2D vs. 3D Numerical Approaches for Fish Habitat Evaluation of a Large River — Is 2D Modeling Sufficient?

Computational Fluid Dynamics is an effective tool for assessing non-present conditions, thus also in habitat evaluation within ecohydraulics. Deciding whether to apply a one-, two- or three-dimensional numerical approach, is an optimization that needs to be performed by every task, given the capability and the demands of specific approaches. In this paper we compare the utility of two-dimensional (2D) versus three-dimensional (3D) hydrodynamical simulations for ecohydraulic purposes. The basis of the comparation were 1) three simulated abiotic variables: water depth, depth averaged flow velocity and bed material composition, and 2) an overall performance in a meso-scale fish habitat evaluation, based on the simulated three variables. The biotic parameters for the models were the habitat suitability curves of three fish species, the Danube streber (Zingel streber), the round goby (Neogobius melanostomus) and the white bream (Blicca bjoerkna). We found that in terms of ecohydraulic utilization, the 2D approach performed sufficiently to simulate the hydrodynamics of a large river. The errors originating from the 3D-2D simplification yielded negligible differences in habitat evaluation, and the agreement in the habitat suitability indices calculated from the simulated metrics was satisfactory. Henceforth, the theory was turned into an application as we performed habitat mapping on a 100 km long, Hungarian reach of the Danube River, with the abiotic parameters resulting from a 2D hydrodynamical simulation. The possibility of simplifying the approach from 3D to 2D provides a cost-efficient numerical tool at larger scales for ecohydraulic studies, and especially for evaluating habitat suitability of riverine fish

Alteración del hábitat y biodiversidad (macrófitos y aves) del Lago Titicaca – Perú ocasionado por el trasvase de agua a Bolivia

Se evaluó la alteración de hábitat y disminución de biodiversidad en el lago Titicaca – Perú ocasionada por el descenso del nivel de agua a causa del trasvase a Bolivia por la compuerta del río Desaguadero. Se utilizó el Índice de Idoneidad del Hábitat (HSI), método de cuadrantes para macrófitos y transectos lineales para aves. Los resultados indican, el HSI establece dependencia entre hábitat y biodiversidad (3,810 msnm). Con lluvia >765 mm (promedio encima de normal) entre 2001 y 2019, se registró, en los últimos 11 años, una cota 1 m de diferencia, atribuyéndose al trasvase de agua a Bolivia desde el 2008. La alteración de hábitat es calificada como mala. En una escala de 0 a 100%, el totoral califica 35, el llachal – totoral 32.5 y el espejo de agua 27. Hay eutrofización del agua con niveles altos de nitratos y fósforo, aumento >10°C de temperatura ambiental en totorales y llachales desecados e impacto negativo al turismo por alteración de paisaje. El descenso de nivel de agua a 3,808.54 m, (diciembre 2019), disminuyó la diversidad de macrófitos y aves del Titicaca, el hábitat totoral, totoral llachal y espejo de agua registran calificación mala, y nulo por pérdida de totorales. Se registró 24 especies de aves en 13 familias, calificación de condición regular (UICN) en la cota 3,809.11 m (abril 2019), y condición escasa en cota 3,808.54 m (diciembre 2019). En conclusión, el trasvase de aguas por la compuerta del río Desaguadero ha causado un impacto en hábitats y biodiversidad en el lago Titicaca.Tesi