados y contrastados incluyen DRIFT, ^{[ 20 ]} que se utilizó recientemente en la disputa de la central hidroeléctrica de Kishenganga entre Pakistán e India en la Corte Internacional de Arbitraje.

En India , la necesidad de caudales ecológicos ha surgido a raíz 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 en los ríos Lohit y Dibang ( en el Brahmaputra) , Alaknanda y Bhagirathi ( en la cuenca del Ganges) y Teesta ( en Sikkim) , por ejemplo, terminarían desviando el agua de los ríos más a través de túneles y conductos de contención que por sus cauces naturales.

Diversas autoridades (tribunales, tribunales administrativos, Comité de Evaluación de Expertos del Ministerio de Medio Ambiente y Bosques de la India ) han formulado recomendaciones sobre la liberación de caudales ecológicos de las represas. Sin embargo, estas recomendaciones nunca han estado respaldadas por objetivos sólidos que justifiquen la necesidad de dichas liberaciones. ^{[ 28 ]}

• Entrada de agua dulce
• escasez de agua