California WaterBlog

By Camila Boettiger, Karrigan Börk, Roberto Ponce Oliva, Diego Rivera, Jay Lund, and Sarah Yarnell

Managing waterways for ecosystems with minimal loss to existing water uses is increasingly difficult. As we’ve discussed in the first two blogs in this series (here and here, now with Spanish language translations), California and Chile both struggle with this challenge. Both are mostly dry regions with deep economic and human dependence on water and very disrupted and vulnerable native ecosystems. Both also face the dual challenges of droughts and floods.

For the last year, an international collaboration on environmental flows between Chile’s Universidad del Desarrollo (UDD) and Universidad de Talca, and the University of California, Davis (UCD) focused on these common issues to draw lessons from California’s experience. The project, titled “Instream Minimum Flows: Experience and Lessons from California to Chile” (ANID Project FOVI 220188), sponsored a March 2024 symposium where faculty from UDD and UCD discussed these problems and potential solutions. The presentations are available here, and the slides here. 

The project supports further investigation of a functional flows approach for Chilean watersheds, implemented through a collaborative portfolio of water management instruments. This blog summarizes the findings of the research group. 

Similar Challenges: Healthy Watersheds and Water Extractions

Chile and California share similar geographic and climate traits and a history of dependence on freshwater for human use. Leaving water instream has been a newer development in both places, coming only after massive infrastructure development that heavily impacts rivers and affects their capacity to support healthy environments. Nevertheless, both localities now seek to protect environmental flows–the quantity and quality of water required to support healthy stream ecosystems–to conserve freshwater biodiversity and support ecosystem services people require. 

Although both jurisdictions have rules and obligations to restore environmental functions of surface waters, two main factors hinder success:

• Determination of necessary environmental flow quantities and timing
• Implementation of environmental flows in the complex water law framework

First, consider the science needed to decide flow requirements. Determining the environmental flow needs of each waterway requires data and knowledge of how physical and biological conditions affect native species. Understanding the complexity of stream ecosystems, with their interdependencies and feedbacks between multiple factors, can require in-depth local studies that can be costly and time consuming. As climate, land uses, and water quality conditions change over time, especially rapidly as seen in the last two decades, the challenge of understanding how management actions affect stream ecosystems only increases. As a result, methods for instream flow determinations in California vary widely in cost and complexity, and only occur where regulations and funding apply. In Chile, methods to estimate minimum ecological flows are based solely on hydrologic measurements, relying on streamflow data provided by government agencies. Additional information on local habitat conditions, water quality, or regional land use conditions is not a determining factor similarly due to legal restraints and funding limitations. 

Second, consider the water law framework. Chile imposes a minimum legal instream limit of 20% of the average annual flow. Although Chile’s environmental authority aims for a more holistic approach, the holistic requirements apply only to particular points on waterways. California does not have one single method of implementing minimum flow protections, but rather uses diverse methods (incentives, regulations, lawsuits, collaborative agreements, water purchases) depending on the waterway, with many streams lacking effective minimum flow protections entirely. In both cases, though, implementation of these approaches runs into water rights for other beneficial human uses. Water rights are malleable, and will likely have to change as the climate changes, but harmonizing existing water use with newer environmental requirements is hard. In times of water scarcity, the environment often loses out, regardless of the strength of legal protections. The resulting fines and legal entanglements often incentivize collaborative solutions. 

Both of these factors affect the success of instream flow protection, limiting opportunities for improved water management. Both Chile and California need a framework that incorporates human uses along with ecosystem needs in a multilevel, stakeholder-inclusive approach. 

We think that the functional flows approach may supply that framework.

What is the California Environmental Flows Framework (CEFF)? 

We described the general functional flows approach in our second blog in this series. CEFF applies that framework to California rivers. Developed over five years by a workgroup of researchers and agency staff from across California, the Framework provides guidance for developing ecological flow criteria, which describe the timing and magnitude of streamflows throughout the year to support native species and their habitat. These criteria are defined using the natural range of hydrologic conditions under which the native ecosystem evolved, but can be refined under CEFF to prioritize specific ecosystem management goals or to accommodate novel ecosystem conditions. The Framework also describes desirable practices for making decisions on how to balance ecological flow needs with human water uses. For more details, see CEFF.ucdavis.edu.

6 Lessons from CEFF

1. Inclusive framework development builds consensus

CEFF was developed using a broad inclusive process that included technical experts across multiple disciplines, representatives from federal and state agencies, scientific experts, and potential end-users from across California. The goal of the collaborative working group was to develop a shared, scientifically defensible approach to protecting river ecosystems that would be flexible enough for statewide use by a variety of stakeholder groups. The resulting framework is not associated with any single agency or regulatory program but can be applied to different contexts, mandates, and end-user priorities. This collaborative development of CEFF was key to building consensus on the technical foundations and commitment to application of the approach in the future.

2. Careful management can maximize the benefits of instream flows

Protecting the flow needed to sustain ecological functions across seasons and variable conditions across years will often leave less water available for other uses, including agriculture. However, a focus on the functionalityof flow left instream ensures that available water is used more effectively for ecosystems. The monitoring and adaptive management components of CEFF provide a mechanism for ensuring that environmental flow allocations are providing the functionality desired during the planning and implementation process. Moreover, the recovery of overall ecosystem health should decrease the likelihood of further species or water quality decline and reduce future conflicts between human uses and environmental water allocations. 

3. Timing of water withdrawals can minimize impacts

The functional flows approach acknowledges that some water will be removed for non-ecological uses and suggests that the best time to take water is during the wet season, when flows are naturally higher.  A functional flow regime is not the same as an unimpaired flow regime (see blog by Zimmerman et al. 2020 for discussion of unimpaired flows and functional flows) but rather uses the natural flow regime to guide when it is most important to leave more natural streamflows in the river. 

4. A successful framework must reflect the reality of human use

Consideration of traditional and contemporary values and practices can produce innovative and sustainable programs with public support. Human uses of water are thus explicitly integrated in CEFF. Guidance is provided on how to incorporate altered land use or water quality conditions when developing an ecological flow regime (section B) and how to assess human water needs relative to ecological needs via trade-off analyses when determining an environmental flow regime that seeks to support both human and ecological needs (section C).  CEFF further advocates an adaptive management approach (section C) that embraces monitoring, evaluation, and adjustments as needed to ensure that both ecological and human management goals are being met with the environmental flow regime.  Given changing climate conditions, such adaptive management may be the best way to integrate multiple river uses over time. 

5. Instream flows must accommodate climate change

Climate warming is altering hydrology and complicating native species conservation, which adds complexity to determining instream flows. Water regulations thus need to be flexible, to adapt to short-term changes in flow, and dynamic, to adapt to long-term changes in climate conditions. Many regulatory systems designate water availability and flow requirements based on how much water is available in a given year, as seen withCalifornia’s Central Valley and State Water Projects. A more adaptive approach is to designate flow requirements that embrace variability rather than designating fixed flow discharges or volumes. Ideally, requirements would include varying climate and flow conditions (such as a percentage of unimpaired flows), a holistic view of water uses (ecological and human), an adaptive management approach with monitoring and assessment, and the inclusion of various community members invested in the basin (a collaborative participatory approach). CEFF explicitly incorporates these aspects and provides guidance on adaptive management considerations. 

6. Implementation remains a challenge

CEFF implementation to date has largely been within several recent and ongoing case studies, each with different motivations for application. It has not yet been adopted statewide. Following initial environmental flow development, successful environmental flow programs require full, inclusive, and transparent stakeholder involvement during implementation and monitoring. Collaborative science builds trust and understanding among participants and increases the likelihood of identifying broadly acceptable solutions. 

Opportunities for Chile

Chilean rivers tend to have four distinct features: a short flow path, an abrupt change in slope from the steep Andean hills to flatlands in the Chilean Central Valley; strong anthropogenic intervention in the Chilean Central Valley that affects quantity, quality, and timing of flows, and a latitudinal diversity of flow regimes.

Stream flows in Chile have declined (Sangüesa et al., 2023), mostly from decreasing precipitation (both snow and rainfall) and increasing diversions. However, other drivers like land use change (Alvarez-Garreton et al., 2019) and surface water-groundwater interaction in irrigated valleys (Arumí et al.,2009; Fernández-Cirelli et al. 2009) alter flows. Disentangling natural and anthropic drivers is challenging, but is also a requirement to identify and manage functional flows components. For instance, water returns from agricultural lands sustain some summer stream flows that could exceed the natural baseflow. 

In Chile, environmental flows are calculated as the average monthly flows (hydrologic method) to account for seasonality (wet and dry seasons). While a start, this method does not account for ecological interactions, water quality conditions, sub-monthly flow variability, or other land use conditions, such as groundwater interactions, streambank characteristics, or vegetation communities. Data beyond just streamflow are necessary to understand river processes affecting water quantity, quality, and timing. Fortunately, Chile has enough data and information to start modeling a functional flow approach that includes both streamflow and land use conditions.

There are opportunities within Chile’s regulations to develop such an approach with planned and collaborative instruments for minimum flows in protected areas, wetlands, and other fragile water ecosystems under recent legislation that reformed the Water Code and other new laws. Anticipating the inevitable conflicts with existing water uses, an inclusive framework accepted by all stakeholders may be more effective than imposing a fixed flow for environmental purposes. California’s experience suggests collaboration often builds from conflict to produce longer-term productive solutions.

Take Home Messages

For Chile, practitioners and policy-makers must identify critical natural flow components essential for ecosystem support for each major river basin using a common framework and open dialogue spaces using the best available scientific evidence. We also must move from a single formula regulation into more flexible tools such as the California Environmental Flows Framework (CEFF). Under climate change and variability, the regulation must provide dynamic and actionable management strategies, including milestones and timelines.

Environmental flows, properly defined and implemented under a collaborative functional flows approach, would provide a path for adaptation to ecological variability. They can also provide flexibility depending on current climate and social stressors and, ultimately, a balanced allocation among water uses.

Camila Boettiger is an Associate Professor at the School of Law, Universidad del Desarrollo (Chile). A Lawyer, she holds a Master’s in Juridical Science and a Ph.D. in Law from Pontificia Universidad Católica de Chile. Her main courses are Environmental and Natural Resources Law, focusing her research in Water Law, currently executing several projects on instruments and regulations for conservation and sustainable management of water resources. UC Davis Acting Professor of Law Karrigan Börk’s publications run the gamut from the definitive text on the history and application of California minimum streamflow requirements to a hatchery and genetic management plan for the reintroduction of spring-run Chinook salmon in the San Joaquin River. Professor Börk graduated with Distinction and Pro Bono Distinction from Stanford Law School in 2009 and completed his Ph.D. dissertation in Ecology at UC Davis in September 2011. He works on legal and ethical issues in ecological restoration, including local governance issues in ecosystem management. His current work focuses on Western water law. Associate Professor in the School of Business and Economics of the Universidad del Desarrollo (UDD) in Concepción, Chile, Roberto D. Ponce Oliva studies the economics of climate change, focused on water issues. He has a PhD in Science and Management of Climate Change from the Ca’Foscari University of Venice, Department of Economics. 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). Jay Lund is a Professor Emeritus in the Department of Civil and Environmental Engineering and a Vice-Director of the Center for Watershed Sciences at the University of California – Davis. Sarah Yarnell is a Senior Research Hydrologist at the Center for Watershed Sciences.

This blog post is the third 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. The second post provides an overview of functional flows for implementing environmental flows in Chile.  This third post looks 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).

References

Alvarez-Garreton, C., Lara, A., Boisier, J.P., Galleguillos, M. 2019. The Impacts of Native Forests and Forest Plantations on Water Supply in Chile. Forests 10, 473. https://doi.org/10.3390/f10060473

Arumí, J.L., Rivera, D., Holzapfel, E., Boochs, P., Billib, M. et al,. 2009. 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, 12-20. https://doi.org/10.4067/S0718-58392009000100002

Fernández-Cirelli, A., Arumí, J.L., Rivera, D., Boochs, P.W. 2009. Environmental effects of irrigation in arid and semi-arid regions. Chilean Journal of Agricultural Research 69 (S1) 27-40. https://doi.org/10.4067/S0718-58392009000500004

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

Stein, E.D., M. McClain, A. Sengupta, T.E. Grantham, J. Zimmerman, and S.M. Yarnell. 2022. Allocations and Environmental Flows. In: Water Resources Allocations and Agriculture – Transitioning from Open to Regulated Access. Edited by J. Rouillard, C. Babbitt, E. Challies, and J.D. Rinaudo. IWA Publishing. London, UK. doi: 10.2166/9781789062786

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

Translated Text

Lecciones del Marco de Caudales Ambientales de California y Oportunidades para Chile 

Gestionar cuencas fluviales para ecosistemas con pérdidas mínimas para los usos existentes del agua es cada vez más difícil. Como hemos comentado en los dos primeros blogs de esta serie (aquí y aquí, y ahora con traducciones al español), tanto California como Chile enfrentan este desafío. Ambas son regiones mayoritariamente secas con profunda dependencia económica y humana del agua y ecosistemas nativos muy alterados y vulnerables. Ambos enfrentan también el doble desafío de sequías e inundaciones.

Durante este año, una colaboración internacional de investigación sobre caudales ambientales entre la  Universidad del Desarrollo (UDD) y la Universidad de Talca, ambas de Chile, y la Universidad de California, Davis (UCD), se centró en los problemas comunes desde donde extraer lecciones de la experiencia californiana. El proyecto, titulado “Caudales mínimos internos: experiencia y lecciones de California para Chile” (Proyecto ANID FOVI 220188), patrocinó un simposio en marzo de 2024 donde profesores de la UDD y la UCD discutieron estos problemas y posibles soluciones. Las presentaciones se encuentran disponibles aquí, y las diapositivas aquí. 

El proyecto promueve una mayor investigación del enfoque de caudales funcionales para las cuencas hidrográficas chilenas, implementado a través de un portafolio colaborativo de instrumentos de gestión del agua. Este blog resume los hallazgos del grupo de investigación.

Desafíos similares: cuencas hidrográficas saludables y extracciones de agua

 Chile y California comparten rasgos geográficos y climáticos similares, y una historia de dependencia del agua dulce para consumo humano. Dejar el agua dentro de la corriente ha sido un avance más reciente en ambos lugares, que se ha producido solo después de un desarrollo masivo de infraestructura que impacta fuertemente a los ríos y afecta su capacidad para sustentar ambientes saludables. Sin embargo, ambas localidades ahora buscan proteger los caudales ambientales –la cantidad y calidad de agua requerida para sustentar ecosistemas fluviales saludables– para conservar la biodiversidad fluvial y apoyar los servicios ecosistémicos que las personas requieren. 

Si bien ambas jurisdicciones tienen normas y obligaciones para restaurar las funciones ambientales de las aguas superficiales, dos factores principales obstaculizan su éxito:

• Determinación de las cantidades y tiempos de caudales mínimos necesarios
• Implementación de caudales mínimos en un complejo marco legal de aguas

En primer lugar, hay que tener en cuenta la ciencia necesaria para decidir los requisitos de caudal. Para determinar las necesidades de caudal ambiental de cada vía fluvial se necesitan datos y conocimientos sobre cómo las condiciones físicas y biológicas afectan a las especies nativas. Comprender la complejidad de los ecosistemas fluviales, con sus interdependencias y retroalimentaciones entre múltiples factores, puede requerir estudios locales profundos que son costosos y requieren mucho tiempo. A medida que el clima, los usos de la tierra y las condiciones de calidad del agua cambian con el tiempo, especialmente rápido como se ha visto en las últimas dos décadas, el desafío de comprender cómo las acciones de gestión afectan a los ecosistemas fluviales solo aumenta. Como resultado, los métodos para determinar el caudal de los ríos en California varían ampliamente en costo y complejidad, y solo se utilizan cuando concurren regulaciones y fondos aplicables. En Chile, los métodos para estimar caudales ecológicos mínimos se basan únicamente en mediciones hidrológicas, apoyándose en datos de caudal proporcionados por agencias gubernamentales. La información adicional sobre las condiciones del hábitat local, la calidad del agua o las condiciones del uso de la tierra a nivel regional tampoco es un factor determinante debido a restricciones legales y limitaciones de financiamiento. 

En segundo lugar, consideremos el marco legal del agua. Chile impone un límite legal para el caudal ecológico del 20% del caudal medio anual. Si bien la autoridad ambiental chilena apunta a un enfoque más holístico, estos los requisitos se aplican sólo a puntos específicos de las aguas superficiales. California no tiene un método único para implementar protecciones de flujo mínimo, sino que utiliza diversos métodos (incentivos, regulaciones, demandas, acuerdos de colaboración, compras de agua) dependiendo del cuerpo de agua, y muchos carecen por completo de protecciones de caudal mínimo efectivas. En ambos casos, sin embargo, la implementación de estos enfoques entra en conflicto con los derechos de agua para otros usos humanos beneficiosos. Los derechos de agua son maleables y probablemente tendrán que cambiar a medida que cambie el clima, pero armonizar el uso actual del agua con los nuevos requisitos ambientales es difícil. En tiempos de escasez de agua, el ambiente natural suele perder, independientemente de la solidez de las protecciones legales. Las multas y las dificultades legales resultantes suelen incentivar soluciones colaborativas.  

Ambos factores afectan el éxito de la protección de los caudales internos, limitando las oportunidades para una mejor gestión del agua. Tanto Chile como California necesitan un marco que incorpore los usos humanos junto con las necesidades de los ecosistemas en un enfoque de múltiples niveles y que incluya a todas las partes interesadas. 

Pensamos que el enfoque de caudales funcionales puede proporcionar ese marco.

¿Qué es el Marco de Caudales Ambientales de California (CEFF, por sus siglas en inglés)? 

Describimos el enfoque general de caudales funcionales en nuestro segundo blog de esta serie. CEFF aplica ese marco a los ríos de California. Desarrollado durante cinco años por un grupo de trabajo compuesto por investigadores y personal de agencias de toda California, el marco proporciona orientación para desarrollar criterios de caudales ecológicos, que describen el momento y la magnitud de los caudales a lo largo del año para sustentar a las especies nativas y su hábitat. Estos criterios se definen utilizando el rango natural de condiciones hidrológicas bajo las cuales evolucionó el ecosistema nativo, pero pueden refinarse según el CEFF para priorizar objetivos específicos de gestión del ecosistema o para adaptarse a sus nuevas condiciones. El marco también describe prácticas deseables para tomar decisiones sobre cómo equilibrar las necesidades de caudal ecológico con el uso humano del agua. Para mayor información, ver CEFF.ucdavis.edu.

6 lecciones del CEFF

1. El desarrollo de un marco inclusivo genera consenso

El CEFF se desarrolló mediante un proceso amplio e inclusivo que incluyó expertos técnicos de múltiples disciplinas, representantes de agencias federales y estatales, expertos científicos y posibles usuarios finales de toda California. El objetivo del grupo de trabajo colaborativo era desarrollar un enfoque compartido y científicamente defendible para proteger los ecosistemas fluviales que fuera lo suficientemente flexible para que una diversidad de grupos de interés lo utilizaran en todo el estado. El marco resultante no está asociado con ninguna agencia o programa regulatorio en particular, sino que puede aplicarse a diferentes contextos, mandatos y prioridades de los usuarios finales. Este desarrollo colaborativo del CEFF fue clave para generar consenso sobre los fundamentos técnicos y el compromiso para aplicar el enfoque en el futuro.

2. Una gestión cuidadosa puede maximizar los beneficios de los caudales internos de los ríos

La protección del caudal necesario para sostener las funciones ecológicas a lo largo de las estaciones y las condiciones variables a lo largo de los años a menudo dejará menos agua disponible para otros usos, incluida la agricultura. Sin embargo, al centrarse en la funcionalidad del caudal que queda internamente en el río (en la corriente) se garantiza que el agua disponible se utilice de manera más efectiva para los ecosistemas. Los componentes de monitoreo y gestión adaptativa del CEFF proporcionan un mecanismo para garantizar que las asignaciones de caudal ambiental proporcionen la funcionalidad deseada durante el proceso de planificación e implementación. Además, la recuperación de la salud general del ecosistema debería reducir la probabilidad de un mayor deterioro de las especies o de la calidad del agua y reducir los conflictos futuros entre los usos humanos y las asignaciones ambientales de agua.

3. El momento oportuno para la extracción de agua puede minimizar los impactos

El enfoque de caudales funcionales reconoce que parte del agua se extraerá para usos no ecológicos y sugiere que el mejor momento para extraer agua es durante la temporada de lluvias, cuando los flujos son naturalmente más altos. Un régimen de caudal funcional no es lo mismo que un régimen de caudal no intervenido (consulte el blog de Zimmerman et al. 2020 para obtener una discusión sobre caudales no intervenidos y caudales funcionales), sino que utiliza el régimen de caudal natural para guiar cuándo es más importante dejar más flujos naturales en el río.

• Un marco exitoso debe reflejar la realidad del uso humano

La consideración de valores y prácticas tradicionales y contemporáneas puede producir programas innovadores y sostenibles con apoyo público. Los usos humanos del agua quedan así integrados explícitamente en el CEFF. Se proporciona orientación sobre cómo incorporar el uso alterado de la tierra o las condiciones de calidad del agua al desarrollar un régimen de caudal ecológico (sección B) y cómo evaluar las necesidades humanas de agua en relación con las necesidades ecológicas a través de análisis de compensaciones al determinar un régimen de caudal ambiental que busca apoyar necesidades tanto humanas como ecológicas (sección C). El CEFF aboga además por un enfoque de gestión adaptativa (sección C) que incluye el seguimiento, la evaluación y los ajustes necesarios para garantizar que se cumplan los objetivos de gestión tanto ecológicos como humanos con el régimen de caudal ambiental. Dadas las condiciones climáticas cambiantes, este manejo o gestión adaptativa puede ser la mejor manera de integrar múltiples usos de los ríos a lo largo del tiempo.

• Los caudales internos de los ríos deben adaptarse al cambio climático

El calentamiento climático está alterando la hidrología y complicando la conservación de especies nativas, lo que añade complejidad a la determinación de los caudales fluviales. Por ello, las regulaciones hídricas deben ser flexibles y dinámicas para adaptarse a los cambios a corto plazo en el caudal y a los cambios a largo plazo en las condiciones climáticas. Muchos sistemas regulatorios designan la disponibilidad de agua y los requisitos de caudal en función de la cantidad de agua disponible en un año determinado, como se ve en los proyectos de agua estatales y del Valle Central de California. Un enfoque más adaptativo es designar requisitos de caudal que abarquen la variabilidad en lugar de designar caudales o volúmenes fijos. Lo ideal sería que los requisitos incluyeran condiciones variables de clima y caudal (como el porcentaje de caudales no intervenidos), una visión holística de los usos del agua (ecológicos y humanos), un enfoque de gestión adaptativa con seguimiento y evaluación, y la inclusión de varios miembros de la comunidad interesados ​​en la cuenca (un enfoque colaborativo y participativo). El CEFF incorpora explícitamente estos aspectos y proporciona orientación sobre consideraciones de gestión adaptativa.

• La implementación sigue siendo un desafío

La implementación del CEFF hasta la fecha se ha realizado en gran medida dentro de varios estudios de casosrecientes y en curso, cada uno con diferentes motivaciones para su aplicación. Todavía no se ha aplicado a nivel estatal. Luego del desarrollo inicial del caudal ambiental, los programas de caudales ambientales exitosos requieren de la participación plena, inclusiva y transparente de las partes interesadas durante la implementación y el monitoreo. La ciencia colaborativa genera confianza y comprensión entre los participantes y aumenta la probabilidad de identificar soluciones ampliamente aceptables.

Oportunidades para Chile

Los ríos chilenos tienden a tener cuatro características distintivas: un recorrido de caudal corto, un cambio abrupto de pendiente desde las empinadas elevaciones andinas hasta las llanuras del valle central de Chile; fuerte intervención antropogénica en el valle ventral que afecta la cantidad, la calidad y la distribución de los caudales, y una diversidad latitudinal de regímenes de caudal.

Los caudales de los ríos y afluentes o caudales superficiales en Chile han disminuido (Sangüesa et al., 2023), principalmente debido a la disminución de las precipitaciones (tanto nieve como lluvia) y al aumento de las extracciones. Sin embargo, otros factores como el cambio de uso del suelo (Álvarez-Garreton et al., 2019) y la interacción entre aguas superficiales y subterráneas en los valles irrigados (Arumí et al., 2009; Fernández-Cirelli et al., 2009) alteran los caudales. Distinguir los impulsores naturales y antrópicos es un desafío, pero también es un requisito para identificar y gestionar los componentes de los caudales funcionales. Por ejemplo, los retornos de agua de tierras agrícolas soportan algunos caudales de verano que podrían exceder el caudal base natural.

En Chile, los caudales ecológicos se calculan como caudales promedio mensuales (método hidrológico) para tener en cuenta la estacionalidad (épocas húmedas y secas). Si bien es un comienzo, este método no tiene en cuenta las interacciones ecológicas, las condiciones de calidad del agua, la variabilidad del caudal sub-mensual u otras condiciones de uso de suelo, como las interacciones con el agua subterránea, las características de las riberas fluviales o las comunidades de vegetación. Se necesitan datos que vayan más allá del caudal superficial para comprender los procesos fluviales que afectan la cantidad, la calidad y distribución de los flujos del agua. Afortunadamente, Chile cuenta con suficientes datos e información para comenzar a modelar un enfoque de caudal funcional que incluya tanto el caudal fluvial como las condiciones de uso de suelo.

Existen oportunidades dentro de la normativa chilena para desarrollar un enfoque de este tipo con instrumentos planificados y colaborativos para caudales mínimos en áreas protegidas, humedales y otros ecosistemas hídricos frágiles bajo la reciente legislación que reformó el Código de Aguas y otras nuevas leyes. Al anticipar los inevitables conflictos con los usos existentes del agua, un marco inclusivo aceptado por todas las partes interesadas puede ser más eficaz que imponer un caudal fijo con fines ambientales. La experiencia de California sugiere que la colaboración a menudo se construye a partir del conflicto para producir soluciones productivas a largo plazo. 

Mensajes para llevar a casa

Para Chile, los profesionales y responsables de la formulación de políticas públicas deben identificar los componentes críticos del caudal natural esenciales para el soporte del ecosistema de cada cuenca hidrográfica importante utilizando un marco común y espacios de diálogo abiertos, utilizando la mejor evidencia científica disponible. También debemos pasar de una regulación de fórmula única a herramientas más flexibles, como el Marco de Caudales Ambientales de California (CEFF). Ante el cambio y la variabilidad climáticos, la regulación debe proporcionar estrategias de gestión dinámicas y viables, incluidos hitos y cronogramas.

Los caudales ambientales, adecuadamente definidos e implementados bajo un enfoque colaborativo de caudales funcionales, proporcionarían un camino para la adaptación a la variabilidad ecológica. También pueden proporcionar flexibilidad en función del clima actual y de factores estresores sociales y, en última instancia, una asignación equilibrada entre los usos del agua.