Manuel Pulido‐Velázquez

Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente (IIAMA)Universitat Politècnica de València, Valencia, España

E‐mail: mapuve@upv.es

Catedra Aguas de ValenciaValencia, febrero de 2015

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Sostenibilidad y adaptación de sistemas de recursos hídricos a escenarios futuros a largo plazo (SAWARES)

PLAN ESTATAL de Inv. Científica y Técnica e Innovación 2013‐2016

Metodologías y Herramientas para analizar IMPactos y ADAPTación al cambio global en Sistemas de Recursos Hídricos (IMPADAPT)

Plazo: 2014 – 2017

RETOS INVESTIGACIÓN - Acción sobre el cambio climático y eficienciaÁREA: Ciencias de la Tierra

Equipo IIAMA ‐Manuel Pulido

Equipo Industriales‐ITA: Fco. Arregui 

Equipo Agrónomos:  Lorenzo Avellá‐Carles Sanchís‐Marta G Mollá – Juan Manzano (equipo CVER) / Alberto García Prats (reForest‐IIAMA)

Equipo Impacto Ambiental: Fco. Martínez CapelPersonal propio del proyecto: Patricia Marcos (FPI) / Mar Ortega (Téc Superior)

EQUIPOS:

ENTIDADES INTERESADAS:SPADIS, IWA, AGUAS de VALENCIA, Acequia Real del Júcar, FENACORE, CHJ, CHS

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OBJETIVO:“desarrollar e implementar métodos y herramientas, incluyendo participación pública, para el análisis de impacto y estrategias de adaptación en distintos sectores (urbano, agrícola, energético, medio ambiente) / desarrollo de un SAD para el análisis multiobjetivo de la adaptación (impactos en suministros y garantías, económicos, ambientales, energéticos)”

6 actividades: Escenarios Climático‐Hidrológicos Históricos y Futuro (A1) Impactos Hidrológicos (A2) Impactos y Adaptación en el Sector Urbano (A3)  Impactos y Adaptación en el Agrícola (A4) Binomio Agua‐Energía (A5)  SAD para Adaptación (A6)

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Hipótesis de trabajo: Metodología mixta “top‐down” – “bottom‐up”

BOTTOM-UP: definición de escenarios plausibles y medidas de adaptación mediante procesos participativos y talleres con los actores de los principales sectores implicados (agrícola, urbano, energético, medio ambiente)

TOP-DOWN: selección de portfolio de medida óptimos a escala de cuenca (modelos hidroeconómicos, de agente) y análisis de su robustez

Principal caso de estudio: cuenca del Júcar – Mancha Oriental

Enfoque integral, participativo y multidisciplinar (hidrología, ec., hidrául. urbana, agronomía, ecología, análisis de sistemas, etc.)

Adaptación al cambio climático:  Top‐Down approach

A1B

Arpège, CCMA, CNRM, GFDL, IPSL, MPI ECHAM, MRI, NCAR

«Wheater type » downscaling

GR2M hydrological model

Least‐Cost River Basin Optimization

Adaptatiton strategy

Impact assessment

Downscalling

Global climate  simulation

Emission scenarios

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Alternativa: combinación top‐down & bottom‐up

Programa de medidas a menor coste

Tesis Corentin Girard (dic-2015). Orb River Basin (France)

Reparto de costes ‐> Th Juegos

Esquema IMPADAPT

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Sistema de apoyo a la toma de decisiones

(SAD- MHE)

Hidrología futura Demandas futuras Agrícola

Urbana

• Producción

Escenarios socio-económicos / efecto del cc

• Calidad agua (lixiviado)

Medidas de adaptación • Coste-eficacia

• Coste-beneficio

Binomio Agua-energía

Hidrologíafutura ‐ sequías

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Proyecto CORDEX Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment

Objeto: mejorar la generación de proyecciones regionales decambio climático a nivel mundial. Diferentes combinaciones demodelos globales y regionales

Resoluciones : 0.11o, 0.22o y 0.44o

12 dominios o regiones: EUR

Varios escenarios: RCPs (2.6, 4.5, 6, 8.5)

Horizontes temporales: corto (2011‐40),medio (2041‐70) y largo plazo (2071‐100)

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Modelos globales y regionales

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mm PRECIPITACIÓN MEDIA MENSUAL

Modelo precipitación‐escorrentía

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Modelo de Témez (1977), considerando dos ramas de descarga parael acuífero

Precipitación

Exceso (T)(C)

Escorrentía superficial

Escorrentía total

Infiltración(Imax)

Escorrentía subterránea

Zona no saturada

Zona saturada

Acuífero

Suelo (Hmax)

ET

P-T

R1=b1IS

R2=(1‐b1)IS

Qsub, 2

Qsub, 1

Subcuencas

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Ej. Alarcón, cabecera

Generación de caudales futuros

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% cambio aportaciones futuras

Análisis de SEQUÍAS Índices estandarizados: generalización SPI

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Variables: Sequíasmeteorológicas: P (SPI), P‐ET0 (SPEI, Vicente‐Serrano et al., 2010)

Sequías hidrológicas: Q (aportación mensual)

Periodos agregación: 1, 3, 6, 12 y 24 meses

Escenarios de demanda futura

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Factores: P, T, otras variables meteorológicas, CO2, cultivo, tipo de suelo, prácticas agrícolas

Relación ET-rendimiento-lixiviado

Ej. trigo, Mancha Oriental

Escenarios de uso del suelo

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2 enfoques principales:• Modelación de tendencias LUC

• Enfoque participativo: scenario‐building workshops

Redes neuronales Autómata celular(IDRISI)

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Tesina Lenin Henríquez - 2012

Proyecciones de población / consumo per‐cápita / medidas de ahorro

California

Fuente: Urban Water Demand in California 2100: Incorporating Climate Change

Medidas de ADAPTACIÓN

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EN LAS CCRR

A ESCALA DE CUENCA / NACIONAL

INSTRUMENTOS ECONÓMICOS:

Precios (agua, fertilizantes, …)  

Mercados

Seguros agrarios

ADAPTACIÓN EN PARCELA

1) Selección de cultivos / calendario de plantación2) Mejor gestión delos inputs (fertilizantes, pesticidas, etc)3) Mejora tecnologías de riego / cultivo – EFECTO REBOTE !!

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Casos de estudio en Valencia, Londres y Locarno (Suiza)

En qué medida concienciación social -herramientas interactivas pueden influir en comportamiento de consumidores / reducción del consumo

Smart MetersSmart Data

WP5 – precios dinámicos / reducción de puntas diarias o estacionales

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Alarcón reservoir

Droughtperiod: higher

values

Scarcity Water Pricing Policies

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Demonstrating Improved Agricultural Land practices tO safeGUarddrinking water suppliES

Objectivo: medidas para reducir el impacto de la contaminación agrícola en el suministro urbano

Ej. Incentivos, regulación, acuerdos, mejor monitorización y gestión, mejores prácticas para reducción de lixiviados de nitratos y pesticidas, etc

Modelo de gestiónhidro‐económicos

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Metodología

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MODELOS HIDROECONÓMICOS

Ingeniería Economía Hidrología

Análisis integrado a escala de cuenca de suministros, demandas e infraestructura disponible

Curvas de Demanda

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HYDROPLATFORM+

MS EXCEL

ConnectivityMatrix

Time SeriesParameters

Topology

INPUTS MODELS OUTPUTS

HydrologyEconomic

Information

Infrastructure

MODEREAg demands

OPTIMIZATION(OPTIGAMS)

Watermanagement(V, Q, deliveries, reliability, etc.) 

Economicresults

(benefits, scarcitycosts, MROC)

TOOLS

Watermarket

BAU and SWP

SIMULATION(SIMGAMS)

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Esquema sistema de explotación JúcarSistema Júcar 

Mancha Oriental

Canal Júcar‐ Turia

Ribera Alta y Baja Júcar

Coste de escasez

0 €

100 €

200 €

300 €

400 €

500 €

600 €

700 €

800 €

900 €

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59

Millions

year

Annual scarcity cost for each scenario

Long‐Term

Mid‐Term

Short‐Term

Base Case

DEMANDmanagement options:o Mejora de eficiencias en Ribera del Jícaro Reducción futura de demandas Mancha Oriental 

Opciones de gestión del sistema:o Cambio de prioridades

o Mercados

Análisis de estrategias de adaptación (HEM)

0 €

50 €

100 €

150 €

200 €

250 €

300 €

350 €

400 €

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59

Millions

years

Average Annual Scarcity Cost for each Adaptive Strategy

Long‐Term

Improve Efficiency

Decrease La Mancha

Equal Priorities

Water Markets