Determinación de caudal ambiental para diferentes condiciones: una trayectoria de estudios de caso en Costa Rica
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Resumen
La estimación del caudal ambiental en una fuente de agua superficial se puede determinar mediante diferentes metodologías que modifican su nivel de complejidad según las variables involucradas para su cálculo. Desde el Centro de Investigación y Extensión en Tecnología e Ingeniería Agrícola se han aplicado varias metodologías en las diferentes cuencas del país con la finalidad de aportar un registro de caudal ambiental en secciones de control de importancia estratégica en la gestión del recurso hídrico. Este artículo de revisión busca integrar la información obtenida en los estudios realizados para establecer una base de registros fundamentada científicamente para aplicación por parte de los tomadores de decisión y para futuros estudios de caudal ambiental. Los resultados ya obtenidos, permiten generar algunas conclusiones importantes, por ejemplo, se concluyó que para ríos que presentan una evidente degradación ambiental y poco uso por parte de las comunidades, como fue el caso del río Birrís, la metodología más apropiada es la hidrológica. Para ríos que se atraviesan áreas protegidas, como el caso del río Pejibaye, la metodología hidrobiológica, en casos con impacto de actividades humanas sobre los ecosistemas acuáticos como en el caso del río Pirrís, la metodología que mejor se adaptó fue también hidrobiológica y, finalmente cuando las cuencas cuentan con características complejas y diferentes usos antropogénicos, como es el caso de los ríos Tempisque y Sarapiquí, la metodología más apropiada es la holística. Cada una de ellas seleccionada técnicamente bajo los parámetros requeridos para el cálculo de un régimen de caudal ambiental válido para cada condición.
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Citas
[1] Y. Martínez Valdés y V. M. Villalejo García, “A 10 años de la declaración de Brisbane: Mirada a los caudales ecológicos y ambientales”, Ingeniería Hidráulica y Ambiental, vol. 39, núm. 2, pp. 16–30, 2018, [En línea]. Disponible en: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1680-03382018000200002&lng=es&tlng=es
[2] The Brisbane Declaration, “Environmental flows are essential for freshwater ecosystem health and human well-being”, en 10th International River Symposium and International Environmental Flows Conference, Brisbane, Australia: Conservation Gateway, sep. 2007. [En línea]. Disponible en: https://www.conservationgateway.org/ConservationPractices/Freshwater/EnvironmentalFlows/MethodsandTools/ELOHA/Pages/Brisbane-Declaration.aspx
[3] I. C. Overton et al., “Implementing environmental flows in integrated water resources management and the ecosystem approach”, Hydrological Sciences Journal, vol. 59, núm. 3–4, pp. 860–877, abr. 2014, doi: 10.1080/02626667.2014.897408.
[4] Organización de las Naciones Unidas para la Educación la Ciencia y la Cultura (UNESCO), Qué son los caudales ambientales y cuál es la perspectiva de su aplicación en Uruguay, vol. 34. Montevideo, Uruguay: PHI-LAC, 2014. [En línea]. Disponible en: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000227701.locale=en
[5] M. Kuemmerlen, P. Reichert, R. Siber, y N. Schuwirth, “Ecological assessment of river networks: From reach to catchment scale”, Science of The Total Environment, vol. 650, pp. 1613–1627, feb. 2019, doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.09.019.
[6] Comisión de Caudal Ambiental, “Guía de selección de metodologías para la estimación del caudal ambiental en Costa Rica”, mar. 2019. [En línea]. Disponible en: https://da.go.cr/wp-content/uploads/2021/02/GUIA-SELECCION-METODOLOGIAS-ESTIMACION-CAUDAL-AMBIENTAL-EN-COSTA-RICA.pdf
[7] Global Water Partnership (GWP), “La situación de los recursos hídricos en Centroamérica: Hacia una gestión integrada”, Tegucigalpa, Honduras, 2017. [En línea]. Disponible en: https://www.gwp.org/globalassets/global/gwp-cam_files/situacion-de-los-recursos-hidricos_fin.pdf
[8] H. G. Hidalgo León, “Los recursos hídricos en Costa Rica: Un enfoque estratégico”, en Manografías del agua, Universidad de Costa Rica, 2012, pp. 203–219. [En línea]. Disponible en: https://www.kerwa.ucr.ac.cr/items/09e1f407-e68e-4e68-ab76-de4e808a6596
[9] L. Van Niekerk et al., “An environmental flow determination method for integrating multiple-scale ecohydrological and complex ecosystem processes in estuaries”, Science of The Total Environment, vol. 656, pp. 482–494, mar. 2019, doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.11.276.
[10] C. F. Hao, L. M. He, C. W. Niu, y Y. W. Jia, “A review of environmental flow assessment: methodologies and application in the Qianhe River”, IOP Conf Ser Earth Environ Sci, vol. 39, núm. Art. no. 012067, ago. 2016, doi: 10.1088/1755-1315/39/1/012067.
[11] I. Guzmán-Arias, F. Watson, y K. Villagra-Mendoza, “Determinación del caudal ambiental en el río Birrís, Costa Rica”, Revista Tecnología en Marcha, vol. 32, núm. 4, pp. 18–27, oct. 2019, doi: 10.18845/tm.v32i4.4786.
[12] F. Watson-Hernández, L. Chavarría-Pizarro, F. Quesada-Alvarado, y I. Guzmán-Arias, “Determinación del caudal ambiental mediante una metodología hidrobiológica, considerando variables de cambio climático en el río Pejibaye, Cartago, Costa Rica”, Revista Tecnología en Marcha, vol. 34, núm. 4, pp. 118–129, sep. 2021, doi: 10.18845/tm.v34i4.5223.
[13] L. Chavarría-Pizarro et al., “Determination of environmental flow using a holistic methodology in three river paths in the Tempisque River Basin, Costa Rica”, Hydrology, vol. 11, núm. 10, Art. no. 159, sep. 2024, doi: 10.3390/hydrology11100159.
[14] J. Alvarez y J. Huamán, “Hydrological models for the estimation of ecological flow”, Manglar, vol. 19, núm. 2, pp. 201–207, jun. 2022, doi: 10.17268/manglar.2022.025.
[15] E. Lianes, M. Marchamalo, y M. Roldán, “Evaluación del factor C de la RUSLE para el manejo de coberturas vegetales en el control de la erosión en la cuenca del río Birrís, Costa Rica”, Agronomía Costarricense, vol. 33, núm. 2, pp. 217–235, may 2009, doi: 10.15517/rac.v33i2.6722.
[16] S. Shaeri Karimi, M. Yasi, y S. Eslamian, “Use of hydrological methods for assessment of environmental flow in a river reach”, International Journal of Environmental Science and Technology, vol. 9, núm. 3, pp. 549–558, jul. 2012, doi: 10.1007/s13762-012-0062-6.
[17] L. Książek, A. Woś, J. Florek, M. Wyrębek, D. Młyński, y A. Wałęga, “Combined use of the hydraulic and hydrological methods to calculate the environmental flow: Wisloka river, Poland: case study”, Environ Monit Assess, vol. 191, núm. 4, Art. no. 254, abr. 2019, doi: 10.1007/s10661-019-7402-7.
[18] U. Sharma y V. Dutta, “Establishing environmental flows for intermittent tropical rivers: Why hydrological methods are not adequate?”, International Journal of Environmental Science and Technology, vol. 17, núm. 5, pp. 2949–2966, may 2020, doi: 10.1007/s13762-020-02680-6.
[19] F. Armas-Vargas, O. Escolero, D. García de Jalón, L. Zambrano, M. González del Tánago, y S. Kralisch, “Proposing environmental flows based on physical habitat simulation for five fish species in the Lower Duero River Basin, Mexico”, Hidrobiológica, vol. 27, núm. 2, pp. 185–200, ago. 2017, [En línea]. Disponible en: https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0188-88972017000200185&lng=pt&nrm=iso
[20] S. Schmutz y J. Sendzimir, Eds., Riverine Ecosystem Management, 1a ed. Cham, Suiza: Springer International Publishing, 2018. doi: 10.1007/978-3-319-73250-3.
[21] C. A. Zuleta Salmón, “Análisis del comportamiento del recurso hídrico ante cambios en el uso del suelo y el cambio climático en la cuenca del Río Pejibaye, Costa Rica”, Tesis de maestría, Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE), Cartago, Costa Rica, 2013. [En línea]. Disponible en: https://repositorio.catie.ac.cr/handle/11554/9025
[22] Z. S. Dewson, A. B. W. James, y R. G. Death, “A review of the consequences of decreased flow for instream habitat and macroinvertebrates”, J North Am Benthol Soc, vol. 26, núm. 3, pp. 401–415, sep. 2007, doi: 10.1899/06-110.1.
[23] N. Rojas-Morales, Estudio de cuencas hidrográficas de Costa Rica. Instituto Tecnológico de Costa Rica (IMN), 2011. [En línea]. Disponible en: http://cglobal.imn.ac.cr/index.php/publications/estudio-de-las-cuencas-hidrograficas-de-costa-rica/
[24] M. Chinchilla, A. Alvarado, y R. Mata, “Capacidad de las tierras para uso agrícola en la subcuenca media-alta del río Pirrís, los Santos, Costa Rica”, Agronomía Costarricense, vol. 35, núm. 1, pp. 109–130, 2011, [En línea]. Disponible en: http://www.scielo.sa.cr/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0377-94242011000100006&lng=en&tlng=es.
[25] A. Farah Pérez, “Fragmentación del hábitat por represas hidroeléctricas para la ictiofauna dulceacuícola en Costa Rica”, Tesis de licenciatura, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica, 2016. [En línea]. Disponible en: https://repositorio.sibdi.ucr.ac.cr/items/e8b1a144-1be0-4344-8ede-511591b2ab8f
[26] A. Gutiérrez Arguedas, “‘¡Ríos para la vida!’ Conflictos socio-ambientales por proyectos hidroeléctricos y el movimiento social en defensa de los ríos en Costa Rica”, en Agua y poder en Costa Rica, F. Alpízar R, Ed., San José, Costa Rica: Centro de Investigación y Estudios Políticos, Escuela de Ciencias Políticas, Vicerrectoría de Investigación, Universidad de Costa Rica, 2019, 2, pp. 53–104. [En línea]. Disponible en: https://www.kerwa.ucr.ac.cr/items/2b5c6f4f-fdf0-4ff3-87ce-99a36f95c1d2
[27] N. J. Bipa, G. Stradiotti, M. Righetti, y G. R. Pisaturo, “Impacts of hydropeaking: A systematic review”, Science of The Total Environment, vol. 912, núm. Art. no. 169251, feb. 2024, doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.169251.
[28] B. Pinna, A. Laini, G. Negro, G. Burgazzi, P. Viaroli, y P. Vezza, “Physical habitat modeling for river macroinvertebrate communities”, J Environ Manage, vol. 358, núm. Art. no. 120919, may 2024, doi: 10.1016/j.jenvman.2024.120919.
[29] R. Vázquez, D. Vimos-Lojano, y H. Hampel, “Habitat Suitability Curves for Freshwater Macroinvertebrates of Tropical Andean Rivers”, Water (Basel), vol. 12, núm. 10, Art. no. 2703, sep. 2020, doi: 10.3390/w12102703.
[30] A. H. Arthington et al., “Accelerating environmental flow implementation to bend the curve of global freshwater biodiversity loss”, Environmental Reviews, vol. 32, núm. 3, pp. 387–413, sep. 2024, doi: 10.1139/er-2022-0126.
[31] N. L. Poff, R. E. Tharme, y A. H. Arthington, “Evolution of environmental flows assessment science, principles, and methodologies”, en Water for the environment, Avril C. Horne, J. Angus Webb, Michael J. Stewardson, Brian Richter, y Mike Acreman, Eds., Londres, Reino Unido: Academic Press, 2017, 11, pp. 203–236. doi: 10.1016/B978-0-12-803907-6.00011-5.
[32] G. Barrantes Moreno, “Evaluación del servicio ambiental hídrico en la cuenca del río Tempisque (Costa Rica) y su aplicación al ajuste de tarifas”, Revista Lebret, vol. 0, núm. 2, pp. 131–160, dic. 2010, doi: 10.15332/rl.v0i2.668.
[33] D. Carvajal Vanegas, “Dinámica hídrica bajo condiciones climáticas cambiantes en la subcuenca del río Tempisquito, cuenca del Tempisque, Guanacaste, Costa Rica”, Tesis de maestría, Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE), Cartago, Costa Rica, 2017. [En línea]. Disponible en: https://repositorio.catie.ac.cr/handle/11554/8705
[34] J. A. Jiménez Ramón, J. Calvo, F. Pizarro, E. González, y A. Jiménez Hernández, Conceptualización de caudal ambiental en Costa Rica. San José, Costa Rica: UICN ORMA, 2005. [En línea]. Disponible en: https://iucn.org/es/content/conceptualizacion-de-caudal-ambiental-en-costa-rica
[35] K. Sánchez, F. Jiménez, S. Velásquez, M. Piedra, y E. Romero, “Metodología de análisis multicriterio para la identificación de áreas prioritarias de manejo del recurso hídrico en la cuenca del río Sarapiquí, Costa Rica”, Recursos Naturales y Ambiente, núm. 41, pp. 88–95, mar. 2004, [En línea]. Disponible en: https://repositorio.catie.ac.cr/handle/11554/7154
[36] E. Céspedes Vargas, G. Umaña Villalobos, y A. M. Silva Benavides, “Tolerancia de diez especies de diatomeas (Bacillariophyceae) a los factores físico-químicos del agua en el Río Sarapiquí, Costa Rica”, Rev Biol Trop, vol. 64, núm. 1, pp. 105–116, jun. 2016, doi: 10.15517/rbt.v64i1.18295.
[37] R. K. Verma, A. Pandey, S. Verma, y S. K. Mishra, “A Review of Environmental Flow Assessment Studies in India with Implementation Enabling Factors and Constraints”, Ecohydrology & Hydrobiology, vol. 23, núm. 4, pp. 662–677, oct. 2023, doi: 10.1016/j.ecohyd.2023.06.006.
[38] N. Wei, K. Lu, J. Xie, y F. Yang, “Research on eco-environmental flow based on the improved holistic method and its application in Wei River Basin”, Water Supply, vol. 22, núm. 8, pp. 6648–6659, ago. 2022, doi: 10.2166/ws.2022.278.
[39] T. P. Tong et al., “Applying a Holistic Approach to Environmental Flow Assessment in the Yen River Basin”, Water (Basel), vol. 16, núm. 8, Art. no. 1174, abr. 2024, doi: 10.3390/w16081174.