1

SISTEMA SOPORTE A LA DECISIÓN PARA LA GESTIÓN INTEGRAL DE

RECURSOSJoaquín Andreu Álvarez

Director Técnico, Confederación Hidrográfica del JúcarCatedrático, Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente

U. Politécnica Valencia

Jornadas sobre:EL NUEVO CICLO DE PLANIFICACIÓN HIDROLÓGICA EN ESPAÑA

Colegio de Caminos Canales y Puertos, Madrid, 29 de Marzo de 2007

2

73 = ?

3

73 =

8,544003745317...

4

Area (km2) 43 000Población (habitantes) 4 360 000Población equivalente debida al turismo (habitantes)

1 400 000

Superficie regada (ha) 370 000Demanda de agua (hm3/año) 3 600Recursos hídricos (hm3/año) 3 300Origen de los recursos hídricos

Aguas superficiales(25%)Aguas subterráneas(75%)

GALICIA

PRINCIPADO DEASTURIAS

CANTABRIA

PAISVASCO

NAVAR RA

ARAGON

CATALUÑA

VALENCIACASTILLA-LA MANCHA

MADRID

EXTREMADURA

ANDALUCIA

MURCIA

BALEARES

CANARIAS

LA RIOJA

CEUTA

MELILLA

CASTILLA-LEON

Júcar

Ámbito territorial: CHJ

5

Sistemas de explotación

6

Demandas y usos del agua

Demandas CHJ (2003)

76,3%

19,7%

4,0%

Agrícola Industrial Urbana

Sistemas de explotación URBANA AGRÍCOLA INDUSTRIAL TOTAL

Cenia-Maestrazgo 27 104 1 132

Mijares-Plana de Castellón 68 216 21 305

Palancia y Los Valles 16 102 18 136

Turia 225 380 34 639

Júcar 126 1.663 47 1836

Serpis 30 102 6 138

Marina Alta 40 56 1 97

Marina Baja 47 26 2 75

Vinalopó 142 140 17 299

TOTAL 721 2.789 147 3.657

Volumen de reserva medioambiental según PHJTotal sistemas de explotación: 400 hm3

Los requerimientos medioambientales y los usos del agua

7 8

ALARCÓN421 Hm3/año

CONTRERAS366 Hm3/año

Aportaciones Inferiores (SUECA)220 Hm3/año

ALARCÓN-MOLINAR300 Hm3/año

CONTRERAS-MOLINAR-TOUS254 Hm3/año

Aportación total regulable 1341 Hm3/año

Aportación total 1561 Hm3/año

Aportación Media Anual Hm3/año

Alarcón 420.6 Contreras 366.1 Alarcón-Molinar 299.2 Molinar-Contreras-Tous 253.5 Recursos Regulables. 1339.4 Aportaciones inferiores (Sueca) 218.9 Recursos totales. 1558.3

9

Tramo Alarcón embalse de Molinar

Fuertes afecciones antrópicas al régimen natural del río

Gran disminución de las aportaciones debido a la extracción de agua del acuífero ≈ 460 Hm3

/año

EA129 (El Picazo1968-2000)

EA36 (Los Frailes 1914-30;1942-44; 1949-2000)

EA144 (Alcalá delJúcar 1915-30; 1974-79; 1984-2000)

E. AlarcónEXP: 1958-2000

Río Valdemembra La HozLa Encina

C. Romera

Ayo. Ledaña

Júcar

E. MolinarEnt HE: 1946-2000EXP: 1989-2000

Río Del ArquilloCanal de MaríaCristina

RamblaCarcelén

Río Lezuza

Río Mirón

Río Cubillo

EA138 (Balazote1969-2000)

EA107 (Alarcón1942-2000)

Ayo. Valhermoso

ATSMarina Baja

EA132 (P. Carrasco 1914-30;1942-44; 1968-85)

EA133 (La Teja 1968-85)

EA38 (Cofrentes1911-31;1942-50)

ACUÍFERO MANCHA ORIENTAL

BOMBEOS

EA129 (El Picazo1968-2000)

EA36 (Los Frailes 1914-30;1942-44; 1949-2000)

EA144 (Alcalá delJúcar 1915-30; 1974-79; 1984-2000)

E. AlarcónEXP: 1958-2000

Río Valdemembra La HozLa Encina

C. Romera

Ayo. Ledaña

Júcar

E. MolinarEnt HE: 1946-2000EXP: 1989-2000

Río Del ArquilloCanal de MaríaCristina

RamblaCarcelén

Río Lezuza

Río Mirón

Río Cubillo

EA138 (Balazote1969-2000)

EA107 (Alarcón1942-2000)

Ayo. Valhermoso

ATSMarina Baja

EA132 (P. Carrasco 1914-30;1942-44; 1968-85)

EA133 (La Teja 1968-85)

EA38 (Cofrentes1911-31;1942-50)

ACUÍFERO MANCHA ORIENTAL

BOMBEOS

Piezómetro 243180002 - M-- ALBACETE

560

580

600

620

640

660

680

feb-

85

feb-

86

feb-

87

feb-

88

feb-

89

feb-

90

feb-

91

feb-

92

feb-

93

feb-

94

feb-

95

feb-

96

feb-

97

feb-

98

feb-

99

feb-

00

feb-

01

M.S

.N.M

Valor Medido

10

Riegos (R)

Reservas del acuífero MO

Afecciones al río Júcar

Río Júcar

Relación río-acuífero:• tiene efectos ambientales en el caudal del río Júcar• afecta a las garantías de otros usuarios

11

260.664,361,543,691.2Total115.523,822,816,152.8Subterráneo145.140,538,727,438.4Superficial

TotalMarAlbuferaRío Júcar Azud Sueca-desembocadura

Río Júcar hastaazud Sueca

Hm3/año

Salida Canal Júcar TuriaSalida de TousEA 42

Río por azud de Antella

Aportaciones Inferiores

Salida acequia de SuecaSalida acequia de Cullera

Salida acequia de Cuatro Pueblos

Río por azud de Sueca

Vertido al mar por azud de Cullera

Albufera

MAR MAR

Estudio DIHMA 2002 modelo mensual(demanda tipo PHJ distribución Modflow)

0.50

Eficaplic

132.8

D. Neta (Hm3)

16.5

Bombeo (Hm3)

Carcagente

5.80022.900Total

Escalona

Antella

Real

Dotación neta (m3/ha/año)

Superficie (ha)

Acequias

0.50

Eficaplic

132.8

D. Neta (Hm3)

16.5

Bombeo (Hm3)

Carcagente

5.80022.900Total

Escalona

Antella

Real

Dotación neta (m3/ha/año)

Superficie (ha)

Acequias

PHJ 446.0

Suministro – (D. Neta/efic aplic)Total 186.3

- Hm3

(Agua Aplicada – D. Neta) - BombeoInfiltración 110.3

RetornoTotal 296.6

Superficial 45.2 Hm3

Subterráneo 58.6 Hm3

Total 103.8 Hm3

Superficial 65 %121.1 Hm3

Subterráneo 65 %71.7 Hm3

276.5 Hm3 Bombeo

49 Hm3

28 Hm3

18 Hm3

44 Hm3

46 Hm3

31 Hm3

26 Hm3

70 Hm3

74 Hm3

12

Indicadores de sequía CHJ

Júcar => emergencia

Sistema Valoración riesgo Índice estado Estado

Cenia-Maestrazgo BAJO 0.55 ESTABLE

Mijares-Plana de Castellón BAJO 0.51 ESTABLE

Palancia-Los Valles BAJO 0.52 ESTABLE

Turia MEDIO 0.38 PREALERTA

Júcar MUY ALTO 0.13 EMERGENCIA

Serpis MEDIO 0.32 PREALERTA

Marina Alta ALTO 0.28 ALERTA

Marina Baja BAJO 0.58 ESTABLE

Vinalopó-Alacantí MEDIO 0.49 PREALERTA

Caracterización hidrológica

13

Aportaciones naturales mensuales en régimen natural (comparativa meteorológica)

Aportaciones hm3/mes Posición serie histórica

Mínimo histórico en el acumulado desde octubre,30 hm3 menos que el peor año histórico (en régimen alterado peor situación: mayores detracciones, 278 hm3 en 2004/05 frente a 201

hm3 en 1994/95)

may-06 jun-06 jul-06

oct-05

nov-05

dic-05

ene-06

feb-06

mar-06

abr-06

may-06

jun-06

jul-06

Alarcón 11.64 9.69 8.49 9 17 6 5 1 21 11 4 2 8

Contreras 9.65 10.33 9.08 3 2 1 2 1 5 2 3 6 6

Alarcón-Molinar 13.66 15.12 15.68 3 4 2 7 6 10 15 12 13 15

Contreras-Molinar-Tous 13.01 8.62 0.53 35 7 21 20 29 21 14 24 15 3

Tous-Sueca 15.33 10.69 6.23 42 47 51 48 21 13 4 36 36 49

Total hasta Tous 47.96 43.76 33.78 4 1 1 2 1 9 6 5 4 1

Total 63.29 54.45 40.01 11 6 4 7 2 7 3 5 6 1

Aportación a Tousacumulada en Reg. Natural desde octubre 405.33 449.09 482.87 4 2 1 1 1 1 1 1 1 1

14

2 vía cable

2 vía satelite

Punto de ControlPunto de Concentración

6 vía radio

C.P.CTratamiento,

presentación yalmacenamientode la información

Pluviómetro

Red pr

imari

a

Cable

8 repetidores

RedSecundaria

vía radio(25

repetidores)

Captación Registro Transmisión Agrupación Transmisión Adquisición

Aforo encanal o río

Embalse

15

¿Evolución previsible durante el año hidrológico 2006/07?

16

¿Evolución previsible durante el año hidrológico 2006/07?:

Además, hay que explicárselo a los implicados en el proceso de toma de decisiones: ...¿porqué?...

17

Previsión Campaña Júcar 2006/2007 Evolución de reservas conAportaciones año 2005/06

Suministros iguales al 2005/06 (línea verde)Objetivo: mantener reservas*: Suministros del 55 % sobre 05/06 (línea azul)

106 115 127143

165180

212227 214

198

153

114 106

106 120 135155 168

194 204

161

117

55 55 55

111

0

50

100

150

200

250

300

01-o

ct-0

6

oct

nov

dic

ene

feb

mar abr

may jun jul

ago

sep

mes

Volu

men

alm

acen

ado

en A

larc

ón,

Con

trer

as y

Tou

s (h

m3)

Suministro objetivo Suministro de 2005/06Volumen Mínimo 18

¿Probabilidades de estado de embalses a final de campaña?

19

Estado de Embalses a final de septiembre de 2006(Volumen suministrado igual a 2004/05)

318

194

145

76 64 51 44 42 40

0

50

100

150

200

250

300

350

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Probabilidad de excedencia (%)

Vol

umen

en

el c

onju

nto

Ala

rcón

, C

ontr

eras

y T

ous

(hm

3)

Volumen Alarcón, Contreras y TousVolumen mínimo

F.ac.distr.probabilidades de volumen embalsado a fines de Septiembre

20

Rainfall Temperature

Soil moisture Evapotranspiration Runoff

Podemos contestar gracias a:

21

IPH-2007: INSTRUCCIÓN PLANIFICACIÓN HIDROLÓGICA

•2.4.1 Contenido del Inventario de R.H. Naturales... b) Interacciones de las variables consideradas, especialmente entre aguas superficiales y subterráneas, y entre precipitaciones y aportaciones ...

•2.4.6 Evaluación del efecto del cambio climático ... •3.5 Asignación y reserva de recursos -- 3.5.1.3 Simulación de los sistemas ... Elementos: recursos sup.&subt, demandas, caudales ecológicos, embalses, ... –- 3.5.1.3 Prioridades y reglas de gestión -- 3.5.2Balances entre recursos y demandas•7 Análisis económico•8 Programa de medidas

... 22

• La Planificación y la Gestión de las cuencas ha de ser INTEGRAL:

• GESTIONAR DE FORMA INTEGRADA (¿optimizada?) los distintos elementos que intervienen en una cuenca:– Gestión de fuentes de recursos:

• Superficial, subterráneo, desalación, importación, reutilización• Teniendo en cuenta las presiones e impactos sobre los

procesos de generación, las ventajas e inconvenientes de cada fuente.

– Gestión de usos y demandas: • Modernización, ahorro, concesiones, derechos, mercados, ...

– Gestión de infraestructuras– Gestión del territorio– Políticas sectoriales

23

• Tener en cuenta de forma Integrada todos los aspectos:– Cuantitativos– Cualitativos– Ambientales

– Técnicos– Económicos– Legales– Socio-políticos

SOLO LOS MODELOS SON CAPACES DE INTEGRAR TODO ESTO

Teniendo en cuenta

INCERTIDUMBRESCLÁSICAS

USOSDEMANDASRECURSOS, ....

OTROSCAMBIO

CLIMÁTICOSOCIEDAD, ..…

RIESGOS

24

HERRAMIENTAS PARA GESTIÓN INTEGRADA DE CUENCAS

• Modelos (tradicional)• Esfuerzo adicional para hacerlos asequibles a

los ETD:– Mejores y más amigables– Capaces de incluir a la mayor parte de los

componentes de sistemas complejos de recursos hídricos

– estimar los efectos de las alternativas de gestión sobre todos los criterios de interés

25

HERRAMIENTAS:HERRAMIENTAS:SISTEMAS DE APOYOSISTEMAS DE APOYO

para lapara laEVALUACIEVALUACIÓÓN DE POLN DE POLÍÍTICAS TICAS

DE GESTION INTEGRALDE GESTION INTEGRAL

26

Basado en ORDENADOREspectro mas o menos amplio de:

MODELOS MATEMÁTICOS (Simulación y/u Optimización)

BASES DE DATOSSISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICOBASES DE CONOCIMIENTOS

Todo ello controlado por una única UNIDAD DE CONTROL y Manejado mediante INTERFASES DE USUARIO AMIGABLES

SISTEMA DE APOYO A LA DECISIÓN

27

El sistema permite al usuario:Introducir y modificar la configuración espacialde un sistema de recursos hidráulicos

28

NUDOS: Confluencias, Bifurcaciones, etc.APORTACIONES

CONDUCCIONES: Tramos de río y canales

CENTRALES HIDROELÉCTRICASRECARGAS

TOMAS

BOMBEOS

RETORNOS

MODELOS DE ACUÍFEROS

DEMANDAS

EMBALSESELEMENTOS

INDICADORES DE ALARMA

29Diseño gráfico geo-referenciado

30

Acceso a bases de datos : EMBALSES

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS: Vmáx, Vmín variable a escala anual

EVAPORACIONES: Media o por archivo. Curvas cota-superficie-volumen

INFILTRACIONES: Formula A+B*V^C; Posibilidad a acuífero

ELEMENTOS DE CALIBRACIÓN: Prioridades y Vobj

31

ACUÍFEROS

VARIABILIDAD TOTAL: Del más sencillo al más complejo Depósito, Autovalores, ...

CONEXIÓN: Entre las aguas superficiales y subterráneas mediante diferentes elementos:

•Bombeos de demandas•Filtraciones de conducciones (Tipo-2)•Conexiones hidráulicas con las conducciones (Tipo-3)•Filtraciones desde embalse a acuíferos•Recargas a acuíferos

AQUIVAL: Modulo desarrollado para el caso de los Autovalores

32

h (x,y,t) = f1(x,y) en C1

en C2

ModelaciModelacióón de aguas subterrn de aguas subterrááneasneas

thSQ)

yh(T

y)

xh(T

x yx ∂∂⋅=+

∂∂⋅

∂∂+

∂∂⋅

∂∂

Condiciones iniciales

h (x,y, 0) = ho (x,y) Condiciones de Contorno:

y)(x,fn)(l,yhT,

xhT 2yx =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

∂∂

33

tHSFRHT∂∂⋅=+⋅

MMéétodo de autovalorestodo de autovalores

MÓDULO “AQUIVAL”

34

MMÓÓDULO AQUIVALDULO AQUIVAL

35

Concepto de modeloAbstracción de los elementos relevantes de la realidad física:

• La realidad física es muy compleja• Los modelos toman o simulan sólo las partes que se

consideran significativas de esa realidad

Sistema de recursos hídricos real

Conceptualización del sistema

Identificación de los elementos relevantes

36

Sistema del río Júcar. - SIMGES

37

El sistema permite al usuario:Introducir y modificar la configuración espacial de un sistema de recursos hidráulicos Introducir y gestionar bases de datos, características físicas, características de gestiónOptimización de la gestiónSimulación de la gestiónObtener:

informe escritográficos de series temporales y gráficos de

valores medios 38

39

Módulo OPTIGES

Características:Períodos de optimización definidos por el usuarioProporciona la gestión óptimaResultados: volúmenes, suministros, etc.Algoritmo de optimización para resolver la red de flujoInformes detallados de la soluciónGráficos de todos los resultados

OPTIMIZACIOPTIMIZACIÓÓN DE SS. RR. HH.N DE SS. RR. HH.

40

Las capacidades del SSD pueden usarse para:

•• FILTRAR alternativas de diseFILTRAR alternativas de diseñño (optimizacio (optimizacióón)n)•• FILTRAR alternativas de gestiFILTRAR alternativas de gestióón n

(optimizaci(optimizacióón)n)•• COMPROBACICOMPROBACIÓÓN y REFINAMIENTO N y REFINAMIENTO

(simulaci(simulacióón)n)•• ANANÁÁLISIS DE SENSIBILIDADLISIS DE SENSIBILIDAD•• USO EN EXPLOTACIUSO EN EXPLOTACIÓÓN REAL N REAL

(CONFLICTOS, RIESGOS DE SEQU(CONFLICTOS, RIESGOS DE SEQUÍÍAS ...)AS ...)

41

Módulo SIMRISK

Características

Simulación múltiple de diferentes escenarios hidrológicos posiblesObtención de probabilidades de déficit en las demandasEstimación de probabilidades de embalsesPermite abordar el problema de la sequías mediante la anticipación

PARA LA ESTIMACIPARA LA ESTIMACIÓÓN DE RIESGOS DE SEQUN DE RIESGOS DE SEQUÍÍA, Y A, Y LA EFICACIA DE MEDIDAS DE MITIGACILA EFICACIA DE MEDIDAS DE MITIGACIÓÓN N

42

2 vía cable

2 vía satelite

Punto de ControlPunto de Concentración

6 vía radio

C.P.CTratamiento,

presentación yalmacenamientode la información

Pluviómetro

Red pr

imari

a

Cable

8 repetidores

RedSecundaria

vía radio(25

repetidores)

Captación Registro Transmisión Agrupación Transmisión Adquisición

Aforo encanal o río

Embalse

43

Validación de datos

44

TAJO: GENERACIÓN DE ESCENARIOS

45

Generación de escenarios condicionados

46

Medidas de mitigación: restricciones generales o selectivasbombeos de emergenciaconectividad de emergencia (obras)

47

Probabilidades de Fallo en Demanda.Demanda: Riegos Canal J-T

Prob

abili

dad(

%)

Meses

510152025303540

Feb-02 Mar-02 Abr-02 May-02 Jun-02 Jul-02 Ago-02 Sep-02 Oct-02

Deficit (75 - 100) Deficit (50 - 75) Deficit (25 - 50) Deficit (2 - 25)

Probabilidades de Estado en Embalse.Total Alarcon+Contreras+Tous volumenes en hm3

Prob

abilid

ad(%

)

Meses

50

100

Feb-02 Mar-02 Abr-02 May-02 Jun-02 Jul-02 Ago-02 Sep-02 Oct-02

0 - 195.38 195.38 - 390.76 390.76 - 586.15 586.15 - 781.53 781.53 - 976.91

976.91 - 1172.29 1172.29 - 1367.67 1367.67 - 1563.06 1563.06 - 1758.44 1758.44 - 1953.82

Probabilidades de Fallo en Demanda.Demandas de la Ribera Baja

Prob

abili

dad(

%)

Meses

5

10

15

20

Feb-02 Mar-02 Abr-02 May-02 Jun-02 Jul-02 Ago-02 Sep-02 Oct-02

Deficit (75 - 100) Deficit (50 - 75) Deficit (25 - 50) Deficit (2 - 25)

Probabilidades de Fallo en Demanda.Demanda: Marina Baja

Prob

abili

dad(

%)

Meses

10

20

30

40

Feb-02 Mar-02 Abr-02 May-02 Jun-02 Jul-02 Ago-02 Sep-02 Oct-02

Deficit (75 - 100) Deficit (50 - 75) Deficit (25 - 50) Deficit (2 - 25)

Probabilidades de Fallo en Demanda.Demandas Ribera Alta

Prob

abili

dad(

%)

Meses

5

10

15

20

25

30

35

Feb-02 Mar-02 Abr-02 May-02 Jun-02 Jul-02 Ago-02 Sep-02 Oct-02

Deficit (75 - 100) Deficit (50 - 75) Deficit (25 - 50) Deficit (2 - 25)

48

Módulo GESCAL

CaracterísticasModelación de la calidad en tramos de río y embalsesOxígeno disuelto, Ciclo nitrógeno, Fósforo, Arbitrarios, Temperatura, sedimentos…Permite estimar la calidad del agua frente a diferentes situaciones de la cuencaAnálisis de medidas medioambientales

PARA LA MODELACIPARA LA MODELACIÓÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA N DE LA CALIDAD DEL AGUA A ESCALA DE CUENCA A ESCALA DE CUENCA

Evolución de la concentración de sólidos suspendidos en el azud de Cullera

0

2

4

6

8

10

12

oct-8

5

ago-

86

jun-

87

abr-8

8

feb-

89

dic-

89

oct-9

0

ago-

91

jun-

92

abr-9

3

feb-

94

dic-

94

oct-9

5

ago-

96

jun-

97

abr-9

8

feb-

99

dic-

99

oct-0

0

ago-

01

mg/

l

ACTUAL - AzudCullera ACTUAL-EDAR - AzudCullera ACTUAL-EDAR-ECO - AzudCullera

49

OBJETIVO DEL PROGRAMA

• Modelar la simulación de la gestión y la calidad del agua a escala de cuenca para “constituyentes convencionales”– Dentro del entorno del SSD AQUATOOL:

“herramienta de modelación”– Muy útil para la propuesta y evaluación de medidas

para la mejora de la calidad de las masas de agua– Permite modelar: Temperatura, Contaminantes

arbitrarios, OD+MOC, Ciclo Nitrógeno, Procesos de eutrofización

50

CARACTERÍSTICASTRAMOS DE RÍO

•HIPÓTESIS: UNIDIMENSIONAL CON ADVECCIÓN Y DISPERSIÓN

•ESTACIONARIO A ESCALA MENSUAL

•SE TIENEN EN CUENTA LAS CONEXIONES HIDRÁULICAS CON ACUÍFEROS

•CONTAMINACIÓN DIFUSA PARA TODOS LOS CONTAMINANTES

EMBALSES

•NO ESTACIONARIO

•CICLO DE ESTRATIFICACIÓN (2 CAPAS)

•SE TIENE EN CUENTA LA DIFUSIÓN ENTRE AMBAS CAPAS

Connection with aquifer

Diffusedpollution

FlowConnection with aquifer

Diffusedpollution

Flow

Epilminion

HIpolimnionInflow

Salida

Epilminion

HIpolimnionInflow

Salida

51

CREACIÓN DEL MODELO DE CALIDAD.

CONSTITUYENTES MODELADOS:

•CONDUCTIVIDAD

•SÓLIDOS SUSPENDIDOS

•FÓSFORO TOTAL

•DBO5

•OXÍGENO DISUELTO

•AMONIO

•NITRATOS

• PROCESOS EUTROFIZACIÓN

52

Procesos modelados.

Norg

NH4+

NO3-

Mineralización

Nitrificación

OD

Algas

Mat. Org.

Porg.

Pdis.

Sedimentación

Desnitrificación

Sedimentación

Crecimiento Respiración

Sedimentación

Reaireación

Sedimentación

Descomposición

Mineralización

DOS

Flujo

Flujo

53

SIMULACIONES. Análisis de resultados – Oxígeno disuelto

Evolución de la concentración de oxígeno disuelto en el azud de Sueca

0

1

2

3

4

5

6

7

8

oct-8

5

ago-

86

jun-

87

abr-8

8

feb-

89

dic-

89

oct-9

0

ago-

91

jun-

92

abr-9

3

feb-

94

dic-

94

oct-9

5

ago-

96

jun-

97

abr-

98

feb-

99

dic-

99

oct-0

0

ago-

01

mg/

l

ACTUAL - AzudSueca ACTUAL-EDAR - AzudSueca ACTUAL-EDAR-ECO - AzudSueca

54

ESTIMACIÓN DEL OXÍGENO DISUELTO EN FUNCIÓN DEL CAUDAL ECOLÓGICO

Oxígeno Disuelto. Azud de Sueca

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

m3/s

mg/

l Media FuturaPercentil 25% FuturoPercentil 75% FuturoMedia ActualPercentil 25% ActualPercenil 75% Actual

55

Módulo ECOGES

CaracterísticasRealiza la optimización y simulación económica de las cuencasPermite reducir costes en la gestión de cuencasDetectar situaciones claramente antieconómicasEstimación del valor marginal del recursoMejora de la eficiencia económica de la gestión

(HIDRO(HIDRO--ECONECONÓÓMICO) IMPLEMENTACIMICO) IMPLEMENTACIÓÓN DE N DE ASPECTOS ECONASPECTOS ECONÓÓMICOS EN LA GESTIMICOS EN LA GESTIÓÓN DE LAS N DE LAS CUENCASCUENCAS

56

Coste de oportunidad del recurso utilizado o disponibleMETODOLOGÍA PROPUESTA BASADA EN LOS MODELOS DE SIMULACIÓNIncremento en el coste económico resultante de disponer de X hm3 menos en cualquier punto de la cuenca y en diferentes instantes de tiempo.Realización de múltiples simulaciones con evaluación económica

Modelo de simulación de la gestión del cual se obtienen los costes asociados a esa gestión. CURVAS ECONÓMICAS DE DEMANDA.

Coste del recurso

57

MODELO SIMGES DE SIMULACIÓN DE LA GESTIÓNPostprocesador de evaluación económica.Datos: Curvas económicas de demanda para cada demanda

Regadíos de la Mancha Oriental

0369

1215182124273033

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Uso de agua (m3/ha)

Prec

io d

el a

gua

(cen

ts/m

3 )

g ( )

Canal Júcar-Turia

0369

1215182124273033

5850 5900 5950 6000 6050 6100

Uso de agua (m3/ha)

Pre

cio

del a

gua

(cen

ts/m

3)

58

El coste del recurso depende de:La ubicación geográfica, mayor canto más aguas arribaEl instante temporal, es mayor en los periodos de sequíaDistribución temporal diferente aguas arriba y aguas debajo de los embalses

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

oct-4

0

oct-4

4

oct-4

8

oct-5

2

oct-5

6

oct-6

0

oct-6

4

oct-6

8

oct-7

2

oct-7

6

oct-8

0

oct-8

4

oct-8

8

oct-9

2

oct-9

6

oct-0

0

mes

€/m

3

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

oct-4

0

oct-4

4

oct-4

8

oct-5

2

oct-5

6

oct-6

0

oct-6

4

oct-6

8

oct-7

2

oct-7

6

oct-8

0

oct-8

4

oct-8

8

oct-9

2

oct-9

6

oct-0

0

mes€/

m3

Resultados de Coste del recurso

59

Coste ambiental del aguaIncremento en el coste económico resultante de aumentar los volúmenes de agua destinados a protección medioambiental:METODOLOGÍA PROPUESTA BASADA EN LA COMPARACIÓN DE SIMULACIONES

• Aumento de los volúmenes mínimos definidos en los embalses por protección del medio. Lo que reduce la capacidad de regulación de los embalses e implica un aumento de los déficits en las demandas y sobrecostes económicos

• Aumentos de los caudales mínimos lo que reduce la disponibilidad de reservas en el sistema

• ….

60

Evaluación hidrológica

Análisis series hidrológicas:

•Restitución reg. natural ACTVAL

•Estocásticas MASHWIN

Evaluación del recurso:•SIMPA (CEDEX)

Caracterización química del recurso:

•PATRICALHidrogeología:

•AQUIVAL

Planificación y gestión

Evaluación de la calidad y económica

Planificación(10 - 20 años):

•Optimización OPTIGES

•Simulación SIMGES

Gestión(1 - 2 años):

•Simulación estocástica SIMRISK

Calidad del agua:•GESCAL

Economía:•Curvas demanda

ECOGES•Costes

infraestructuras SIMCO

61

MODELO GESCALSimulación de la calidad

MODELO SIMGESSimulación de la gestión

EVALUACIÓN DEL RECURSO HÍDRICORestitución a régimen naturalModelos Precip. Escorrentía (SIMPA, PATRICAL)

DATOS DE LA CUENCA-Infraestructura-Demandas-Acuíferos-Asignaciones medioambientales

DATOS DE CALIDAD-Mediciones (red ICA)-Datos de Vertidos-Modelos de detalle

ESTIMACIÓN CARGAS DIFUSAS

Modelos Precip-Escorrentía +Calidad (PATRICAL)Modelos de presiones - impactos

PROGRAMA DE MEDIDAS

¿Qué hacer?¿Qué es efectivo?

¿Hasta donde podemos llegar?¿Qué efecto van a tener nuestras

deciciones?

ESQUEMA DE LA CONEXIÓN DE MODELOS PARA LA MODELACIÓN INTEGRAL

62

Nieve

Volumen y nivel piezométrico en el

acuífero

Clima Precipitación

Precipitación líquida

Temperatura

Evapotranspitaciónpotencial

Humedad del suelo

Evapotranspitaciónreal

Excedente

Infiltración

Escorrentía superficial

Trasferencias laterales

Escorrentía subterránea

Trasferencias laterales

Escorrentía total

Pérdidas de cauces

Pérdidas de cauces

Geomorfología

Hidrogeología

Escorrentía en cauce

Modelo: Conceptual – Distribuido -Mensual

evaluación Calidad de AguasMódulo PATRICAL

63

Simulación hidrológicaInformación distribuida y resultados en la red fluvial

Octubre de 2000

Precipitación (mm)

Temperatura (ºC)

Aportación en la red fluvial (hm3/mes)

Resultados en la red fluvial

64

Aportaciones en Régimen natural

0

20

40

60

80

100

120

oct-4

0oc

t-42

oct-4

4oc

t-46

oct-4

8oc

t-50

oct-5

2oc

t-54

oct-5

6oc

t-58

oct-6

0oc

t-62

oct-6

4oc

t-66

oct-6

8oc

t-70

oct-7

2oc

t-74

oct-7

6oc

t-78

oct-8

0oc

t-82

oct-8

4oc

t-86

oct-8

8oc

t-90

oct-9

2oc

t-94

oct-9

6oc

t-98

oct-0

0oc

t-02

oct-0

4

mes

m3/

s

Alarcón histórico Alarcón modelo

Aportaciones al embalse de

Alarcón, río Júcar

0

5

10

15

20

25

30

35

40oc

t-40

oct-4

2oc

t-44

oct-4

6oc

t-48

oct-5

0oc

t-52

oct-5

4oc

t-56

oct-5

8oc

t-60

oct-6

2oc

t-64

oct-6

6oc

t-68

oct-7

0oc

t-72

oct-7

4oc

t-76

oct-7

8oc

t-80

oct-8

2oc

t-84

oct-8

6oc

t-88

oct-9

0oc

t-92

oct-9

4oc

t-96

oct-9

8oc

t-00

mes

m3/

s

Arenós histórico Arenós modelo

Aportaciones al embalse de

Arenós, río Mijares

65

050

100150200250300350

oct-4

0

oct-4

6

oct-5

2

oct-5

8

oct-6

4

oct-7

0

oct-7

6

oct-8

2

oct-8

8

oct-9

4

oct-0

0

mes

m.s.

n.m

.

Mododelo 08.27 Piezometro 08.27.008

Niveles piezométricos medios en régimen natural

0

10

20

30

40

50

60

oct-4

0

oct-4

6

oct-5

2

oct-5

8

oct-6

4

oct-7

0

oct-7

6

oct-8

2

oct-8

8

oct-9

4

oct-0

0

mes

m.s.

n.m

.

Modelo 08.122 Plana de Castellón Interior 08.12.015

Unidad 08.27 “Caroch Norte”

-5

0

5

10

15

20

oct-4

0

oct-4

5

oct-5

0

oct-5

5

oct-6

0

oct-6

5

oct-7

0

oct-7

5

oct-8

0

oct-8

5

oct-9

0

oct-9

5

oct-0

0

mes

m.s.

n.m

.

Modelo 08.121 Plana de Castellón Costa 08.12.030 08.12.033

Interior de la Plana de Castellón Zona costera de la Plana de Castellón

66

Trasporte de sustancias químicas:• Suelo• Medio no saturado• Acuífero• Red fluvial

Focos de contaminación puntual y difusa

• Nitrato• Fósforo• Conductividad

eléctrica• Sólidos

suspendidos

67

0

2040

6080

100

oct-

40

oct-

46

oct-

52

oct-

58

oct-

64

oct-

70

oct-

76

oct-

82

oct-

88

oct-

94

oct-

00

mes

Nit

rato

(mg/

l)

Modelo La Presa (Estación de Alerta) Riba-Roja

01020304050607080

oct-

90ab

r-91

oct-

91ab

r-92

oct-

92ab

r-93

oct-

93ab

r-94

oct-

94ab

r-95

oct-

95ab

r-96

oct-

96ab

r-97

oct-

97ab

r-98

oct-

98ab

r-99

oct-

99ab

r-00

oct-

00ab

r-01

oct-

01ab

r-02

oct-

02ab

r-03

mes

Nit

rato

(mg/

l)

Modelo La Presa (Estación de Alerta) Riba-Roja

Series de concentración de nitrato en el tramo final del Turia en Manises (mg/l)

Concentración de nitratos aguas superficiales

68

0

50

100

150

200

250

300

350

oct-4

0

oct-4

5

oct-5

0

oct-5

5

oct-6

0

oct-6

5

oct-7

0

oct-7

5

oct-8

0

oct-8

5

oct-9

0

oct-9

5

oct-0

0

mes

Nitr

ato

(mg/

l)

Nitrato Plana de Castellón 08.12.13008.12.124 08.12.131Ferrer y Ramos, 1983 Morell, 2000CEOTMA, 1983

Concentración de nitrato la Plana de Castellón

Costa (mg/l)

020406080

100120140160180

oct-4

0

oct-4

5

oct-5

0

oct-5

5

oct-6

0

oct-6

5

oct-7

0

oct-7

5

oct-8

0

oct-8

5

oct-9

0

oct-9

5

oct-0

0

mes

Nitr

ato

(mg/

l)

Nitrato Plana de Valencia Sur 08.26.07808.26.097 08.26.08308.26.085 Sanchis, 1991 (Algemesí)Sanchis, 1991 (Acira)

Concentración de nitrato en la Plana de Valencia

Sur (mg/l)

Concentración de nitratos en acuíferos. Planas Costeras

69

La aplicación cotidiana de los SAD en planificación y gestión de sistemas complejos de recursos hídricos es una realidad:C. H. del Tajo C.H. del SeguraC. H. del Júcar C. H. del GuadalquivirAgencia Catalana del AguaC.Est.Hidrográficos (CEDEX)C.H. Ebro C.H. DueroC.H.Guadalquivir C.H. GuadianaDepto. Irrigación Mendoza (Argentina) ...

CONCLUSIONES

70

El desarrollo de este S.A.D. comenzó en 1987 (Ebro), luego: 1988-89 (Segura), 1990 (SSD), 1996-97 (Tajo), 1998-99 (Júcar, CEH), 1999-2000 (módulos de gestión de sequía), 2000-2006: (módulo calidad, móduloeconómico)2007 … módulo ecológico, IPH, ...

71

NUEVA INTERFAZ. AquaToolDMA

72

NUEVA INTERFAZ. AquaToolDMA

73

NUEVA INTERFAZ. AquaToolDMA

74

En la NEGOCIACIONES sobre la solución a adoptar, los S.S.D. PROPORCIONAN:

Desarrollo de MODELOS COMPARTIDOS por los técnicos y los implicados: VISIÓN COMPARTIDA DEL SISTEMA Y TRANSPARENCIAMARCO OBJETIVO Y PUNTO DE REFERENCIA que permite a cada grupo evaluar las consecuencias de las alternativas que proponen, tanto él como los demás.HERRAMIENTA PARA EL ANÁLISIS DE POLÍTICAS RACIONALES DE GESTIÓN Y OPERACIÓN de los sistemas resultantes (CRUCIAL PARA LA OBTENCIÓN DE ACUERDOS Y PARA EVITAR CONFRONTACIONES FUTURAS)OBJETIVACIÓN DE ASPECTOS TÉCNICOS que permite que la negociación se desarrolle EN TÉRMINOS SOCIALES Y POLÍTICOS QUE PERMITAN UN ACUERDO JUSTO.

75

RECOMENDACIONES para el desarrollo de S.A.D.

Han de tener buena base científica y técnicaResponder a necesidades reales del usuario finalDesarrollarse en estrecha colaboración con él

En muchos casos los SAD se desarrollan por científicos como un ejercicio académico, y luego son presentados para el uso por terceras partes, descubriendo entonces que hay diferencias sustanciales en la formulación de los problemas, disponibilidad y adecuación de datos, y exposición e interpretación de resultados (por ejemplo, algunos gráficos o figuras que pueden tener significado para el desarrollador, tal vez no lo tengan para el usuario).

76

RECOMENDACIONES para el desarrollo de S.A.D.

• Los problemas han de ser resueltos progresivamente.Los intentos de construir desde el principio el “SAD definitivo” que cubra todos los aspectos de gestión de cuencas, frecuentemente conducen a la frustración.

• Sistemas con estructura modular, donde cada módulo enfoque cuestiones específicas y con una buena coordinación entre módulos, tienen mas posibilidades de obtener resultados satisfactorios.

• Este enfoque es mejor aceptado por los usuarios finales si se les ha involucrado en el desarrollo, porque así ganan confianza en las herramientas conforme se van

77

RECOMENDACIONES para el desarrollo de S.A.D.

• Los encargados de tomar decisiones no tienen aversión al uso de herramientas tecnológicamente avanzadas, pero valoran la facilidad de uso y la posibilidad de obtener ayuda directa de los desarrolladores. Si los SAD son demasiado complicados de utilizar, y/o la disponibilidad de los desarrolladores para resolver cualquier problema durante el uso no está garantizada, entonces la confianza del usuario en el sistema y en sus propias capacidades de utilizarlo cuando lo necesita se reduce, disminuyendo su uso.

78

El Cambio Climático

Tesis doctoral: Leonardo BarriosEFECTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO EN LOS SISTEMAS COMPLEJOS DE

RECURSOS HÍDRICOS

79

Variaciones de la temperatura de la superficie de laTierra, en los últimos 140 años

La temperatura de la superficie ha aumentadoaproximadamente 0.6 C.(Tercer Informe IPCC)

Des

viac

ione

s de

la te

mpe

ratu

ra (0 C

)Re

spec

to a

l pro

med

io d

e 19

61-1

990

80

a) b)

Concentraciones atmosféricas del CO2 en los últimos 1.000 años y en el periodo de 1950 al 2000 (IPCC 2001a)

81

a) Efecto invernadero natural b) Efecto invernadero artificial

Efecto invernadero

82

VARIACIONES PROMEDIO ANUAL DE LA TEMPERA TURA Y DE LA PRECIPITACIÓN DE LOS ESCENARIOS CLIMÁTICOS CON RESPECTO A LA SITUACIÓN ACTUAL

83

DISMINUCIÓN EN % DE APORTACIONES EN EL ÁMBITO DE LA CONFEDERACIÓNHIDROGRÁFICA DE LA CUENCA DEL JÚCAR

84

0.8 0C

1.7 0C

3.4 0C 3.1 0C

4.0 0C

8.7 % 8.0 % 9.3 %

-19.1 %-25.4 %

VARIACIONES EN LAPRECIPITACIÓN EN %

INCREMENTOS EN LATEMPERATURA EN 0C

Escenario 1 . HadC M2- IN M. (2010-2040)

Escenario 2 . HadC M2-INM . (2040-2070)

Escenario 3 . HadC M2-INM . (2070-2100)

Escenario 4 . HadC M3 PROM ES B2. ( 2070-2100)

Escenario 5 .HadCM3 PRO MES. A2 (2070-2100)

-10 % - 8 %

- 25 %- 31 %

- 37 %

DISMINUCIÓN PROMEDIODE LAS APORTACIONES EN %

85

Gracias por su atención

Joaquín Andreu ÁlvarezMadrid, 29 de Marzo de 2007

Colegio de Caminos Canales y Puertos