LA DETERMINACIÓN DE CAUDAL AMBIENTAL COMO

HERRAMIENTA EN EL MANEJO INTEGRAL DE CUENCAS

Septiembre 2020

Paul A. Van Damme

Caudal= 

caudal ¨no utilizado¨+ 

Caudal ambientalCaudal ecológico

Caudal para uso humano 

“Declaración de Brisbane (2007‐2017)” 

El caudal ambiental se define como la cantidad (magnitud), la temporalidad (¨frecuencia¨) y la calidad de los flujos de 

agua necesarios para mantener los ecosistemas acuáticos, los sistemas de vida y el bienestar humano que depende de estos 

ecosistemas "

Jul     Ago Sep Oct       Nov    Dic      Ene       Feb      Mar      Abr        May          Jun

Caud

al (m

3/seg)

Un río andino

Época de lluvia 

Época seca

CAUDALES MENSUALES 

*Disponibilidad de agua para agricultura,ganadería, etc.*Recarga de acuíferos 

Jul     Ago Sep Oct       Nov    Dic      Ene       Feb      Mar      Abr        May          Jun

Caud

al (m

3/seg)

Época de lluvia 

Época seca

Picos de caudal asociados con (riesgo de) inundaciones, deslizamientos, mazamorras, etc.

CAUDALES MENSUALESCAUDALES DIARIOS

Un río andino

Jul     Ago Sep Oct       Nov    Dic      Ene       Feb      Mar      Abr        May          Jun

Caud

al (m

3/seg)

Un río amazónico

Época de lluvia 

Época seca

Picos de caudal asociados con inundaciones de la planicie, que son Importantes para la alimentación de¨pacú¨ y para la reproducción de ¨surubí¨, del cual depende la seguridad alimentaria en zonas rurales

CAUDALES DIARIOS

ETAPAS EN LA DETERMINACIÓN DEL CAUDAL AMBIENTAL• 1. Definición de objetivos ambientales y sociales• 2. Identificación de los objetos de conservación• 3. Diagnóstico socio‐ambiental e hidrológico (basado en revisión de literatura, campañas de aforos, estudios de vegetación, de objetos de conservación, etc.)

• 4. Determinación ¨técnicamente¨ de caudales ambientales utilizando métodos hidrológicos y/o hidráulicos y/o hidrobiológicos

• 5. Concertación de caudales ambientales utilizando un enfoque holístico• 6. Propuesta de plan de manejo y/o gestión (MIC/GIRH) y/o microzonificación de la cuenca tomando en cuenta la propuesta de caudales ambientales 

CUENCA PILOTOUBICACIÓN• Norte de la ciudad de Cochabamba

• Vertiente Sur del Parque Nacional Tunari 

• Cuencas Khora, Thola Pujru, Taquiña.

Cota 2750 msnm

Río Rocha

Laguna

Quebrada 

Torrentera 

Cuenca

SISTEMAS ACUÁTICOS

ETAPA 1.OBJETIVOS AMBIENTALES5000 msnm

2650 msnm

3200 msnm

OBJETIVO AMBIENTAL: 1. MANEJO INTEGRAL DE CUENCA

2. CONSERVACIÓN3. DESARROLLO COMUNITARIO

OBJETIVO AMBIENTAL:1. RECARGA DE ACUÍFEROS2. RECUPERACIÓN DE SITIOS 

ESPECÍFICOS EN ÁREA URBANA 3. RECREACIÓN, ESPARCIMIENTO, ETC.

Cota 2750 msnm

Río Rocha

Laguna

Quebrada 

Torrentera 

Cuenca

SISTEMAS ACUÁTICOS

VERTIENTE SUR DELPN TUNARI

REGIÓN METROPOLITANACOCHABAMBA

ETAPA 1.OBJETIVOS AMBIENTALES5000 msnm

2000 msnm

3200 msnm

Aves acuáticas

Aguas subterráneas

Cota 2750 msnm

Río Rocha

Bosque de aliso (Alnus acuminata) 

Bofedales y lagunas altoandinas

Bosques ribereños en áreas urbanos

ETAPA 2. OBJETOS DE CONSERVACIÓN

AFORO DE CAUDALES

ETAPA 3. DIAGNOSTICO AMBIENTAL E HIDROLÓGICO0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

100

200

300

400

500

600

700

800

ene‐80

nov‐82

sep‐85

jul‐8

8may‐91

mar‐94

ene‐97

nov‐99

sep‐02

jul‐0

5may‐08

mar‐11

ene‐14

mm

m3/s

Precipitacion Caudal

0

20

40

60

80

100

120

CAUDA

L m3/s

MESES

MUY SECO SECO MEDIO HUMEDO

Régimen de Caudales Ordinarios estacionales 

en añoshúmedos y secos

Caudal diario en la entrada de la 

Reserva Municipal Tucabaca

Relictos de bosques de khewiña (Polylepis)

Cota 2750 msnm

Río Rocha

Laguna Coña Coña 

Quebrada 

Torrentera 

CuencaTaquiña

Laderas degradadas dominadas por vegetación sucesional y especies exóticas

SISTEMAS ACUÁTICOSTipos de

vegetación

IDENTIFICACIÓN DE FACTORES QUE INFLUYEN EN LA OFERTA DEL AGUA 5000 msnm

2000 msnm

3200 msnm

1.Deforestación2.Cambios climáticos3.Incendios 4.Usos directos 

Relictos de bosques de khewiña (Polylepis)

Cota 2750 msnm

Río Rocha

Laguna Coña Coña 

Quebrada 

Torrentera 

CuencaTaquiña

Laderas degradadas dominadas por vegetación sucesional y especies exóticas

SISTEMAS ACUÁTICOSTipos de

vegetación

RETENCIÓN DEL AGUA 5000 msnm

2000 msnm

3200 msnm

Puntos donde existe retención temporal de aguas

Puntos donde existe uso directo de aguas

Mapa de coberturay uso del suelo

Mapa de relictosde bosques de

kewiña

Mapa de relictosde bosques de

aliso

Estudio relaciónsuperficie de aguaLaguna Coña CoñaAves acuáticas

DIAGNOSTICO AMBIENTAL E HIDROLÓGICO

Región metropolitana

Ecosistemas

Fauna en peligro

Recreación

Industria

Uso comunal

ETAPA 4. DETERMINACIÓN ¨TÉCNICA¨ DE CAUDALES AMBIENTALES UTILIZANDO DIVERSOS MÉTODOS

CARACTERIZACIÓN DEL ÁREAUbicado en la parte baja de la cuenca, por debajo del pie de monte.• Área de aporte de menor pluviosidad• Sección de extracción de agua para uso industrial y riego.

• Áreas aguas bajo, con bajo valor ecológico, alta presión por uso de suelo

OBJETIVO AMBIENTAL

ESTADO DE CONSERVACIÓN

CAUDAL ECOLÓGICO (% 

EMA)A Muy bueno >40B Bueno 25 ‐ 39C Moderado 15 ‐ 24D Deficiente 5 ‐ 14

EMA-Escurrimiento Medio Anual, para ríos Perénes

Caudal Ecológicol Elegido

CAUDAL ECOLÓGICOCaudal ecológico elegido, en base a las características del área y los objetivos ambientales de conservación.De garantizarse el caudal ecológico estimado, este se encontraría muy por encima del caudal requerido por la laguna Coña Coña.

ETAPA 4. DETERMINACIÓN ¨TÉCNICA¨ DE CAUDALES AMBIENTALES UTILIZANDO DIVERSOS MÉTODOS

CAUDAL ECOLÓGICOVolumen total del caudal ordinario estacional

ANÁLISIS

Muy Seco Seco Medio Humedo A Muy Bueno 0.2 0.3 0.4 0.1B Bueno 0.4 0.4 0.2 0C Moderado 0.6 0.4 0 0D Deficiente 1 0 0 0

Objetivo Ambiental Nivel de Conservación

Tipo de régimen de volúmenes ambientales

l/s m3/mes l/s m3/mes l/s m3/mes l/s m3/mes81 209178 175 452385 254 658904 473 1225334207 536422 267 690797 318 825164 518 1343834206 534894 271 701277 305 790118 590 1528423131 339322 148 383700 206 534302 355 91949981 209487 99 255619 129 335000 231 59954052 133601 62 160026 86 222521 158 40859238 98904 47 122466 64 166336 107 27723425 65750 31 80845 43 111684 76 19595222 55984 27 69343 30 78576 54 13923015 39728 24 62149 27 68748 43 11033220 50778 24 61965 29 74588 58 14921432 82529 41 106714 70 181903 186 482581

HumedosPercentil P0 P10 P25 P75

Mayo

Tipo de año Muy secos Secos Medios

UnidadEneroFebreroMarzoAbril

7,379,763

JunioJulio

AgostoSeptiembreOctubre

NoviembreDiciembre

Volumen del régimen de caudal ordinario estacional (VtCoe ‐m

3/año) para cada condición 2,356,578 3,147,288 4,047,843

Frecuencia de ocurrencia (fCoe) 1.0 0.0 0.0 0.0

% Esc. Medio anual 36% 48% 61% 112%

Volumen total del caudal ordinario estacional (VtCoe m

3) para efecto del balance de disponibilidadde la cuenca

2,356,578 Prcentaje del escurrimiento medio anual 36%

Laguna Coña Coña tiene muchas funciones*Construido para atenuar picos de caudal*Valor socio‐económico en un contexto urbano* Importancia para aves acuáticas 

Un ejemplo simple basado en un balance hidrico

0 20.000 40.000 60.000 80.000

00,511,522,533,544,5

00,51

1,52

2,53

3,54

4,5

020.00040.00060.000

Volumen (m3)

Altura (m

)

Altura (m

)

Area (m2)

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

0.96 1.27 1.56 1.40 1.20 1.05 1.16 1.37 1.44 1.35 1.14 1.72

Caudal mínimo necesario para mantenimiento de laguna Coña Coña

Estudio relaciónsuperficie de aguaLaguna Coña CoñaAves acuáticas

MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DEL CAUDAL ECOLÓGICO 

• Métodos hidrológicos: permiten calcular el % de caudal necesario para asegurar ciertos usos (p.e. ríos Taquiña, Tucabaca, Aguas Calientes)

• Métodos hidráulicos / basados en simulación de hábitats: métodos ¨técnicos¨ que permiten conocer los requerimientos hidráulicos de especies de fauna y flora (p.e. ríos Parapetí, ríos que desembocan en lago Titicaca)

• Métodos holísticos: métodos que consideran la integralidad de los ecosistemas (socio‐económico‐social), especialmente aplicable en zonas donde existe escasez de datos y múltiples actores 

ETAPA 5. CONCERTACIÓN DE CAUDALES AMBIENTALES UTILIZANDO UN ENFOQUE HOLISTICO

ETAPA 6. PLAN DE GESTIÓN DE LAS MICROCUENCAS: MICROZONIFICACIÓN

• En la parte alta de la cuenca, con alto valor ecológico y área de mayor producción de agua, la presencia de lagunas contribuye a la regulación de caudales que pueden ser aprovechados en época de estiaje y que ayudan a conservar los objetos priorizados (principalmente relictos de bosques de aliso).

• La parte media, debido a las afectaciones a causa de perdida de vegetación y áreas erosionadas, juega un rol clave en el balance hídrico y demanda intervenciones de MIC, esenciales para evitar deslizamientos y mazamorras. Los Plan de Gestión comunal y propuestas de microzonificación son instrumentos de apoyo para lograr este objetivo. 

• En la parte baja, desde el pie de monte y sobre todo por debajo de la cota 2.750, el área de influencia del drenaje se encuentra en un estado de alta degradación, sometido a una importante presión de uso del suelo, principalmente debido a la expansión explosiva de la mancha urbana que fue provocando el cambio de uso del suelo, provocando perdida de cobertura vegetal y contaminación por vertimiento de aguas servidas y desechos solidos.  Existe en esta zona un potencial para recuperar sitios específicos con valor de conservación.

Ejemplo de RECOMENDACIONES

Conclusión• El caudal ambiental representa un (potencial) instrumento de gestión que permite acordar un manejo integrado y sostenible de los recursos hídricos, como un proceso que promueve el desarrollo y el manejo coordinado del agua, la tierra y los recursos relacionados en una cuenca, con la intención de maximizar el bienestar socio‐económico de una manera equitativa y sin comprometer la sustentabilidad de los ecosistemas vitales.