Determinación del régimen de caudales mínimos en cauces del sistema de explotación del río Órbigo

Abstract

The aim of this paper is to determinate the regime of minimum flow, through the application of hydrologic methods, at different riverbeds of the exploitation system of Órbigo river and to propose a methodology so we can obtain good results of these riverbeds at the analyzed area only using monthly series from SIMPA model.

Gauging stations have been chosen with flows daily data in natural regime in which we also have hydrologic series monthly data obtained through hydrologic modelling based on precipitations with SIMPA model. A daily disintegration has been made from monthly series, by a lineal and constant distribution. Afterwards, environmental flows have been calculated for different series lengths, with daily original data and with the estimated based on monthly average. After having these environmental flows, a comparison has been made, through scatter plots, to know which daily disintegration method provides a better behavior, in other words, which obtains environmental flows results similar to the ones calculated with the original daily data. Finally, that daily distribution has been applied on series with SIMPA data and with this distribution, minimum flows have been calculated.

The selection of hydrologic series has been made though an analysis from the representation of those in where a study about the obtained adjustment between series and gauging stations in natural regime had been made.

The calculation procedures of environmental flows though hydrologic methods used on this paper are those proposed by the Instrucción de Planificación Hidrológica. Two mobile centralization variables method have been applied: base flow maintenance and moving average 25th order. Also, the environmental flows obtained from the percentiles of the flows curve have been used, classified by two different criteria: monthly classification and classification in two periods (dry and humid).

On this paper is resolved a methodological issue which is the minimum duration of the analyzed series to calculate minimum flows at the area. When we have already chosen the daily distribution and the minimum length, environmental flows have been calculated to the series with SIMPA data. Afterwards, minimum flows obtained with observed data of the gauging stations and the ones simulated by SIMPA have been compared.

Time guarantees have been analyzed considering environmental flows as demands. Finally, a methodology has been proposed to determinate minimum flows regime on riverbeds of the area.

El objetivo del presente trabajo es determinar el régimen de caudales mínimos, mediante la aplicación de métodos hidrológicos, en diferentes cauces del sistema de explotación del río Órbigo y proponer una metodología que nos brinde buenos resultados de estos caudales en la zona de estudio partiendo únicamente de las series mensuales del modelo SIMPA.

Se han elegido estaciones de aforo con datos diarios de caudales en régimen natural en donde también se tienen datos mensuales de las series hidrológicas obtenidas mediante modelización hidrológica a partir de las precipitaciones con el modelo SIMPA. Se ha realizado una desagregación de las series mensuales a escala diaria de las estaciones de aforo, por un reparto lineal y un reparto constante. Después se han calculado los caudales ecológicos, para diferentes longitudes de serie, con los datos diarios originales y los estimados a partir de la media mensual. Al ya haber obtenido estos caudales ecológicos se ha realizado una comparación, por medio de gráficos de dispersión, con el fin de conocer cual método de reparto diario proporciona un mejor comportamiento, es decir, cuál obtiene valores de los caudales ecológicos parecidos a los calculados con los datos diarios originales. Finalmente se ha optado por elegir dicho reparto diario para aplicarlo en las series con datos SIMPA y así calcular los caudales mínimos.

La elección de las series hidrológicas se realizó a través de un análisis de la representatividad de las mismas en donde se efectuó un estudio del ajuste conseguido entre las series y las estaciones de aforo en régimen natural.

Los procedimientos de cálculo de los caudales ecológicos por métodos hidrológicos usados en el presente trabajo son algunos de los propuestos en la Instrucción de Planificación Hidrológica. Se han aplicado dos métodos de variables de centralización móviles: caudal básico de mantenimiento y media móvil de orden 25. Además, se han utilizado los caudales ecológicos obtenidos de los percentiles de la curva de caudales clasificados por dos criterios distintos: clasificación mensual y clasificación en dos periodos (seco y húmedo).

En el trabajo se resuelve una cuestión de carácter metodológico que es la duración mínima de la serie a analizar para calcular los caudales mínimos en la zona de estudio. Ahora, teniendo ya elegida la repartición diaria y la longitud mínima a utilizar se han calculado los caudales ecológicos a las series con datos de SIMPA. A continuación, se ha realizado una comparación entre los caudales mínimos obtenidos con los datos observados en las estaciones de aforo y los simulados por SIMPA.

Se ha efectuado un análisis de las garantías en tiempo considerando los caudales ecológicos como demandas. Finalmente, se ha propuesto una metodología para determinar el régimen de caudales mínimos en los cauces de la zona de estudio.

[CA] L'objectiu del present treball és determinar el règim de cabals mínims, per mitjà de l'aplicació de mètodes hidrològics, en diferents llits del sistema d'explotació del riu Órbigo i proposar una metodologia que ens brinde bons resultats d'estos cabals en la zona d'estudi partint únicament de les sèries mensuals del model SIMPA. S'han triat estacions d'aforament amb dades diàries de cabals en règim natural on també es tenen dades mensuals de les sèries hidrològiques obtingudes per mitjà de modelització hidrològica a partir de les precipitacions amb el model SIMPA. S'ha realitzat una desagregació de les sèries mensuals a escala diària de les estacions d'aforament, per un repartiment lineal i un repartiment constant. Després s'han calculat els cabals ecològics, per a diferents longituds de sèrie, amb les dades diàries originals i els estimats a partir de la mitjana mensual. Una vegada obtinguts estos cabals ecològics s'ha realitzat una comparació, per mitjà de gràfics de dispersió, a fi de conèixer quin mètode de repartiment diari proporciona un millor comportament, és a dir, quin obté valors dels cabals ecològics pareguts als calculats amb les dades diàries originals. Finalment s'ha optat per triar aquest repartiment diari per a aplicar-ho en les sèries amb dades SIMPA i així calcular els cabals mínims. L'elecció de les sèries hidrològiques es va realitzar a través d'un anàlisi de la representativitat de les mateixes on es va efectuar un estudi de l'ajust aconseguit entre les sèries i les estacions d'aforament en règim natural.Els procediments de càlcul dels cabals ecològics per mètodes hidrològics usats en el present treball són alguns dels proposats en la Instrucció de Planificació Hidrològica. S'han aplicat dos mètodes de variables de centralització mòbils: cabal bàsic de manteniment i mitja mòbil d'orde 25. A més, s'han utilitzat els cabals ecològics obtinguts dels percentils de la corba de cabals classificats per dos criteris distints: classificació mensual i classificació en dos períodes (sec i humit). En el treball es resol una qüestió de caràcter metodològic que és la duració mínima de la sèrie a analitzar per a calcular els cabals mínims en la zona d'estudi. Ara, tenint ja triada la repartició diària i la longitud mínima a utilitzar s'han calculat els cabals ecològics a les sèries amb dades de SIMPA. A continuació, s'ha realitzat una comparació entre els cabals mínims obtinguts amb les dades observats en les estacions d'aforament i els simulats per SIMPA. S'ha efectuat una anàlisi de les garanties en temps considerant els cabals ecològics com a demandes. Finalment, s'ha proposat una metodologia per a determinar el règim de cabals mínims en els llits de la zona d'estudi.