Metodología para la propuesta de caudales ecológicos en función de restricciones ambientales

Abstract

[EN] Many rules of dam operation aims at regulating the river flow on a seasonal and daily scale in order to supply energy in the demands peaks as well as in the dry season. This regulation changes the water characteristics and the aquatic ecosystems, producing alterations in matter and energy cycle, habitat availability, and in the integrity of the ecosystems. This study proposed an environmental flow regime in order to improve the ecological status of the Rio Grande downstream of the Itutinga Hydropower Plant (Minas Gerais, Brasil). The development of the environmental flow regime was based on different techniques; i) time series analysis of mean daily discharge; ii) biological response of fish and macroinvertebrates to several experiments of flow releases downstream of the hydropower plant; iii) analysis of the actual flow regime with Indicators of Hydrological Alteration (IHA). The annual hydrograph of monthly flows, with an interval of variability, for the environmental flow regime was built with an autoregressive model, whose restrictions were obtained by analyses of the main five flow components (magnitude, frequency, duration, seasonality and rate of change) of the period pre-dam (1934- 1954) and post-dam construction (1990-2011). Besides the IHA, the magnitude of monthly flows was proposed considering the biological responses of fish and macroinvertebrates; additionally, the hydropower company reported some operational limits to be considered. The process presented here showed a new approach for environmental flows in Latin America, based on multidisciplinary analyses which integrate hydrological, biological and real data of dam operation.

[ES] La operación de numerosas presas se realiza con el propósito de regular el caudal de los ríos a escala temporal diaria y estacional, para poder aportar energía tanto en picos de consumo como en épocas de bajo caudal o de sequías. Dicha regulación cambia las características del agua y de los ecosistemas acuáticos, alterando la dinámica de materia y energía, la disponibilidad de hábitat físico, y en conjunto la integridad de los ecosistemas. Este estudio propuso un régimen ecológico de caudales para mejorar el estado ecológico del Río Grande bajo la central hidroeléctrica de Itutinga (Minas Gerais, Brasil). En el diseño del régimen ecológico de caudales se combinaron las siguientes herramientas: i) Series temporales de caudales medios diarios; ii) análisis de la respuesta biológica de las comunidades de peces y macroinvertebrados acuáticos ante un experimento de manipulación de los picos de caudales, aguas abajo de la misma central; iii) análisis del régimen actual de caudales mediante Indicadores de Alteración Hidrológica (IHA). La representación del régimen ecológico anual, con un rango de variabilidad, fue construido a partir de un modelo autorregresivo cuyas restricciones fueron obtenidas mediante análisis de cinco componentes fundamentales del régimen hidrológico (magnitud, frecuencia, duración, temporalidad y tasas de cambio) del período anterior (1934-1954) y posterior a la construcción de la presa (1990-2011). Además de los IHA, para la magnitud del caudal se consideró la respuesta biológica de las comunidades de peces y macroinvertebrados acuáticos, así como algunos límites de operación de la central indicados por la empresa hidroeléctrica. El método desarrollado aporta una perspectiva novedosa para los caudales ecológicos en América Latina, debido a su enfoque multidisciplinar, ya que integra información hidrológica, biológica, y datos sobre la operación de presas.