by Sarah Yarnell, Diego Rivera Salazar, Camila Boettiger, and Jay Lund

Countries, regions, and river basins globally are struggling to provide and manage flows in rivers for ecosystems.  One approach, of many, is a Functional Flows approach, because it seeks to provide a range of streamflows over the year and between years to support fundamental functions of river ecosystems and the ecosystem services for society.  These streamflows include seasonal base flows that vary from wet to dry seasons and interannually across wet to dry years as well as short-term flood flows that mobilize and scour bed sediments, recreate aquatic, riparian, and floodplain habitat, and support seasonal wetlands. The approach also involves a process for balancing multiple human and ecological objectives for river systems through broad engagement of multiple interests.  In their challenge to maintain riverine ecosystem services, Chile and California can benefit from this dynamic approach to managing instream flows.

  1. Similar geography and activities
Figure 1. Rio Claro, Chile / Figura 1. Rio Claro, Chile

Chile is in the Southern hemisphere on the Pacific Ocean west of the Andes mountains.  Chile’s geography, climate, and ecology are similar to California. The most populous areas in both regions span latitudes from 32 – 38 degrees dominated by a strongly seasonal Mediterranean climate with cool wet winters and warm dry summers, as well strong interannual and decadal variability. Both regions are on the west coast of the Americas, with the Pacific Ocean to the west and large high-elevation mountains running north-south inland to the east. Both regions have smaller coastal mountains paralleling the ocean’s edge, with a ‘Central Valley’ between these mountain ranges. These Central Valleys have rich productive agricultural lands, including some of the finest vineyards exporting wines globally, within which large populations and communities are economically sustained. The geographic diversity of each region supports a rich and vulnerable biodiversity of native and endemic species, many of which rely on healthy freshwater ecosystems. Major geographic differences are the mirrored effect of being either north or south of the equator:  Chile’s summer peaks in January-February and its most arid regions are to the north, while California’s summer temperatures are highest in July-August and aridity increases to the south (Figures 2 and 3).

With such similarities, it is not surprising that in both Chile and California, like most populous regions globally, the increased harnessing of river flows for agriculture, hydropower, industry, and urban water supply has led to economic growth and prosperity. However, human development sustained by surface water sources has drastically reduced freshwater biodiversity and ecosystem services, risking the sustainability of fresh water supplies.

  1. A functional flows approach for instream flows

Environmental flows allocate some water for instream ecological purposes, supporting freshwater dependent ecosystems and improving river health (Horne et al., 2017). Implementing environmental flows has direct positive effects for biota in the river and can also improve water quality for recreation, drinking, and municipal uses. Instream flows do not attempt to restore the full “natural” or unimpaired flow of the river, rather they aim to support and maintain desired ecological conditions in regulated and diverted watercourses. Over time, the philosophy and practice of defining an environmental flow regime has advanced from static minimum instream flows protecting selected life history stages of specified aquatic species (e.g., Bovee, 1982) to environmental flow determinations that consider the natural variability of streamflows into which native species and ecosystems have evolved (e.g., Poff et al., 2010) and support river ecosystem functions (Palmer and Ruhi, 2019).  In short, healthy river ecosystems provide a broad range of benefits to society, and environmental flows seek to maintain and support healthy streams.

One avenue for improving the ecosystem functionality of regulated rivers is a Functional Flows approach to river management (Yarnell et al., 2015; Stein et al., 2021). This approach focuses on identifying functional flow components, discrete aspects of the flow regime with documented importance for ecological, geomorphic or biogeochemical processes in riverine systems (Yarnell et al., 2015). Environmental flow management in regulated rivers then seeks to retain these key flow components, such as flooding overbank flows and spawning migration pulse flows to support biophysical processes needed to maintain a river’s ecological structure and function upon which native biological communities depend (Bestgen et al., 2020; Yarnell et al., 2020).

Figure 2. Functional flow components of a seasonal hydrograph for California. Blue line is median (50th percentile) daily discharge. Gray shading represents 90th to 10th percentiles of daily discharge over the period of record (modified from Yarnell et al., 2020). / Figura 2. Componentes de caudales funcionales de un hidrograma estacional para California. La línea azul es la mediana (percentil 50) del alta diaria. El sombreado gris representa los percentiles 90 al 10 de descarga diaria durante el período de registro (modificado de Yarnell et al., 2020).
Figure 3. Mean monthly streamflow for different latitudes in Chile and comparison against minimum and maximum values. Figure 2.2 from Atlas del Agua, Chile https://snia.mop.gob.cl/repositoriodga/handle/20.500.13000/4371 / Figura 3. Caudal medio mensual para diferentes latitudes de Chile y comparación con valores mínimos y máximos. Figura 2.2 del Atlas del Agua, Chile https://snia.mop.gob.cl/repositoriodga/handle/20.500.13000/4371

In California, five functional flow components have been identified that support critical physical, biogeochemical, and biological functions that maintain river ecosystem health and satisfy life history requirements of native species (Figure 2):

  • Fall pulse flow: Following first major storm event at the end of dry season
  • Wet-season peak flow: Coincides with the largest storms in winter
  • Wet-season baseflow: Sustained by overland and shallow subsurface flows in the periods between winter storms
  • Spring recession flow: Represents the transition from the wet to dry season and is characterized by a steady decline of flows over a period of weeks to months
  • Dry-season baseflow: Sustained by groundwater inputs to rivers

Managing for these functional flow components preserves ecologically essential patterns of flow variability within and across seasons, but it does not require either full restoration of natural flows or maintenance of historical ecosystem conditions. These functional flow components can be quantified by a suite of functional flow metrics—statistical measures of the flow characteristics of each of the five functional flow components—that reflect the natural diversity in flow characteristics seasonally and across years.

In the long and narrow country of Chile (mean width of 180 km and a length of 4270 km (from 18 ° to 56°S), rivers are short.  Most start at the Andes flowing westward over steep slopes, across the flat lower gradient Central Valley, and finally through the Coastal Range to reach the Pacific Ocean. Agriculture, cities, and industries are mainly located in the Central Valley, accounting for 88% of the extracted water. From North to South, climate and landscapes change from arid to semi-arid Mediterranean to wet. Changes in precipitation patterns shape the streamflow regimes. Rivers in Central Chile (32-36°S) reach minimum flows from January to May, with winter peaks from rainfall and spring peaks from snow and glacier melt from June to September. The relative magnitude of the spring snowmelt decreases southward, as the Southern region (36 – 44 °S) receives more rainfall but less snow as the altitude of The Andes decreases.

In both Chile and California, the geography, climate, and landscape shape the streamflow regimes, such that an understanding of these interacting factors is necessary to determine how the river ecosystem functions.  Retaining key seasonal flow signatures, both baseflows and peak flows, along with space for the river to move and create riparian habitat, is necessary to support river functioning and ecosystem health.

A Functional Flows approach does not require the high density and range of data needed to develop flow ecology relationships as in more mechanistic methods (e.g., Poff et al., 2010) but rather considers how the natural flow regime interacts with basic physical channel conditions, floodplains, sediment regimes, thermal regimes and biologic and biogeochemical processes to support critical ecosystem functions.  By protecting underlying functions and variability patterns that sustain river ecosystems, this approach is likely to deliver broad benefits for freshwater biota, including threatened fish species and their supporting ecosystem, as well as valued ecosystem services, such as clean water, fisheries, and recreation.

A traditional focus on single species (even single life history stages of single species) has tended to favor static environmental flow requirements that vary little within seasons and across years. However, native freshwater biota in Mediterranean climates, such as California and Chile, are adapted to the high natural seasonal and interannual variability in river flows. A Functional Flows approach preserves particular elements of natural flow variations upon which native species depend. Natural fluctuations in flows across time and space interact with the surrounding landscape to drive ecosystem processes, such as movement of organic matter and nutrients, scour and erosion of sediment, and hydrological connectivity enabling vegetation growth or fish migration (Palmer & Ruhi, 2019; Yarnell et al., 2015). Disrupting ecological functions from stabilization of flow regimes and fragmentation of habitat in time and space, reduces long-term resiliency and biodiversity of river systems.

Using a Functional Flows approach, environmental flow allocations can be targeted to components of the flow regime that most directly support ecological functions, while allowing diversions for human uses during other times (e.g., most winter high flow periods) (Stein et al. 2022). Over longer timescales, the approach also provides flexibility to adjust environmental water allocations in different water year types, maximizing allocations in wet years to enhance ecosystem conditions and limiting allocations in drought years to those needed to avoid catastrophic ecosystem impacts. This provides the ability to ‘design’ or tailor implementation to local conditions and needs. Flexible approaches that aim to maximize ecosystem functionality, especially during wetter years, will help build the resiliency of ecosystems to future droughts. Such proactive, long-term approaches are becoming more important as global temperatures rise and the intensity and spatial extent of drought increases in much of the western hemisphere.

3. Flowing forward

Current regulation related to minimum flows in Chile relies on streamflow data provided from government agencies and should consider the local characteristics and conditions of the watercourse. Discussion often focuses on the feasibility of applying certain methods to determine a fixed minimum flow, instead of discussing a more holistic approach that considers interactions with other variables and the expected environmental outcomes of such flows. The Functional Flows approach is promising for Chile’s water management, as it requires a focus on functionality and outcomes rather than extensive detailed parametrization.

In California, technical guidance for implementing a Functional Flows approach is provided in the California Environmental Flows Framework (CEFF), developed by a broad range of academic, agency, and non-governmental researchers (ceff.ucdavis.edu). CEFF provides a way to holistically incorporate functional flows, ecosystem goals, local requirements, and regulation. It provides guidance on balancing multiple management objectives via a stakeholder or community-driven process and advocates for monitoring and adaptive management programs. In the third blog of this series, we will discuss lessons from the California Environmental Flows Framework (CEFF) that might guide development of a Chilean Environmental Flows Framework, (ChEFF).

References and Further Reading:

Alvarez-Garreton, C.; Lara, A.; Boisier, J.P.; Galleguillos, M. The Impacts of Native Forests and Forest Plantations on Water Supply in Chile. Forests 2019, 10, 473.

Arismendi I & B Penaluna. 2009. Peces nativos en aguas continentales del Sur de Chile / Native inland fishes of Southern Chile, funded by the Millenium Scienti!c Initiate through the FORECOS Nucleus Millenium P04-065-F of Mideplan.

Arumí, J.L.; Rivera, D.; Holzapfel, E.; Boochs, P.; Billib, M. et al,: Effect of the irrigation canal network on surface and groundwater interactions in the lower valley of the Cachapoal river, Chile. Chilean Journal of Agricultural Research 69 (2009), Nr. 1, S. 12-20. DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-58392009000100002

Boettiger, C., K Börk, R. Ponce Oliva, D. Rivera, J. Lund, and S. Yarnell (2024), Minimum Flow Laws in California and Chile, CaliforniaWaterBlog.com, February 25, 2024

Bovee, K. D. (1982). A Guide to Stream Habitat Analysis Using the Instream Flow Incremental Methodology. Fort Collins, CO: U.S. Fish and Wildlife Service. Report no. Instream Flow Inf. Pap. 12.

Fernández-Cirelli, A.; Arumí, J.L.; Rivera, D.; Boochs, P.W.: Environmental effects of irrigation in arid and semi-arid regions. In: Chilean Journal of Agricultural Research 69 (2009), Nr. SUPPL. 1, S. 27-40. DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-58392009000500004

Grantham, T., J. Howard, B. Lane, R. Lusardi, S. Sandoval-Solis, E. Stein, S. Yarnell and J. Zimmerman (2020), Functional Flows Can Improve Environmental Water Management in California, CaliforniaWaterBlog.com, November 29, 2020 https://californiawaterblog.com/2020/11/29/functional-flows-can-improve-environmental-water-management-in-california/

Horne, A., Webb, J. A., Stewardson, M., Richter, B., and Acreman, M. (2017). Water for the Environment: From Policy and Science to Implementation and Management. Academic Press.

Obester, A., S. Yarnell, and T. Grantham(2020), Environmental Flows in California, CaliforniaWaterBlog.com, March 18, 2020, https://californiawaterblog.com/2020/03/18/environmental-flows-in-california/

Palmer, M., and Ruhi, A. (2019). Linkages between Flow Regime, Biota, and Ecosystem Processes: Implications for River RestorationScience 365, 1264. doi:10.1126/science.aaw2087

Poff, N. L., Richter, B. D., Arthington, A. H., Bunn, S. E., Naiman, R. J., Kendy, E., et al. (2010). The Ecological Limits of Hydrologic Alteration (ELOHA): a New Framework for Developing Regional Environmental Flow StandardsFreshw. Biol. 55, 147–170. doi:10.1111/j.1365-2427.2009.02204.x

Sangüesa, C.; Pizarro, R.; Ingram, B.; Balocchi, F.; García-Chevesich, P.; Pino, J.; Ibáñez, A.; Vallejos, C.; Mendoza, R.; Bernal, A.; et al. Streamflow Trends in Central Chile. Hydrology 2023, 10, 144. https://doi.org/10.3390/hydrology10070144

Stein, E.D., J. Zimmerman, S.M. Yarnell, B. Stanford, B. Lane, K. Taniguchi-Quan, A. Obester, T.E. Grantham, S. Sandoval-Solis, and R.A. Lusardi. 2021. The California Environmental Flows Framework: Meeting the Challenges of Developing a Large-Scale Environmental Flows Program. Frontiers in Environmental Science-Freshwater Science 9:769943. Doi: 10.3389/fenvs.2021.769943

Yarnell, S. M., Petts, G. E., Schmidt, J. C., Whipple, A. A., Beller, E. E., Dahm, C. N., et al. (2015). Functional Flows in Modified Riverscapes: Hydrographs, Habitats and OpportunitiesBioscience 65, 963–972. doi:10.1093/biosci/biv102

Yarnell, S. M., Stein, E. D., Webb, J. A., Grantham, T., Lusardi, R. A., Zimmerman, J., et al. (2020). A Functional Flows Approach to Selecting Ecologically Relevant Flow Metrics for Environmental Flow ApplicationsRiver Res. Applic 36 (2), 318–324. doi:10.1002/rra.3575

The California Environmental Flows Framework website. http://ceff.ucdavis.edu.

Sarah Yarnell is a Senior Research Hydrologist at the Center for Watershed Sciences. Diego Rivera Salazar is a Professor in the School of Engineering & Center for Resources Management, Universidad del Desarrollo, Santiago, Chile, Centro de Recursos Hídricos para la Agricultura y la Minería (ANID/FONDAP) (PI).

This blog post is the second of three posts resulting from an international collaboration on environmental flows between Chile’s Universidad del Desarrollo and Universidad de Talca, and the University of California, Davis (ANID Project FOVI 220188) law, engineering, economics, hydrology, and ecology researchers.  The first post explained a bit about minimum flow regulations in California and Chile. This post provides an overview of functional flows for implementing environmental flows in Chile.  The third post will look at lessons from the California Environmental Flows Framework (CEFF) that might guide development of a Chilean Environmental Flows Framework, (ChEFF). Project FOVI 220188 “Minimum flows and information of water uses in surface waters: experiences and challenges in Chile and California” is funded by Chile’s  National Agency of Research and Development (ANID).

Translated Text

Un enfoque de caudales funcionales para caudales ambientales en Chile

por Sarah Yarnell, Diego Rivera Salazar, Camila Boettiger y Jay Lund

Los países, regiones y cuencas fluviales de todo el mundo luchan por proveer y gestionar los caudales de los ríos para los ecosistemas. Un enfoque, entre muchos, es el de Caudales Funcionales, porque busca proporcionar una variedad de caudales durante el año y entre años para respaldar las funciones fundamentales de los ecosistemas fluviales y los servicios ecosistémicos para la sociedad. Estos caudales incluyen caudales base estacionales que varían de estaciones húmedas a secas, e interanuales a lo largo de años húmedos a secos, así como flujos de inundaciones de corto plazo que movilizan y erosionan los sedimentos del lecho, recrean hábitats acuáticos, ribereños y de llanuras aluviales, y sustentan humedales estacionales. El enfoque también implica un proceso para equilibrar múltiples objetivos humanos y ecológicos para los sistemas fluviales a través de un amplio compromiso de múltiples intereses. En su desafío de mantener los servicios de los ecosistemas ribereños, Chile y California pueden beneficiarse de este enfoque dinámico para gestionar los caudales internos.

  1. Geografía y actividades similares 

Chile se encuentra en el hemisferio sur en el Océano Pacífico, al oeste de la Cordillera de los Andes. La geografía, el clima y la ecología de Chile son similares a los de California. Las zonas más pobladas de ambas regiones se extienden entre las latitudes 32 y 38 grados, dominadas por un clima mediterráneo fuertemente estacional con inviernos frescos y húmedos, así como veranos cálidos y secos, como una fuerte variabilidad interanual y decenal. Ambas regiones se encuentran en la costa occidental de América, con el Océano Pacífico al oeste y grandes montañas de gran elevación que se extienden de norte a sur y hacia el interior hacia el este. Ambas regiones tienen montañas costeras más pequeñas paralelas al borde del océano, con un “valle central” entre estas cadenas montañosas. Estos valles centrales tienen tierras agrícolas ricas y productivas, incluidos algunos de los mejores viñedos que exportan vinos a nivel mundial. Dentro de estas tierras se sostienen económicamente grandes poblaciones y comunidades. La diversidad geográfica de cada región sustenta una biodiversidad rica y vulnerable de especies nativas y endémicas, muchas de las cuales dependen de ecosistemas de agua dulce saludables. Las principales diferencias geográficas son el efecto reflejado de estar al norte o al sur del ecuador: el verano en Chile alcanza su punto máximo en enero-febrero y sus regiones más áridas están al norte, mientras que las temperaturas de verano en California son más altas en julio-agosto y la aridez aumenta hacia el sur (Figuras 2 y 3). 

Con tales similitudes, no sorprende que, tanto en Chile como en California, como en las regiones más pobladas del mundo, el mayor aprovechamiento de los flujos de los ríos para la agricultura, la energía hidroeléctrica, la industria y el suministro de agua urbana haya conducido al crecimiento económico y la prosperidad. Sin embargo, el desarrollo humano sostenido por fuentes de agua superficial ha reducido drásticamente la biodiversidad del agua dulce y los servicios de los ecosistemas, poniendo en riesgo la sostenibilidad de los suministros de agua dulce.

  • Un Enfoque de Caudales Funcionales para caudales internos

Los caudales ambientales asignan parte del agua para fines ecológicos dentro de los ríos, apoyando a los ecosistemas que dependen del agua dulce y mejorando la salud de los ríos (Horne et al., 2017). La implementación de caudales ambientales tiene efectos positivos directos sobre la biota fluvial y también puede mejorar la calidad del agua para uso recreativo, potable y municipal. Los caudales internos no intentan restaurar el flujo “natural” o intacto del río; más bien, su objetivo es apoyar y mantener las condiciones ecológicas deseadas en los cursos de agua regulados e intervenidos. Con el tiempo, la filosofía y la práctica para definir un régimen de caudal ambiental ha avanzado desde caudales internos mínimos estáticos que protegen etapas seleccionadas de la historia de vida de especies acuáticas específicas (por ejemplo, Bovee, 1982) hasta determinaciones de caudal ambiental que consideran la variabilidad natural de los caudales en los cuales las especies nativas y los ecosistemas han evolucionado (p. ej., Poff et al., 2010) y sustentan las funciones de los ecosistemas fluviales (Palmer y Ruhi, 2019). En resumen, los ecosistemas fluviales saludables brindan una amplia gama de beneficios a la sociedad, y los caudales ambientales buscan mantener y sustentar ríos saludables.

Una vía para mejorar la funcionalidad de los ecosistemas de los ríos intervenidos es el Enfoque de Caudales Funcionales para la gestión de los ríos (Yarnell et al., 2015; Stein et al., 2021). Este enfoque se centra en identificar componentes funcionales del flujo, aspectos discretos del régimen de caudal con importancia documentada para los procesos ecológicos, geomórficos o biogeoquímicos en los sistemas fluviales (Yarnell et al., 2015). La gestión del caudal ambiental en ríos regulados busca retener estos componentes clave del flujo, tales como las inundaciones, los caudales desbordantes y los procesos migratorios y de desove, para apoyar los procesos biofísicos necesarios para mantener la estructura y función ecológica de un río del que dependen comunidades biológicas nativas (Bestgen et al., 2020; Yarnell y otros, 2020).

En California, se han identificado cinco componentes funcionales del flujo que sustentan funciones físicas, biogeoquímicas y biológicas críticas que mantienen la salud del ecosistema fluvial y satisfacen los requisitos del ciclo vital de las especies nativas (Figura 2):

  • Caudal pulso de otoño: después de la primera tormenta importante al final de la estación seca.
  • Caudal máximo en la estación húmeda: Coincide con las tormentas más grandes en invierno.
  • Caudal base de la estación húmeda: Sostenido por flujos superficiales y subterráneos poco profundos en los períodos entre tormentas invernales.
  • Caudal de recesión de primavera: Representa la transición de la estación húmeda a la seca y se caracteriza por una disminución constante de los flujos durante un período de semanas a meses.
  • Caudal base de la estación seca: sostenido por aportes de agua subterránea a los ríos.

Gestionar estos componentes de flujos funcionales preserva patrones ecológicos esenciales de caudales y variabilidad a través de las estaciones, pero no requiere la completa restauración  de los flujos naturales o la mantención de condiciones ecosistémicas históricas. Estos componentes de flujos funcionales pueden ser cuantificados por una serie de métricas de flujos funcionales -mediciones estadísticas de los caudales caracterizando cada uno de los componentes funcionales- que reflejen la diversidad natural de las características del flujo estacionalmente y a través de los años.

En el largo y angosto país de Chile (anchura media de 180 km y longitud de 4270 km (de 18° a 56°S), los ríos son cortos. La mayoría comienza en los Andes, fluyendo hacia el oeste sobre pendientes pronunciadas, a través del plano y de menor gradiente en el Valle Central, y finalmente a través de la Cordillera de la Costa para llegar al Océano Pacífico. La agricultura, las ciudades y las industrias se encuentran principalmente en el Valle Central y concentran el 88% del agua extraída. De norte a sur, el clima y los paisajes cambian del mediterráneo árido al semiárido y al húmedo. Los cambios en los patrones de precipitación dan forma a los regímenes de caudal. Los ríos en el centro de Chile (32-36°S) alcanzan caudales mínimos de enero a mayo, con picos invernales debido a las lluvias, y picos primaverales debido al deshielo de la nieve y los glaciares de junio a septiembre. La magnitud relativa del deshielo primaveral disminuye hacia el sur, ya que la región sur (36–44°S) recibe más precipitaciones, pero menos nieve a medida que disminuye la altitud de los Andes.

Tanto en Chile como en California, la geografía, el clima y el paisaje dan forma a los regímenes de flujos de caudal, de modo que es necesario comprender estos factores que interactúan para determinar cómo funciona el ecosistema fluvial. Conservar las características clave del flujo estacional, tanto los caudales base como los caudales máximos, junto con el espacio para que el río se mueva y cree un hábitat ribereño es necesario para apoyar el funcionamiento del río y la salud del ecosistema.

El Enfoque de Caudales Funcionales no requiere la alta densidad y rango de datos necesarios para desarrollar relaciones de ecología de caudal como en métodos más mecanicistas (p. ej., Poff et al., 2010), sino que considera cómo el régimen de caudal natural interactúa con las condiciones físicas básicas del canal, llanuras aluviales, regímenes de sedimentos, regímenes térmicos y procesos biológicos y biogeoquímicos para sustentar funciones ecosistémicas críticas. Al proteger las funciones subyacentes y los patrones de variabilidad que sustentan los ecosistemas fluviales, este enfoque probablemente generará amplios beneficios para la biota de agua dulce, incluidas las especies de peces amenazadas y el ecosistema que los sustenta, así como valiosos servicios ecosistémicos, como agua limpia, pesca y recreación.

El enfoque tradicional en especies individuales (incluso en etapas de la historia de vida de una sola especie) ha tendido a favorecer requisitos de caudal ambiental estáticos que varían poco dentro de las estaciones y a lo largo de los años. Sin embargo, la biota nativa de agua dulce en climas mediterráneos, como California y Chile, está adaptada a la alta variabilidad estacional e interanual natural de los caudales de los ríos. El Enfoque de Caudales Funcionales preserva elementos particulares de las variaciones del flujo natural de los que dependen las especies nativas. Las fluctuaciones naturales de los caudales a lo largo del tiempo y el espacio interactúan con el paisaje circundante para impulsar procesos ecosistémicos, como el movimiento de materia orgánica y nutrientes, la socavación y erosión de sedimentos y la conectividad hidrológica que permite el crecimiento de la vegetación o la migración de peces (Palmer & Ruhi, 2019; Yarnell et al., 2015). La alteración de las funciones ecológicas debido a la estabilización de los regímenes de caudales y la fragmentación del hábitat en el tiempo y el espacio reduce la resiliencia y la biodiversidad a largo plazo de los sistemas fluviales.

Utilizando el Enfoque de Caudales Funcionales, las asignaciones de caudales ambientales pueden dirigirse a componentes del régimen de flujo que apoyan más directamente las funciones ecológicas, al tiempo que permiten extracciones para usos humanos durante otras épocas (por ejemplo, la mayoría de los períodos invernales de caudales altos) (Stein et al. 2022). En escalas de tiempo más largas, el enfoque también brinda flexibilidad para ajustar las asignaciones ambientales de agua en diferentes tipos de años hídricos, maximizando las asignaciones en años húmedos para mejorar las condiciones de los ecosistemas y limitando las asignaciones en años de sequía a aquellas necesarias para evitar impactos catastróficos en los ecosistemas. Esto brinda la capacidad de “diseñar” o adaptar la implementación a las condiciones y necesidades locales. Los enfoques flexibles que tienen como objetivo maximizar la funcionalidad de los ecosistemas, especialmente durante los años más húmedos, ayudarán a desarrollar la resiliencia de los ecosistemas ante futuras sequías. Estos enfoques proactivos y de largo plazo están adquiriendo mayor importancia a medida que aumentan las temperaturas globales y la intensidad y extensión espacial de la sequía en gran parte del hemisferio occidental.

  • Fluyendo hacia adelante

La regulación actual relacionada con caudales mínimos en Chile se basa en datos de caudal proporcionados por agencias gubernamentales y debe considerar las características y condiciones locales del curso de agua. El debate frecuentemente se centra en la viabilidad de aplicar ciertos métodos para determinar un caudal mínimo fijo en lugar de discutir un enfoque más holístico que considere las interacciones con otras variables y los resultados ambientales esperados de dichos caudales. El Enfoque de Caudales Funcionales es prometedor para la gestión del agua en Chile, ya que se centra en la funcionalidad y los resultados en lugar de una parametrización extensa y detallada.

En California, el Marco de Flujos Ambientales de California (CEFF, por sus siglas en inglés) proporciona orientación técnica para implementar el Enfoque de Caudales Funcionales. Fue desarrollado por una amplia variedad de investigadores académicos, de agencias y de organizaciones no gubernamentales (ceff.ucdavis.edu). CEFF proporciona una manera de incorporar de manera integral caudales funcionales, objetivos ecosistémicos, requisitos y regulaciones locales. Proporciona orientación sobre el equilibrio de múltiples objetivos de gestión a través de un proceso impulsado por las partes interesadas o la comunidad y aboga por programas de seguimiento y gestión adaptativa. En el tercer blog de esta serie, discutiremos lecciones del Marco de Caudales Ambientales de California (CEFF) que podrían guiar el desarrollo de un Marco de Caudales Ambientales de Chile (ChEFF).

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