Evaluación hidrodinámica del hábitat ecohidráulico dirigida a la conservación y restauración de hidrosistemas fluviales

Abstract

La eficacia de las medidas de conservación y restauración fluvial es evaluada en términos de la mejora del estado ecológico, comparando los escenarios futuros con las condiciones históricas o alteradas. La ecohidráulica ofrece herramientas científicas valiosas para diagnosticar ambientalmente los ecosistemas lóticos, evaluando el efecto combinado del régimen de caudales y la estructura del cauce en la calidad del hábitat acuático. Este trabajo abor-da de modo analítico-sintético el desafío interdisciplinar que supone la ecohidráulica fluvial para la dinámica com-putacional de fluidos (DCF), en el contexto de la gestión hídrica ecosistémica. Se describe el procedimiento de eva-luación multidimensional (2D/3D) del hábitat acuático, su capacidad predictiva y las aplicaciones principales. El modelamiento hidrodinámico es revisado en cuanto al esquema de caracterización fluvial y las formulaciones físi-cas. Se destaca el esquema 2D integrado en profundidad (depth-averaged), cuyo error predictivo de velocidad, nor-malmente inferior al 10%, supera las simplificaciones clásicas unidimensionales (1D). Se resumen los aspectos bási-cos de los modelos biológicos de hábitat, como son las variables abióticas y la preferencia biológica. Finalmente, se ilustra la combinación de los criterios ecológicos con los patrones hidrodinámicos de flujo, para generar los campos de hábitat discretizados que se integran espacial y temporalmente en los análisis ecohidráulicos.

Fluvial conservation and restoration measures’ efficiency was evaluated in terms of ecological state enhancement, comparing future scenarios with historical or altered conditions. Ecohydraulics provides valuable scientific tools for the environmental diagnosis of lotic ecosystems, evaluating the combined effect of flow regime and channel structure on habitat quality for aquatic biota. This paper adopts an analytic-synthetic approach to the interdisciplinary challen-ge of fluvial ecohydraulics for computational fluid dynamics (CFD) within the framework of ecosystem water mana-gement. The procedure for multidimensional (2D/3D) evaluation of the physical aquatic habitat is described as well as its predictive ability and main applications. The 2D depth-averaged scheme is highlighted whose velocity simula-tion error (being normally lower than 10%) overcomes classic one-dimensional (1D) simplifications. The basic as-pects of biological habitat modelling, abiotic variables and biological preference are summarised. Combining eco-logical criteria with hydrodynamic flow patterns is illustrated for producing discrete habitat fields which were then spatially and temporarily integrated in ecohydraulic analysis.