2. NUESTRAS PROPUESTAS

Una vez expuestos estos conceptos fundamentales e introductorios, vamos a pasar a realizar una descripción más exhaustiva del método que aquí se ha seguido para evaluar el caudal mínimo medioambiental necesario para el tramo inferior del río Ebro, considerando como tal el comprendido entre la presa de Flix y la desembocadura deltaica en el mar Mediterráneo, y dividido, a su vez, en tres subtramos.

En anteriores apartados de nuestro trabajo ya se ha ido apuntando la diversidad de metodologías existentes para la estimación de los caudales ecológicos mínimos de los cauces naturales. La metodología que aquí se desarrolla no pretende, ni mucho menos, ni ser la única o exclusiva ni la mejor de todas ellas: constituye sólo una propuesta más que creemos digna de ser comparada con las otras y posteriormente, del conjunto de ellas -cuantas más mejor- poder extraer unas conclusiones suficientemente válidas y aceptables, que deberán pasar también por el complicado tamiz del consenso social y político de los territorios afectados (fundamentalmente, la propia cuenca hidrográfica). Y ello es así porque, con frecuencia, la simple cuantificación o variabilidad de los coeficientes empleados en las diversas formulaciones o modelos nos pueden alterar substancialmente los resultados a obtener.

Establecidos ya en los epígrafes anteriores los principios o definiciones previas referentes al caudal mínimo medioambiental, conviene fijar su cuantía media anual y distribuirla posteriormente según el hidrograma del año hidráulico que viene observándose, a lo largo de una extensa serie histórica o cronológica, en el tramo inferior del río Ebro, concretamente en la estación de aforos número 027 de la CHE en Tortosa.

Cuando se verifica una precipitación, al aproximarse el agua al suelo, una parte de ella se evapora; del resto, una fracción se infiltra y percola en el terreno y otra discurre por la superficie del mismo. La parte que se infiltra alimenta los acuíferos y mantiene los niveles piezométricos, con lo que, bajo nuestro punto de vista, sólo tiene interés en lo que afecta a la regulación de las aguas subterráneas cuando se trata de aplicar el sistema de infiltración-percolación. La fracción que discurre por la superficie del suelo está ligada a la escorrentía, definiendo GARCÍA NÁJERA el coeficiente de escorrentía ε para una cuenca a intervalo determinado, como la relación entre el caudal total desaguado en aquel intervalo y el volumen de precipitaciones caídas en la cuenca durante el mismo.

Si el coeficiente Є se toma en valores anuales, KÉLLER indica la fórmula:

, donde:

Є = Coeficiente de escorrentía.

N = Altura anual de lluvia (en mm).

Las cifras indicadas son los valores medios y extremos entre los que pueden variar los coeficientes expresados. Cuando se trata de aguaceros, varía mucho según sea el suelo que los recibe. Si se trata de suelos secos, habrá una gran diferencia con los suelos saturados (por vertidos o precipitaciones anteriores), dependiendo todo ello de la capacidad de infiltración del momento.

Es muy interesante observar los valores de un coeficiente relacionado con los caudales mínimos de las cuencas y con sus regímenes de lluvias. Nos referimos al coeficiente λ en la fórmula de ISZKOWSKI:

Qmín = 0,0063•λ•Є•N•F (asimilable al caudal ecológico), donde:

Є = Coeficiente de escorrentía anual.

N = Precipitación media de la cuenca tributaria (en m)

F = Superficie de la cuenca (en km²)

Qmín = Gasto mínimo de estiaje (en m³/seg)

λ = Coeficiente que depende de la naturaleza de la cuenca aportadora.

Este coeficiente, como decimos, varía con la naturaleza de la superficie de la cuenca (es decir, del suelo receptor de la precipitación estudiada), como se observa en el cuadro adjunto.

En nuestro caso, debe tenerse en cuenta que la precipitación media de la cuenca del Ebro (de la mayor serie histórica de datos que se dispone) es de 656 mm. anuales, con lo que, siempre por el lado de la prudencia, el coeficiente de escorrentía medio de la cuenca alcanzaría un valor de:

Є=1’000 – 350/656 = 0’47

que podría elevarse perfectamente a ε = 0,50, a falta de otras estimaciones más precisas y particularizadas, teniendo en cuenta las determinaciones de la Instrucción de Carreteras y otras reglamentaciones técnicas de aplicación al caso.

Teniendo en cuenta, además, que la cuenca del Ebro es la más regulada de las cuencas hidrográficas españolas, debido a la existencia de numerosos embalses, adoptaremos un λ = 1,50 en base a la tabla anterior, con lo que se tendría a un caudal mínimo de:

Qmín = 0,0063 x 1,50 x 0,50 x 0,656 x 85.534,2 = 265 m³/seg.,

a los que se deberían agregar los 4 m³/seg que autoriza, como máximo, la Ley 18/1981, de 1 de julio (BOE nº: 165 del 11/07/81, pág. 15.867 y ss.) conocida como del “minitrasvase” para el abastecimiento de municipios e industrias de Tarragona, cuya toma de aguas tiene lugar en la pedanía de Campredó, aguas debajo de Tortosa. O sea, que aguas abajo del azud de Xerta-Tivenys, dicho caudal mínimo debería ser del orden de 269 m³/seg = 8.483 hm³/año, distribuido de acuerdo con el hidrograma natural del río que ya se ha deducido del estudio de la “función del caudal anual normalizada” que hemos visto en el epígrafe 4 del anejo 1.1. (“Análisis estadístico de los caudales”), mientras que aguas debajo de la toma o derivación del Consorcio de Aguas de Tarragona (CAT) dicho caudal quedaría establecido en 265 m³/seg = 8.357 hm³/año.

También debería contemplarse en este subtramo, de confirmarse su realización, la dotación punta prevista para el abastecimiento de los riegos de Aldea-Camarles, del orden de 2 m³/seg.

Alternativamente, veamos que según los datos del “Atlas Nacional de España” (MOPTMA, julio de 1993), referidos a la estación de aforos nº: 27 (Tortosa), se tiene que la precipitación media anual sobre la cuenca del Ebro en el período 1943-44 a 1968-69 fue de Pn = 52.906 hm3, lo que supone una altura anual media de lluvia de:

m. = 619 mm.

Por otra parte, la aportación media anual sobre la cuenca, en el mismo período considerado, fue de An = 15.586 hm3, de lo que se deduce una escorrentía media de:

mm.

que implica un coeficiente de escorrentía anual de:

De este modo, se tendrá un déficit anual de escorrentía de:

D = N – Ln = 619 – 182’2 = 436’8 mm.

En este caso, con los nuevos datos, el coeficiente anual de la cuenca, según KÉLLER, valdría:

que, como se ha considerado anteriormente, y a falta de otras estimaciones específicas, podría elevarse a  = 0’50.

De cualquier modo, la anterior formulación de ISZKOWSKI, con los nuevos datos relacionados, ofrecería un caudal mínimo de estiaje de:

Es posible, complementariamente, contrastar los cálculos efectuados hasta ahora con los dimanantes de la formulación de Turc, que proporciona el valor del coeficiente de escorrentía medio anual sobre datos de la precipitación media expresada en mm. (N) y la temperatura media anual en ºC (T) de la cuenca aportadora .

El déficit hidrológico o déficit anual de escorrentía, en este caso, vendrá dado por la siguiente fórmula:

donde: L = 300 + 25 • T + 0’05 • T3.

El coeficiente de escorrentía, entonces, vendrá dado por la expresión:

Entonces se cumplirá que:

de dónde:

Con lo que, en nuestro caso, se tendrá:

; o sea:

588 = 300 + 25 • T + 0’05 • T3; se obtiene pues la ecuación de tercer grado:

0’05 • T3 + 25 • T – 288 = 0, que ofrece como solución una T media anual de la cuenca comprendida entre 9 y 10 ºC.

Si ahora observamos el listado de temperaturas medias de diversas estaciones meteorológicas de la cuenca del Ebro (siguiente tabla), proporcionado por el Instituto Nacional de Meteorología, que no tiene en cuenta algunos puntos de alta montaña (especialmente del sistema pirenaico e ibérico), se concluye una temperatura media del conjunto oscilante alrededor de los 12 ºC, lo que supondría:

L = 300 + 25 • 12 + 0’05 • 123 = 686’4, con lo que se tendrá un déficit hidrológico de:

y un coeficiente de escorrentía medio de:

Partiendo, por otra parte, de un valor medio supuesto de T = 12 ºC, resulta interesante, para el cálculo de la evapotranspiración potencial media de la cuenca, la formulación de Coutagne, en que:

y siendo P = 0’9 • N = 0’9 • 619 = 557’1 mm.  0’56 m., que es la “precipitación neta” (precipitación total menos la infiltración en el terreno que puede evaluarse, con carácter general, en un 10% de N). Debe cumplirse que:

o sea: 0’3125  0’56  1’25, luego es aceptable.

Entonces, la evapotranspiración potencial media de la cuenca, en metros, viene dada por la expresión:

E = P -  • P2 = 0’56 – 0’4 • 0’562 = 0’435 m.

La fórmula anteriormente aplicada tiene el interés de resultar independiente de las series cronológicas de caudales disponibles (que son, a veces, discrepantes en su temporalidad y/o cuantía). No obstante, se ha preferido contrastarla con las aplicables según la Resolución del Principado de Asturias, basadas en la legislación suiza. Partiendo de un Q347 = 100,5 m³/seg, que es el caudal superado durante 347 días del año hidráulico (correspondiente al percentil 5 de la correspondiente distribución de frecuencias), según se explica posteriormente, se definen tres zonas diferentes en función de las comunidades piscícolas existentes, útiles para la determinación del denominado “caudal de acondicionamiento” (véase anexo nº: 5), a saber:

A) Zonas trucheras (nivel de protección mínimo, base I). Será el mayor caudal de los resultantes de la aplicación de las siguientes fórmulas:

Así pues, le corresponde un caudal mínimo de 100’10 m³/seg.

B) Zonas de interés piscícola (nivel de protección medio, base II). Será el resultante de sumar al caudal mayor de los anteriormente obtenidos 2 l/seg. y km² de la cuenca aprovechada. Esto es:

Qmín = 100,10 + (0,002 x 85.534,2) = 271,20 m³/seg.,

siempre considerando como aprovechable, a efectos piscícolas, la totalidad de la cuenca aguas arriba del tramo en estudio. Constituye un criterio acorde con el Informe de la Universidad de Berkeley para la Fundación de la Universidad Politécnica de Cartagena, de 7 de enero de 2003 (citado en la bibliografía), así como con el objetivo de categoría de calidad de las aguas superficiales C2 que ya hemos expuesto anteriormente (ICG = 75-85).

C) Zonas salmoneras (nivel de protección máximo, base III). Será el resultante de sumar al caudal mayor de los obtenidos en el apartado A) 4 l/seg. y km² de cuenca aprovechada. Esto es:

Qmín = 100,10 + (0,004 x 85.534,2) = 442,20 m³/seg.

El “caudal base” se aplica mediante simulación a una serie de secciones transversales definidas, bajo unas condiciones concretas, a su vez determinadas por el componente a conservar. De esta aplicación se deduce la necesidad o no de establecer un cierto caudal de acondicionamiento (adicional). El componente a conservar fija también las referencias en cuanto al nivel exigible de calidad del agua. El “caudal base” más el “caudal de acondicionamiento” definen el “caudal estándar”, sobre el que se aplica el factor de variabilidad estacional, obteniéndose el “caudal de mantenimiento”, que completa ya el régimen de mantenimiento a establecer.

El “caudal de acondicionamiento” se obtiene a partir de la simulación del caudal base sobre una serie de secciones transversales representativas del tramo afectable, cuestión que puede contemplarse en el anexo nº: 2.

Obsérvese la gran similitud existente entre el caudal mínimo medioambiental obtenido por aplicación de la fórmula de ISZKOWSKI (265,0 m³/seg.) y el que se deduce del apartado anterior B (271,20 m³/seg.) para las zonas de interés piscícola con un nivel de protección medio, por lo que definitivamente adoptaremos el ya expresado de: 265,0 + 4,0 (concesión del CAT) + 2,0 (concesión de los riegos de Aldea-Camarles) = 271,0 m³/seg. a los efectos perseguidos de fijación del caudal mínimo medioambiental (promedio anual del mismo) en el subtramo inferior II del río Ebro, y que deberá distribuirse de acuerdo al hidrograma natural histórico de los caudales anuales. Aguas abajo de la toma del Consorcio de Aguas de Tarragona (CAT) y de los futuros riegos de Aldea-Camarles (subtramo inferior III), en Campredó (Tortosa), dicho caudal sería estrictamente de 265,0 m³/seg.

El criterio de adopción ya expuesto del caudal mínimo medioambiental para el tramo inferior del río Ebro, viene reforzado si se analiza el conjunto de los valores obtenidos aplicando las diferentes opciones que, como se recordará, son las siguientes:

La mediana o segundo cuartil de esta distribución unitaria de frecuencias es de 265’00 m3/seg., que resulta ser el valor finalmente adoptado, teniendo en cuenta también su mayor proximidad a la media aritmética de los diversos criterios expuestos.

Obsérvese, en fin, que nuestra propuesta se ha aplicado a datos reales de series hidrológicas correspondientes al tramo inferior del río Ebro en la estación foronómica 027 de Tortosa, ubicada en el subtramo II del estudio. El resultado obtenido oscila entre el 52% y el 58% del caudal medio anual, con un promedio del 55%, según las diferentes series de aportaciones consideradas (ver anexo nº: 1).