Propuesta de metodología de alteración hidrológica y modelación eco-hidráulica para determinar el régimen de caudal ecológico en cauces intermitentes

Abstract

Se adaptó una metodología para determinar el régimen de caudal ecológico en corrientes de orden intermitente con base en indicadores de alteración hidrológica y modelación eco-hidráulica, aplicada al arroyo “La Yerbabuena” del estado de Aguascalientes. La campaña experimental se dividió en cuatro bloques: espacial, hidrológico, hidráulico y ambiental. En la etapa espacial se generaron mapas de los principales rasgos geomorfológicos, los cuales ayudaron a determinar las series sintéticas de gastos diarios y mensuales. En la etapa hidrológica, se relacionó la metodología IHA contra los procedimientos de los apéndices C y D en la NMX-AA-159-SCFI-2012; y se encontró un umbral similar para épocas de estiaje y de avenida. Se encontraron ventajas adicionales con la estrategia IHA, en la que se pueden estimar los periodos más largos de sequía de 320 días en la época de pre-impacto, y en la de post impacto fue de 330 días. Además, IHA permite asignar una clasificación para cada registro de caudal diario, obteniendo que el componente de mayor frecuencia en la microcuenca analizada, es el gasto extremadamente bajo que funciona como caudal base en zonas de retención cuya topografía fue afectada por la presencia de infraestructura. En el bloque hidráulico, con la modelación unidimensional se observaron tirantes máximos con la estrategia de caudal IHA de hasta 0.20 m, dependiendo las secciones, con velocidades hasta 0.86 m/s, en tramos con pendientes pronunciadas del gradiente de energía. En la etapa ambiental, con el software FlowHealth se evaluó la salud hídrica de las propuestas de caudal ecológico, obteniendo que la estrategia IHA se aproxima más al nivel de referencia mínimo mensual que establece el programa. Por último, comparando la estimación de lluvia efectiva anual de 0.003 m3/s con el caudal ecológico anual (0.045m3/s), se concluye que es un gasto suficiente para la subsistencia de la vegetación riparia del cauce. Palabras clave: caudal ecológico, corriente intermitente, indicadores de alteración hidrológica, salud hidrológica del cauce, modelación unidimensional.

A methodology was adapted to determine the regime of environmental flow in intermittent streams, based on indicators of hydrological alteration and ecohydraulic modeling, applied to the creek "La Yerbabuena" of the state of Aguascalientes. The experimental campaign was divided into four blocks: spatial, hydrological, hydraulic and environmental. In the space stage, maps of the main geomorphological features were generated, which helped to determine the synthetic series of daily and monthly expenses. In the hydrological stage, the IHA methodology was related to the procedures of Appendices C and D in the NMXAA- 159-SCFI-2012; and a similar threshold was found for periods of drought and rainy season. Additional advantages were found with the IHA strategy, in which the longest drought periods of 320 days can be estimated in the pre-impact period, and in the post-impact period it was 330 days. Moreover, it allows assign a classification for each record of daily flow, obtaining that the component of greater frequency in the micro-basin analyzed, is the extreme low flow that works as base flow in retention zones whose topography was affected by the presence of infrastructure. In the hydraulic stage, with one-dimensional modeling, maximum depths were observed with the IHA flow strategy of up to 0.20 m, depending on the sections, with speeds up to 0.86 m/s, in sections with steep slopes of the energy gradient. In the environmental stage, with FlowHealth software it was evaluated the water health of the ecological flow proposals, obtaining that the IHA strategy is closer to the minimum monthly reference level established by the program. Finally, comparing the effective annual rainfall estimate of 0.003 m3/s with the annual ecological flow (0.045m3/s), it is concluded that a sufficient environmental flow is obtained for the subsistence of the riparian vegetation of the channel. Keywords: environmental flow, intermittent river, indicators of hydrologic alteration, hydrological health of the river, one-dimensional modeling