En esta tarea se incluyen los siguientes pasos:

1. Definición de objetivo y alcance
2. Recopilación de información
3. Selección de tramos de estudio

Descripción Metodológica

Paso 1: Definición de objetivo y alcance

Antes de iniciar la selección de zonas de estudio, es fundamental determinar:

Objetivo Principal para el establecimiento de los caudales ecológicos pudiendo ser:

• Conservación del Ecosistema: Mantener el régimen natural para preservar la funcionalidad de los procesos ecológicos.
• Restauración: Recuperar condiciones naturales en tramos fuertemente alterados por infraestructuras, como presas o extracciones de agua.
• Cumplimiento Normativo: Asegurarse de satisfacer los requisitos legales y directrices ambientales.
• Integración de Objetivos: Considerar combinaciones de los anteriores para estrategias integrales de gestión.

Identificación de las Necesidades del Ecosistema Fluvial

• Biodiversidad: Evaluar la presencia y relevancia de especies autóctonas sensibles a variaciones en el caudal.
• Calidad del Agua: Confirmar que se mantengan parámetros críticos (oxígeno disuelto, temperatura, turbidez).
• Integridad del Hábitat: Asegurar que la morfología del río y la conectividad ecológica se preserven para garantizar refugios y áreas de reproducción.

Escala de Análisis

• Escala de Aplicación:
  • Cuenca completa: Para estrategias integrales y planificación a gran escala.
  • Subcuenca: Para identificar áreas prioritarias dentro de un marco mayor.
  • Tramo fluvial: Para análisis detallado en zonas críticas, especialmente aquellas con afectaciones por infraestructuras.

Paso 2: Recopilación de información

La solidez en la determinación de caudales ecológicos depende de la calidad de los datos disponibles. Se requiere por tanto la recopilación e integración de información de diversas fuentes:

Información Hidrológica

• Datos históricos de caudales: La organización meteorológica mundial (OMM), recomienda para el análisis y descripción de la hidrología en régimen natural usar series de 30 años. Existen otras recomendaciones como las de la UNESCO en la que se apunta que sería necesario recolectar series temporales preferiblemente diarias (idealmente de 20 años) o mensuales (idealmente de 25 años) para caracterizar la variabilidad del régimen. Estos datos sirven para aplicar análisis estadísticos básicos (por ejemplo, percentiles y caudal básico de mantenimiento o cualquier otro método hidrológico). 

• Balances entre demandas y recursos disponibles: Analizar el balance hídrico permite comprender la disponibilidad de agua en la cuenca y cómo se distribuye entre diferentes usos. Esto es esencial para evaluar si se pueden garantizar los caudales ecológicos como prioridad de uso, conforme a su rol en la preservación del ecosistema fluvial (Balances entre demandas y recursos disponibles y asignación de recursos).

• infraestructuras hidráulicas: Registrar la ubicación y el impacto de presas, derivaciones y trasvases en el régimen de caudales.

Información Hidráulica y Geomorfológica

• Caracterización del cauce: la morfología del cauce define la estructura física del hábitat fluvial la cual, junto con el régimen de caudales, determina la idoneidad de dicho hábitat para el sustento de la biodiversidad y su provisión de servicios ecosistémicos. Generalmente se seleccionan segmentos representativos del río, la selección de segmentos debe responder a criterios técnicos y ecológicos. Paso 3: selección de tramos
• Curvas HPU-Caudal: curvas, ya establecidas que relacionen los caudales con la disponibilidad de hábitat (HPU) para las especies. Estas curvas permiten determinar cuantitativamente cómo varía el hábitat útil con el caudal, lo que es esencial para definir los mínimos ecológicos.
• Transporte de sedimentos y dinámica del lecho: Evaluar cómo se transportan los sedimentos y se mantiene la estructura del lecho, ya que afectan directamente la calidad del hábitat.

Información Biológica y Ecológica

• Especies clave. Identificar las especies clave según el contexto local y sus necesidades hídricas permite diseñar caudales ecológicos que aseguren la supervivencia y bienestar de estas especies. Para la identificación de especies clave se podrían tomar los siguientes criterios:
  • Relevancia ecológica: Especies que dependen directamente del régimen hidrológico (por ejemplo, peces migratorios o macroinvertebrados bentónicos sensibles al caudal).
  • Sensibilidad a cambios hidrológicos: Preferiblemente especies que presenten respuestas claras y documentadas ante variaciones de caudal.
  • Representatividad de hábitats: Seleccionar especies que habiten en distintos tipos de hábitats fluviales (rápidos, remansos, márgenes, etc.).
  • Disponibilidad de información: Es preferible contar con información sobre preferencias de hábitat (velocidad, profundidad, sustrato) y requerimientos en distintos estadíos de vida (ver periodos críticos).
  • Valor legal o de conservación: Especies protegidas o en riesgo, incluidas en normativas nacionales.

Períodos críticos: Evaluar los períodos críticos como:

• • Freza: Se recomienda determinar un caudal adecuado para la época de freza, Durante este estadio se debe intentar maximizar las posibilidades de reproducción.
  • Incubación y alevinaje: Es evidente que durante el período de incubación los caudales deben ser iguales o menores que los de freza; de tal forma que, no queden zonas en seco donde puedan existir embriones. Posteriormente, y según se van produciendo las eclosiones el caudal puede ir disminuyendo de magnitud (según los alevines vayan siendo más móviles), hasta alcanzar unos valores adecuados al estadío vital y la época del año de que se trate.
  • Adultos, en época de estiaje: Además de atender a la fenología de la zona y a la distribución natural de caudales, se deben considerar las necesidades de los adultos que, de forma general, puede resultar ser el estadío más exigente en esta época del año. Sin embargo, se tendrá en cuenta que los peces se acumularán en aquellas zonas del tramo más favorables para su subsistencia, y que incluso es posible la interrupción temporal del paso en aquellos puntos críticos.

Paso 3: Selección de tramos de estudio

Una vez recopilada toda la información, necesaria se seleccionan los tramos de estudio. Para facilitar el análisis, la cuenca debe dividirse en unidades de análisis homogéneas. Esto significa agrupar segmentos de ríos o zonas de un lago que tengan características similares en términos de hidrología, ecología y usos del agua.

Los tramos de estudio serán las unidades en las que se van a proponer los caudales ecológicos que, en principio y salvo justificación en contrario, deberán permitir asignar caudales ecológicos a toda la red fluvial y a las zonas húmedas destacadas por su importancia ambiental.

En una parte de esos tramos podrán realizarse estudios detallados, que incluyan la simulación hidráulica del hábitat o metodologías más sofisticadas, en el resto, se planteará la extensión de los valores calculados para los tramos estudiados mediante la aplicación de métodos hidrológicos que permitan la obtención de resultados consistentes con los obtenidos mediante los estudios específicos.

Lo que sigue a continuación se refiere a la selección de tramos para realizar estudios detallados, al menos, de simulación del hábitat.

¿Cómo se hace?. Se pueden definir zonas homogéneas con base en mapas de la cuenca, datos hidrológicos y características ecológicas, especialmente tomando en consideración la distribución de la fauna actual o que potencialmente debería poblar el ámbito estudiado.

• Se utilizan sistemas SIG para analizar la conectividad y el uso del suelo.
• Se dividen los tramos en categorías según su grado de alteración:
  • Tramos naturales (bajo impacto humano).
  • Tramos moderadamente alterados.
  • Tramos altamente alterados (presas, extracciones intensivas).

La longitud del tramo a modelar debe ser suficiente para incluir todos los tipos de unidades morfodinámicas presentes. Como guía general, se recomienda seleccionar un tramo de longitud mínima equivalente a unas 20 veces la anchura media del cauce. Este criterio debe asegurar que el tramo de estudio abarca la diversidad de hábitats (rápidos, remansos, pozas) y refleje adecuadamente la variabilidad física del río, tal como sugieren las buenas prácticas internacionales.

Una vez dividida la cuenca en tramos homogéneos, es necesario determinar cuáles son los más relevantes para el estudio de caudales ecológicos.

¿Cómo priorizar los tramos? Con los objetivos claros y la información recopilada, se delimitarán las zonas específicas donde se propondrán caudales ecológicos. Por razones prácticas, la cuenca se divide en unidades de análisis homogéneas, agrupando segmentos de río con características similares en hidrología, ecología y usos del agua.

De ese universo, se priorizan ciertos tramos para análisis detallado. Se suelen escoger tramos representativos y/o críticos, por ejemplo:

• secciones río abajo de embalses o captaciones importantes,
• tramos con alto valor ecológico (e.g. presencia de especies amenazadas o ecosistemas protegidos)
• y tramos con conflictos significativos entre usos humanos y la conservación.

Un criterio sugerido en planes hidrológicos es seleccionar al menos ~10% de las masas de agua de la cuenca, dando prioridad a tramos bajo presas o de alta importancia ambiental, y con longitud suficiente para incluir la variabilidad física y de hábitats del río.

Para ayudar en la selección, pueden emplearse herramientas SIG (analizando cobertura de vegetación ribereña, accesibilidad, fuentes de contaminación, etc.) y metodologías multicriterio que ponderen factores hidrológicos (existencia de estaciones cercanas, alteración hidrológica), ecológicos (hábitats valiosos, presencia de especies sensibles), hidromorfológicos (grado de alteración del cauce) y socioeconómicos (usos humanos, conflictos potenciales).