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Molina, J. L. y García Aróstegui, J.L., 2009. Nuevas metodologías para el análisis integrado de la gestión del agua subterránea. Aplicación al caso de estudiodel Altiplano (Murcia, SE España). Boletín Geológico y Minero, 120 (1): 17-30ISSN: 0366-0176

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Nuevas metodologías para el análisis integrado de lagestión del agua subterránea. Aplicación al caso de

estudio del Altiplano (Murcia, SE España)J. L. Molina y J. L. García Aróstegui

Instituto Geológico y Minero de España. Oficina de MurciaAvda. Alfonso X El Sabio, 6. 30.008 Murcia, España

[email protected]; [email protected]

RESUMEN

El análisis integrado de la gestión del agua subterránea supone la incorporación del mayor número posible de dimensiones y aspectosinvolucrados en la gestión y funcionamiento de un sistema hídrico determinado. Últimamente se están fomentando esta clase de estu-dios, ya que permiten obtener un conocimiento holístico y facilitan a los gestores la toma de decisiones. No obstante, aún no existe unametodología de referencia para abordar un estudio de este tipo. En este artículo se propone una metodología genérica que puede serextrapolable a otros casos de estudio. El análisis se inicia con la identificación y conceptualización de la problemática hídrica del caso deestudio. Una segunda fase se centra en el desarrollo de estudios sectoriales detallados y específicos que son la base para la construccióny alimentación de un sistema soporte a la decisión. Se propone y desarrolla la aplicación de un sistema soporte estocástico basado enredes Bayesianas orientadas a objetos, que permite la incorporación de aspectos tales como los hidrogeológicos, socioeconómicos yambientales, entre otros. La simulación de tres escenarios de gestión es la última fase del estudio y permite comparar y cuantificar losimpactos producidos por diferentes intervenciones de gestión hídrica propuestas de antemano. El primer escenario plantea una situacióncontinuista de la actualidad, el segundo escenario está compuesto por varias intervenciones de gestión que son la incorporación de recur-sos externos, la compra de derechos y la reducción de la demanda; por último, el tercer escenario implica la igualdad en los balanceshídricos de los acuíferos.

Palabras clave: Altiplano de Jumilla-Yecla (Murcia), análisis integrado, gestión del agua subterránea, sistemas soporte a la decisión, sobre-explotación de acuíferos

New methodologies for the integrated analysis of groundwater management.Altiplano water system case study (Murcia, SE Spain)

ABSTRACT

Integrated analysis of water management incorporates a great range of dimensions and aspects involved in the management of a watersystem. Lately, these kind of studies have become numerous because they allow getting a holistic knowledge and they also help man-agers with the decision making process. Nevertheless, there is not yet a general methodology for tackling this type of studies and thereis a big opened field concerning the tools and techniques application. This paper establishes a methodology, which can be extrapolatedto other case studies, and a practical procedure for the integrated analysis of groundwater management. This analysis starts with the iden-tification and conceptualization of the hydric problematic. Then, a second phase is focused on the development of sectorial and detailedstudies. The third phase is the building of the Decision Support System (DSS) based on the results from the sectorial studies. This researchdevelops and proposes the application of a stochastic DSS based on Object-Oriented Bayesian Networks (OOBNs) that allows incorpo-rating a huge range of aspects such as hydrogeological, socioeconomic and environmental, among others. The last phase of the proce-dure is the simulation of water management scenarios through the DSS. This allows comparing and quantifying the impacts generatedby three water management interventions which have been proposed previously. The first scenario establishes the continuation of thecurrent situation, the second scenario is made up of for several water management interventions which are the incoming of external waterresources, the purchase of water rights and a reduction of the water demand; finally, the third scenario implies to reach the equilibriumin the aquifer water budgets.

Key words: Altiplano of Jumilla-Yecla (Murcia), aquifers overexploitation, decision support systems, groundwater management, integrat-ed analysis

Introducción

A lo largo de la década de los años noventa del sigloXX se fue gestando un paradigma de actuación y aná-

lisis de los estudios del agua, conocido internacional-mente como Integrated Water ResourcesManagement (IWRM), traducido al español comoAnálisis Integrado de la Gestión del Agua. Este tipo

de estudios tiene unos rasgos diferenciales respectoa lo que se había hecho con anterioridad. En primerlugar, el enfoque es holístico; es decir, se consideraque para realizar el análisis se debe considerar lamayor cantidad de aspectos involucrados en la ges-tión del agua en un sistema hídrico determinado ysus relaciones, de tal manera que no se ha de efec-tuar una mera suma de estudios parciales sino tam-bién y, especialmente, considerar la interrelación deunos con otros. Otra de las claves del paradigma con-siste en la participación pública de los usuarios delagua, que debe extenderse a lo largo de todo el estu-dio (Bromley et al., 2005).

En el ámbito europeo, los principios de sostenibi-lidad y gestión integrada de los recursos hídricos hanadquirido especial relevancia tras la aprobación en elaño 2000 de la Directiva Marco del Agua (DMA) (EC,2000). El enfoque medioambiental y la conciliacióncon los aspectos sociales y económicos están en laraíz y en el espíritu de la propia Directiva y debenplasmarse en los planes hidrológicos de cada demar-cación hidrográfica, donde el horizonte del año 2015queda como punto de referencia para alcanzar elbuen estado cuantitativo y cualitativo de las masas deagua.

En el caso de los sistemas hídricos basados parcialo totalmente en aguas de origen subterráneo, lasinvestigaciones realizadas desde un enfoque integra-do son muy escasas (Aragón et al., 1992).

Los estudios clásicos sobre las aguas subterráne-as, habitualmente, han tratado predominantementelos aspectos puramente hidrológicos y no se abordanen profundidad otros temas cruciales en el uso delagua subterránea, como son los económicos.

A medida que se percibe cierto agotamiento derecursos, surgen cuestiones sobre cómo utilizarlos yprotegerlos. Las consideraciones económicas nor-malmente suelen contribuir al proceso de toma dedecisiones y promover un uso más eficiente delrecurso. En general, las zonas áridas y semiáridas,donde la escasez de recursos es manifiesta, suelenser los ejemplos más interesantes para la aplicaciónde estas metodologías y donde el beneficio social dela ciencia resulta evidente. La DMA planteó un ciertodesafío que consistió en encontrar herramientas, téc-nicas y metodologías que fueran capaces de imple-mentar con éxito esta gestión integrada y por elloasegurar un futuro sostenible para los recursos deagua continentales.

Los principales objetivos de este artículo son enprimer lugar mostrar la aplicación de una metodolo-gía que sirva para analizar de una forma integrada lagestión del agua subterránea, bajo el paradigma delAnálisis Integrado de la Gestión del Agua, y en

segundo lugar mostrar los resultados obtenidos alaplicarla a un caso concreto.

La aplicación de esta metodología se ha llevado acabo en el sistema hídrico de la comarca del“Altiplano” de Jumilla-Yecla (Murcia). Esta zona cons-tituye un buen ejemplo de los efectos que ocasionanel uso intensivo de las aguas subterráneas en regio-nes semiáridas, ya que éstas han constituido el únicorecurso disponible de la población para el desarrollode todas sus actividades, entre las cuales, la principalconsumidora de agua es la agricultura. Se trata de unacomarca pionera en el uso y explotación del agua sub-terránea, a nivel nacional, lo que ha conllevado unaexplotación intensiva de los acuíferos que se ha tra-ducido en unos impactos negativos de diversa tipolo-gía. Entre los más importantes cabe destacar la baja-da generalizada de hasta 300 m de los nivelespiezométricos que ha hecho que aumenten de formacreciente los costes de extracción; en cuanto a losimpactos ecológicos cabe señalar la desaparición delos manantiales que drenaban dichos acuíferos lo queoriginó la desaparición de los sistemas de humedalesde carácter hipogénico (Rodríguez-Estrella, 1999).

Sin embargo no todos los efectos de la explota-ción intensiva de los acuíferos han sido negativos. Lautilización del agua subterránea en la región desdelos años cincuenta ha hecho posible el desarrollo deuna agricultura de alta rentabilidad. Asimismo se hanconsolidado regadíos que originalmente fuerondeclarados de Interés Nacional con unos indudablesbeneficios sociales; otros efectos positivos han sido:beneficios infraestructurales, reinfiltración de exce-dentes de regadío y alimentación de los acuíferos,recuperación de suelos salinos y aumento de la vege-tación que incrementa la infiltración de la lluvia(Rodríguez Estrella, 2004).

Metodología

La metodología desarrollada en el marco de estainvestigación y que se muestra en este artículo cons-ta de una serie de etapas o fases de aplicación (Figura1). En la fase previa, se ha realizado la revisiónexhaustiva de la literatura científica existente sobre elparadigma de la gestión integrada del agua, y su apli-cación en casos de estudio similares (California eIsrael). Posteriormente, se ha elaborado un estado delarte sobre estrategias de gestión de acuíferos, asícomo la aplicación de este tipo de estudios a casosconcretos en el ámbito internacional. Con el marcoteórico definido, se ha procedido a proponer unametodología genérica para abordar estudios de análi-sis integrado. En la aplicación al caso de estudio, la

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primera fase es la de identificación y conceptualiza-ción de la problemática hídrica. Para ello se realizauna caracterización de la zona desde los puntos devista hidrológico, socioeconómico, y ambiental. Lasiguiente fase es la de realización de los trabajos sec-toriales, que empiezan con el análisis hidrogeológicode los sistemas acuíferos existentes. Dicho análisis hasido apoyado y complementado por un extenso tra-bajo de campo y la organización de diversas reunio-nes y jornadas organizadas por las distintas partesinteresadas en la gestión del agua en la zona. De estaforma, se ha conseguido una mejora del conocimien-to hidrogeológico de las Masas de Agua Subterránea(M.A.S) consideradas. Posteriormente, y apoyado porestos trabajos previos, se procede a la elaboraciónpropia de un modelo de flujo de diferencias finitaspara la M.A.S Serral-Salinas, que ha sido elegidacomo “acuífero de referencia” en algunas evaluacio-nes realizadas. En una fase posterior, se realiza el aná-lisis ambiental de la zona de estudio, que consiste enla identificación de los principales ecosistemas rela-

cionados con el agua subterránea. En la siguientefase se ha realizado el análisis agro-económico, apo-yado en un trabajo de campo específico, basado enencuestas y reuniones con los usuarios; con estainformación, se realiza un modelo de simulaciónagro-económico. Con toda la información recopiladay tratada, se procede a la construcción de un Sistemade Soporte a la Decisión (SSD) estocástico y probabi-lístico, basado en el uso de Redes Bayesianas (BNs) ymás concretamente, en las Redes BayesianasOrientadas a Objetos “Object-Oriented BayesianNetworks” (OOBNs). La última fase del estudio con-sistió en la simulación, evaluación y cuantificación delos supuestos impactos generados por diferentesescenarios de gestión hídrica preestablecidos.

Materiales y métodos

La técnica utilizada para el diseño y desarrollo del sis-tema soporte a la decisión es la de las redes bayesia-

Figura 1. Esquema de la metodologíaFigure 1. Methodology scheme

nas orientadas a objetos. Esta herramienta represen-ta un avance respecto a las Redes Bayesianas tradi-cionales, con las que comparte sus características yademás ofrece ciertas ventajas para la modelizaciónde sistemas naturales reales (Koller and Pfeffer, 1997;Molina et al., in press).

Las redes Bayesianas son usadas para analizarprocesos estocásticos en donde la incertidumbre estratada mediante la probabilidad. Según Cain (2001),una red Bayesiana puede ser definida como variosnodos que representan variables aleatorias que inter-accionan unas con otras. Las interacciones son expre-sadas como conexiones entre las variables. Las BNsse basan en el concepto de probabilidad condiciona-da. El fundamento matemático para esta técnica es elteorema de Bayes (1763), según el cual si se tienendos variables X e Y tales que P(x)>0 para todo x, y P(y)>0 para todo y, entonces la siguiente expresión esválida:

Una red Bayesiana consta de tres elementos prin-cipales (Figura 2). En primer lugar, un conjunto devariables que representan los componentes principa-les de un determinado sistema o problema; estasvariables presentan una serie de estados a los que seles asigna un valor de probabilidad; en segundolugar, se tienen los enlaces entre esas variables y, entercer lugar, las tablas de probabilidad condicionada,que pertenecen a cada variable o nodo, y se emplean

para calcular la probabilidad de los estados de lasvariables. Los dos primeros elementos forman eldenominado Diagrama Bayesiano y con el tercer ele-mento forman la red Bayesiana completa.

No obstante, una red Bayesiana tradicional no escapaz de recibir o transmitir información desde fuerade la red, lo que las diferencia de las redes bayesia-nas orientadas a objetos. Éstas últimas, por el contra-rio, pueden unirse unas con otras para formar un con-junto de redes, que pueden relacionarse entre si ytransmitirse la información de una a otra. La transfe-rencia de información se logra mediante la creaciónde variables de salida y de entrada en cada red. Estetipo de variables son capaces de importar y exportarinformación entre las redes individuales. Las varia-bles que ejercen de unión entre redes se llaman“Nodos Interfase” y a las variables que representan aotra red remota se les llama “Nodos Instancia”. Amodo de resumen se puede decir que la principaldiferencia estructural entre las redes bayesianas tra-dicionales, y las orientadas a objetos radica en queéstas contienen “Nodos Instancia”, lo que, junto conotras características, permite modelizar de una formamuy fiable y sencilla, las estructuras de los sistemasnaturales reales.

Aplicación a la comarca del altiplano de Jumilla-Yecla

La zona de estudio se encuentra situada entre las pro-vincias de Murcia y Alicante, en el sureste de España,a unos 75 km de distancia de la costa mediterránea y


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Figura 2. Ejemplo de una Red Bayesiana simple y de una Tabla de Probabilidad Condicional (CPT)Figure 2. Example of a basic BN and a Conditional Probability Table (CPT)

P x yP x P y x

( / )( )* ( / )=

∑P(x )*P(y/x )’ ’


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comprende principalmente la comarca del AltiplanoJumilla-Yecla de la Región de Murcia; pero tambiénse extiende por las comarcas del Alto y del MedioVinalopó, en la provincia de Alicante. El área estudia-da ocupa, a su vez, parte de las cuencas hidrográficasdel Segura y del Júcar (Figura 3).

La comarca del Altiplano, constituida por los tér-minos municipales de Jumilla y Yecla, cuenta con unapoblación de aproximdamente 60000 habitantesrepartidos en una superficie de 1.579 km2. Esto signi-fica una densidad de población relativamente baja deaproximadamente el 4,3% de la población regionalsobre el 14% de ese espacio.

Los recursos superficiales son casi inexistentes. Lared de drenaje superficial corresponde a una red deramblas, muy características del sureste peninsular,con un régimen hídrico anual e interanual muy irre-gular. Entre ellas, destacan las ramblas del Moro y delJudío. Además de estos cauces, la zona de estudio

tiene una serie de cubetas endorreicas favorecidaspor la disposición del relieve, la litología y las condi-ciones de los suelos y originadas la mayoría de lasveces por el diapirismo (Rodríguez Estrella, 1983).Algunas de las cuencas endorreicas más extensasson la Hoya del Carche, laguna de Salinas, lagunas deVillena, la Hoya del Mollidar, la del Ardal o la delHondo del Pozo, todas situadas en el sureste del áreade estudio, compartimentadas en los corredoresparalelos que separan las alineaciones montañosas ysiguen la dirección SW-NE.

Desde el punto de vista de la administraciónhidráulica, la zona de estudio incluye, total o parcial-mente, 12 masas de agua subterránea (según lanomenclatura de la DMA). En cuanto a la satisfacciónde las demandas urbanas, industriales y agrícolas,las M.A.S. especialmente a tener en cuenta, en lacuenca del Segura, son la 070.025 Ascoy-Sopalmo,070.012 Cingla, 070.023 Jumilla-Yecla y 070.027

Figura 3. Localización geográfica de la zona de estudio y acuíferos estudiadosFigure 3. Study area location and studied aquifers

Serral-Salinas, y en la cuenca del Júcar, las M.A.S8062 Sierra del Castellar y la 8070 Serral-Salinas(Figura 3).

Desde el punto de vista geológico, la zona de estu-dio se encuentra enclavada en la zona Prebética delas Cordilleras Béticas. Los materiales que constitu-yen los acuíferos corresponden predominantementea dolomías y calizas del Cretácico superior y el imper-meable de base lo constituyen las formaciones demargas y margocalizas del Cretácico inferior. Hay queconsiderar también, en la gestión del agua subterrá-nea de esta comarca, a los acuíferos profundos perte-necientes al Jurásico superior y al Valanginiense,pues pueden resolver problemas puntuales, dadassus excelente características hidráulicas (caudales dehasta 140 l/s), buena calidad química y 1.750 hm3 dereservas; aunque de forma transitoria, ya que susrecursos son muy limitados (Rodríguez Estrella,2001).

La Principal actividad económica de la zona es laagricultura, que se caracteriza por una alta rentabili-

dad económica, debido principalmente a la buenacomercialización de sus productos. En la actualidad,los cultivos más rentables son los frutales y la uva demesa.

Resultados de los estudios sectoriales

Los aspectos principalmente considerados en estainvestigación se pueden agrupar en hidrológicos,socioeconómicos, y ambientales. Los resultados deestos estudios después se traducirán en variablesconcretas con sus interrelaciones, que son introduci-das en el Sistema Soporte a la Decisión. Respecto alos aspectos hidrológicos, se realizó un estudio hidro-geológico para cada uno de los acuíferos involucra-dos, así como un modelo de flujo de uno de los acuí-feros (IGME-DPA, 2008); para los aspectossocioeconómicos se realizó un modelo agroeconómi-co de simulación y para los aspectos ambientales serealizó una caracterización ambiental de la zona. Los


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Tabla 1. Demanda hídrica y usos del agua subterránea procedente de las masas de agua subterránea estudiadasTable 1. Water demand and uses for the groundwater abstraction from the studied groundwater masses


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resultados de estos estudios se resumen a continua-ción.

El estudio de los aspectos socioeconómicos y susimpactos también incluye el análisis de los usos ydemandas de agua y sus repercusiones en la socie-dad y en la economía de la zona. Para las demandasde agua se han tenido en cuenta los datos proceden-tes de los planes hidrológicos de las cuencas delSegura (CHS, 1998) y del Júcar (CHJ, 1998), donde sedefinen una serie de Unidades de Demanda Agraria(UDA), Industrial (UDI) y Urbana (UDU). En el caso dela cuenca del Segura, la demanda hídrica bruta de losregadíos atendidos mayoritariamente a partir de lascuatro masas de agua subterránea asciende a 135hm3/año para unas 30.000 hectáreas (Tabla 1); los cul-tivos de regadío predominantes son los frutales nocítricos (albaricoque, melocotón, peral), que ocupanun 35% de la superficie pero consumen un 58% delagua; resulta destacable que la uva de vinificaciónsupone un 25% en superficie y sólo tiene una deman-da de agua del 7%. Por otro lado, dentro del ámbitode la cuenca del Júcar se extienden amplias superfi-cies de cultivos de regadío en el Alto y MedioVinalopó, y el Campo de Alicante (más de 40.000 haen total), que demandan unos 155 hm3/año atendidosparcialmente a partir de las masas de agua subterrá-nea de Jumilla-Villena y Serral-Salinas (Tabla 1). Lamayor parte de los cultivos citados se encuentranfuera de los límites de la comarca del Altiplano cuyasuperficie de tierras de regadío es de unas 18.000 ha(Yecla 55%; Jumilla 45%).

A pesar de la gran profundidad a la que se encuen-tra el agua subterránea (más de 200 m), los costes deextracción no suelen superar el 15% de los costestotales de producción agraria, y, en el caso de los fru-tales se reduce este valor al 10%. El coste medio de

extracción se ha estimado actualmente en 0,17 €/m3,incluidas las infraestructuras, aunque existe gran dis-persión de valores. Dicho coste se incrementa ligera-mente con el descenso de niveles piezométricos, peroresulta difícil cuantificar el incremento dado queviene muy condicionado por el consumo eléctrico yéste se establece mediante negociación de cadausuario con la compañía eléctrica (0,06 a 0,10 €/kwh).Por tanto, a pesar de que el coste del agua subterrá-nea es de los mayores de España, no es un factorlimitante de la rentabilidad agraria en la zona aunqueevidentemente sí la reduce; en esta zona el mayorproblema realmente se centra en la escasa disponibi-lidad de agua y el agotamiento físico de las reservas,con importantes incertidumbres de cara a la viabili-dad futura de las explotaciones agrarias basadas enrecursos hídricos subterráneos.

Los cultivos de frutales son los que tienen mayorcapacidad de transacción de dinero ya que las tasasde productividad son muy altas (30 a 35 T/ha/año), ya pesar de tener costes elevados, han sido bastanterentables en los últimos años, con la excepción delmelocotón, el cual ha dado pérdidas significativas porsu bajo valor de mercado. El margen neto medio paralos frutales en la zona se ha cifrado en 8000 €/ha. Lauva de mesa presenta unos rendimientos parecidos alos frutales y está generando beneficios en la actuali-dad debido a su alto valor de mercado. En el caso dela uva de vino los rendimientos son mucho menores(7 T/ha/año), y se trata de cultivos económicamentedeficitarios.

Las demandas urbanas e industriales incluidas enla red de abastecimiento ascienden a unos 5,5hm3/año para satisfacer a más de 60.000 habitantesen la comarca del Altiplano. Por otro lado, en la actua-lidad se extraen unos 13 hm3/año para satisfacer par-

Tabla 2. Balance hídrico anual de las masas de agua subterráneaTable 2. Annual water balance of the groundwater masses

cialmente las demandas urbanas e industriales dealgunos municipios del sistema de explotaciónVinalopó-Alacantí, perteneciente a la cuenca delJúcar. El hecho de que el agua subterránea sea laúnica fuente de suministro tiene evidentes repercu-siones socioeconómicas y condiciona el desarrollourbanístico.

En lo que concierne al estudio de los aspectoshidrológicos e hidrogeológicos, la investigación se hacentrado en el análisis hidrometeorológico necesariopara la evaluación de la recarga a los acuíferos, en lacuantificación de la explotación por bombeo y en ladeterminación del consumo de reservas. La precipita-ción media en la zona es de unos 300 mm/año, conuna fuerte variación interanual (superior en algunoscasos al 100%), e intensidades de precipitación oca-sionalmente frecuentes que llegan a superar los 100mm/día. La evaluación de la recarga se ha efectuadocon series hidrometeorológicas diarias superiores a30 años, mediante el código de balance hídrico VisualBalan (Samper et al., 1999), que han permitido cifraren 35 hm3/año los recursos renovables medios de losacuíferos estudiados, procedentes únicamente de lainfiltración de la precipitación sobre los afloramientospermeables (Tabla 2). La aplicación de este métodoha puesto de manifiesto los escasos datos existentespara la calibración de los modelos, su dificultad decálculo y las incertidumbres existentes en la evalua-ción de la recarga, derivadas en otros motivos deldesconocimiento del régimen natural de los acuífero.

La explotación por bombeo sólo puede ser esti-mada de forma indirecta dado que apenas existensondeos con dispositivos de control volumétrico. Enel caso de uno de los acuíferos (Serral-Salinas), lainvestigación realizada ha incluido una reconstruc-ción de la explotación por bombeo desde su origenmediante el estudio de antecedentes bibliográficos yencuestas de campo a los principales usuarios delagua. A nivel de los cuatro acuíferos estudiados, seestima que actualmente existen unos 125 sondeosactivos que aglutinan la mayor parte de la explota-ción, cuyo valor medio representativo de los últimosdiez años asciende a unos 147 hm3/año. No obstante,la cifra de sondeos profundos realmente ejecutadosen la zona puede ser hasta cuatro veces mayor dadoque ha sido muy frecuente la sustitución o reprofun-dización; todo ello puede dar idea de la importanteinversión realizada.

Los balances hídricos resultantes son claramentedeficitarios (Tabla 2), y se traducen en un considera-ble consumo de reservas (-111 hm3/año), con unvaciado acumulado superior a los 3.000 hm3 Las tasasde descenso de niveles piezométricos llegan a supe-rar los 10 m/año en sectores concretos de los acuífe-

ros. Tales cifras se encuentran entre las mayores deEspaña y de Europa. La mejora del conocimiento delas reservas disponibles y el impacto que produciríasu agotamiento, como por ejemplo la compartimen-talización de acuíferos, constituye parte del interés delas investigaciones hidrogeológicas recientes (IGME-DPA, 2006).

En relación a los aspectos ambientales, la zona deestudio posee cinco áreas protegidas a nivel europeocatalogadas como LIC (Lugares de InterésComunitario) e incorporados a la Red Natura 2000; setrata de las sierras del Carche, Salinas, Serral, delBuey y Enmedio. Asimismo, existen figuras de pro-tección ambiental de carácter regional para el ParqueNatural de la Sierra del Carche y el Paisaje Natural dela Sierra de Salinas. No se conocen referencias deinvestigaciones concretas sobre la incidencia de laexplotación intensiva de los acuíferos en estas áreasprotegidas. El principal impacto ambiental negativoderivado de la explotación intensiva radica sin dudaen la pérdida de los manantiales y zonas húmedasasociadas. Respecto a las zonas húmedas, existenreferencias de importantes lagunas en cuencas endo-rreicas de Villena y Salinas (Sociedad y territorio,2002), con aportaciones parcialmente procedentes delas descargas de los acuíferos Jumilla-Villena ySerral-Salinas, respectivamente; sin embargo, dadoque estas lagunas ya fueron desecadas en el sigloXIX mediante drenajes artificiales, resulta difícil cono-cer la afección real del cese de las aportaciones sub-terráneas. Al respecto cabe señalar que diversasinvestigaciones han puesto de manifiesto la pérdidade numerosas zonas húmedas en el sureste española lo largo del siglo XX, con impactos negativos rela-cionados con el cambio de las rutas migratorias delas aves, (Gallego-Fernández et al., 1999; Lloyd, 2007).

Sistema soporte a la decisión

El trabajo anterior fue de utilidad para realizar unaprimera identificación genérica de los principalesaspectos e impactos que están relacionados con laexplotación intensiva del agua subterránea en la zona(Molina y García-Aróstegui, 2007). Se trata de unaslíneas generales de temáticas que, a continuación, seplasmaron en una serie de variables concretas y susinterrelaciones, que formarán la estructura del siste-ma soporte a la decisión (Tabla 3).

Por otro lado, el diseño de este sistema está basa-do también en una conceptualización del problema yde los resultados obtenidos del proceso de discusióncon los usuarios y agentes interesados. Debido aésto, no solo las variables y sus relaciones son un


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reflejo de cómo los stakeholders perciben la realidaddel sistema hídrico (Figura 4), sino que también laestructura del modelo, así como la discretización delas tablas de probabilidad condicional, son una fielreproducción de la realidad.

Se ha propuesto un modelo de redes, que repro-duce la estructura del sistema real (Figura 4). Si tene-mos en cuenta que el sistema hídrico está formadopor cuatro masas de agua independientes, el com-portamiento de cada una de ellas es autónomo y, portanto, las variables hidrológicas también lo son. Espor ello que no tiene sentido hablar de variableshidrológicas medias. Por esta causa, se ha diseñadouna red similar para cada acuífero, que pueda ser

comparable con el resto (Figura 4). Las variablessocioeconómicas, por el contrario, aunque han sidoasignadas por cada área de riego asociada a cadaacuífero, sí están relacionadas entre ellas. Por tanto,se engloban en una quinta red (Figura 5), que resumeel comportamiento socioeconómico medio de toda lazona de estudio.

Simulación de escenarios de gestión hídrica

Los impactos generados por una hipotética y real ges-tión integrada del agua en el caso de estudio se oca-sionan debido al intento de alcanzar un equilibrio

Tabla 3. Lista completa de variables incluidas en el Sistema Soporte a la DecisiónTable 3. Extended list of variables included in the Decision Support System

entre los intereses socioeconómicos y los ambientalesy/o hidrológicos. Estos efectos son evaluados y com-parados con el año hidrológico de referencia 2007-2008, que es utilizado para establecer el primer esce-nario actual (Business As Usual, BAU) (Tabla 4). Elsegundo escenario está compuesto por intervencio-nes de gestión individuales inspiradas en acciones yaimplementadas en otras demarcaciones hidrográficascomo las del Guadiana o Júcar. El grado de aplicaciónde estas intervenciones, que los stakeholders estaríandispuestos a asumir, fue consultado con ellos a través

de encuestas, cuestionarios, etc. Esta información fueintroducida en el sistema soporte a la decisión, y enconsecuencia, tanto los estados como las distribucio-nes de probabilidad son un reflejo de la voluntad delos stakeholders a asumir cada intervención. El tercerescenario evaluado se basa en conseguir un equilibrioen los balances hídricos de cada acuífero, como requi-sito indispensable que establece la DMA. Para ello, elsistema ha sido forzado para alcanzar dicho equilibrioy poder evaluar los impactos generados en las varia-bles socioeconómicas del sistema.


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Figura 4. Red Bayesiana para cada acuífero. (1) Parte hidrológica. (2) Parte socioeconómicaFigure 4. Bayesian network for each aquifer. (1) Hydrological part. (2) Socioeconomic part

Figura 5. Red final que permite describir el comportamiento socioeconómico de todo el sistemaFigure 5. Final network that allow calculating the socioeconomic results of the entire water system


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Los resultados obtenidos de esta simulación deescenarios de gestión han sido expresados de dos for-mas; en primer lugar una forma estocástica a través dedistribuciones probabilísticas, tal y como se han obte-nido del sistema soporte a la decisión, y en segundolugar de una forma determinística con valores discre-tos representativos de cada distribución de probabili-dad, que han sido obtenidos gracias a la técnica de ladiscretización estadística. Estos últimos resultados soncomentados en el apartado de conclusiones.

Los resultados en forma de probabilidad obteni-dos de la evaluación de cada intervención para cadaacuífero, así como para todo el sistema en generalestán recogidos en la tabla 4. La probabilidad de recu-peración total de los acuíferos hasta su estado natu-ral es prácticamente nula, bajo condiciones actuales.En el segundo escenario, si las intervenciones son lle-vadas a cabo hasta su extreme máximo, la recupera-ción de los acuíferos es bastante más probable. Noobstante, como esto no es una situación realista, seha optado por mostrar los resultados obtenidos ensituaciones reales en las que las intervenciones pro-puestas serían implementadas hasta el límite deaceptación de los stakeholders. Se aprecia que noexiste gran variación entre los resultados de impactosobtenidos en las variables socioeconómicas genera-dos por cada intervención, dentro del segundo esce-nario. Esto se explica por varias razones entre las quedestacan que se trata de una implementación acepta-da por los stakeholders, y por tanto muy suave, y quea la naturaleza leñosa de los cultivos de la zona impi-de que se pueda producir un cambio de cultivos cadaaño, como si sucedería en caso de tener cultivos her-báceos. El tercer escenario si refleja grandes impac-tos socioeconómicos debido al cambio radical delpanorama de explotación del agua subterránea, y portanto, de la disponibilidad hídrica para regadío.

Primer escenario: BAU

El acuífero Ascoy-Sopalmo tiene un 0 % de probabili-dad de recuperar su régimen natural bajo las condi-ciones actuales. Por otro lado, la rentabilidad agríco-la “Agricultural Net Profit” de la zona irrigada por elagua procedente de este acuífero es alta. De estaforma, el SSD expresa que existe un 80% de probabi-lidad de obtener una rentabilidad agraria de entre1000-5000 euros ha-1 y un 20 % de que se sitúe entre5000-10000 euros ha-1. Debido a esta alta rentabilidad,la tasa de empleo se sitúa por encima de 0.40 emple-os/ha/año, bajo estas condiciones.

El acuífero Serral-Salinas tiene un 3.3% de proba-bilidad de recuperar su régimen natural, lo cual signi-

fica una situación casi igual que la anterior (Fig. 4).Por el contrario, la rentabilidad agrícola es buena, conun 100 % de probabilidad de situarse entre 1000-5000euros ha-1. Cuando se tiene en cuenta la renta proce-dente de otras actividades no agrícola “TotalIncome”, existe un 13 % de probabilidad de queincremente esa tasa y se sitúe entre 5000 y 10000euros ha-1. Aquí, hay un 30 % de probabilidad de quela tasa de empleo sea menor de 0,1 empleos por hec-tárea y año.

El acuífero Jumilla-Villena tiene un 8,8 % de posi-bilidades de recuperar su régimen natural dentro deun periodo temporal de entre 100 a 200 años. La ren-tabilidad agrícola tiene un 100 % de estar entre 1000y 5000 euros ha-1.

El acuífero Cingla tan solo tiene un 0.74 % de posi-bilidad de recuperar su régimen natural, y la rentabi-lidad agrícola tiene un 90 % de probabilidad de situar-se entre 1000 y 5000 euros ha-1 año, y un 10% de estarcomprendida entre 0 y 1000 euros ha-1.

En cuanto a los resultados obtenidos de la evalua-ción del sistema global bajo las condiciones actuales,existe un 82,49% de que la renta total se sitúe entre1000 y 5000 euros ha-1, con solo una remota posibili-dad (0.08%) de que exceda de 10,000 euros ha-1.Finalmente, existe un 94,4% de posibilidad de obtenerentre 0.1 to 0.3 empleos agrícolas por hectárea y año.

Segundo escenario: Intervenciones de gestiónhídrica individuales. (Individual Water ManagementInterventions, IWMA)

Los resultados obtenidos en el primer escenario refle-jan claramente que bajo esas condiciones actuales noexiste apenas ninguna posibilidad de recuperación delos acuíferos. Por otro lado, si las intervenciones degestión hídrica son llevadas a cabo hasta su extremola recuperación sería mucho más probable, pero laimplementación real de esas medidas sería imposibledebido a los intereses contrarios principalmente delos agricultores. Como se ha dicho anteriormente laevaluación de la implementación de cada interven-ción se ha realizado desde un punto de vista realistay teniendo en cuenta el límite de aceptación de losstakeholders, obtenido mediante su participaciónactiva a través de cuestionarios, reuniones, entrevis-tas etc. Las intervenciones evaluadas para este esce-nario y para cada acuífero son la entrada de recursohídrico externo para regadío (“External IrrigationWater Resource Income”, EIWRI), la entrada de recur-so hídrico externo para uso doméstico (“ExternalDomestic Water Resource Income”, EDWRI”), la com-pra de derechos de agua “Purchase of Water Rights”,

PWR), y la reducción de la demanda hídrica (“WaterDemand Reduction”, WDR).

Los impactos de cada intervención en las variablesobjetivo del sistema se muestran en la Tabla 4. Elimpacto en las variables no es muy fuerte debido a dosrazones principales. (1) Las medidas extremas de cadaintervención no han sido consideradas, sino solamen-te aquellas que los stakeholders aceptarían y veríanrazonables. (2) La mayoría de los cultivos son leñososy, por tanto, no pueden ser cambiados de un año paraotro. De esta forma, para que se reflejara un cambiodrástico en las variables objetivo o de salida se reque-riría llevar hasta el extremo dichas intervenciones o laimplementación simultánea de algunas de ellas.

Tercer escenario: Water Balance Equilibrium (WBE)

Este escenario, que implica el equilibrio de los balan-ces hídricos de cada acuífero genera unos resultadosde extraordinaria importancia. De esta forma, el áreade regadío más afectada sería la relacionada con elacuífero Ascoy-Sopalmo, debido a que se produciríala mayor pérdida de rentabilidad agrícola. Debido aesto, en condiciones actuales y para este mismo acu-ífero existe un 7,3 % de probabilidad de obtener unarentabilidad agrícola entre 0 y 1000 euros/ha, mien-tras que bajo este escenario esa probabilidad subehasta el 99,51 % para el mismo intervalo de rentabili-dad. El número de empleos agrícolas es otra variableseriamente afectada en estas condiciones; de estaforma, se produciría un incremento del 100% de pro-babilidad entre el primer escenario (BAU) y este esce-nario para generarse una tasa de empleo de entre 0-0,1 empleos/ ha. Estos resultados son muy lógicos yaque precisamente este área de regadío, que es el másrentable, es abastecido por el acuífero con mayor tasade déficit hídrico, es decir con una mayor diferenciaentre su recarga y su explotación por bombeo. Losefectos socioeconómicos producidos por esta inter-vención no pueden ser paliados por ninguna otraintervención y, por tanto, el impacto global implicaríaprácticamente la total destrucción de la agriculturaproductiva de la zona y obviamente, sus empleosrelacionados. El área de regadío perteneciente al acu-ífero Cingla también sufriría una gran reducción en elnúmero de empleos, con una reducción en la proba-bilidad del 15 % para el intervalo 0,3-0,4 empleos/ha.El mayor impacto en el sistema en general está rela-cionado con la pérdida de empleos agrícolas, ya quese produciría un descenso de aproximadamente un17% para el intervalo entre 0-0,1 empleos/ha, en com-paración con el primer escenario de condicionesactuales.

Conclusiones

El primer escenario continuista, implica no realizar nin-guna intervención de gestión hídrica, lo que supone elfuturo agotamiento físico de los acuíferos y por tanto,la adaptación del sistema en su conjunto a una nuevasituación en la que el modelo de desarrollo deberíacambiar. Es para este escenario donde un conocimien-to preciso de las reservas de los acuíferos es más nece-sario, en el sentido de estimar vidas útiles de los mis-mos, de cara a una gestión de la oferta fiable.

El segundo escenario ha consistido en la simula-ción de diversas intervenciones individuales de ges-tión, que reflejan la voluntad de los grupos de interésa realizarlas. Por tanto, el impacto en términos dereducción del déficit hídrico, de cada una por separa-do no es muy grande. Estas son las principales con-clusiones extraídas para cada intervención:

Se ha contemplado la posibilidad de entrada al sis-tema de agua procedente de una fuente externa. Enprimer lugar, a través de una permuta de utilizaciónde derechos de agua desalada con comarcas de rega-dío costeras, suplidas mediante derechos de agua delTrasvase Tajo-Segura. El impacto de esta intervenciónha estimado en unos 43 hm3/año, de reducción de laexplotación intensiva del agua subterránea. Ensegundo lugar existen otras actuaciones como laconstrucción actual del trasvase Júcar-Vinalopó, quealiviará la situación de sobreexplotación en el áreaoriental pero que el impacto en el área total no serámuy importante en términos de reducción de laexplotación intensiva (20 hm3/año), habida cuenta delgran déficit existente.

Actualmente existen actuaciones parciales, comola incorporación de los abastecimientos públicos deYecla y Jumilla a la Mancomunidad de los Canales delTaibilla, de tal manera que se paralicen la explotaciónactual de aguas subterráneas para éste uso. Estaintervención supondrá una reducción del déficit hídri-co de unos 5 hm3/año.

Otra intervención simulada es la posible comprade derechos de los regantes de explotación de aguassubterráneas. No obstante, los regantes son muy rea-cios a vender sus derechos y por tanto la oferta decompra debe ser atractiva para estimular su venta.Por medio de esta actuación, se produciría una reduc-ción del déficit hídrico de unos 9 hm3/año

El tercer escenario se ha establecido como unrequerimiento de la DMA que impone un plazo paraalcanzar el buen estado cualitativo y cuantitativo delas masas de agua para el año 2015. La Directivaprevé que puedan retrasarse o derogarse los objeti-vos medioambientales cuando las masas de aguaestén muy modificadas y/o los costes de su recupera-


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Tabla 4. Resultados probabilísticos de la situación de los escenarios de gestión hídricaTable 4. Probabilistic results from simulation of water management scenarios

ción sean desproporcionados. Sin embargo, en talescasos, la Directiva indica que no puede continuarsecon el deterioro, lo que obliga, en el caso de estudio,a igualar los recursos disponibles con la explotación.Se ha realizado la evaluación del impacto de esteescenario por dos vías diferentes; si se realiza a tra-vés de una permuta de derechos de agua desaladacon comarcas costeras el impacto sería de 35 mill.€/año en términos de pérdida de Margen Neto agrí-cola; para el caso de una compra de derechos elimpacto sería de 120 mill €/año en términos de lucrocesante. Por tanto, es evidente que cualquier intentopor restaurar o al menos equilibrar los balances delos sistemas acuíferos mediante esta medida, requie-re una reestructuración total del actual sistema dederechos de extracción.

Por tanto, el plazo establecido por la DMA para laconsecución del buen estado cuantitativo y cualitati-vo de las el año 2015 es imposible de llevar a cabo enesta comarca debido al gran impacto económico queesto supone y es muy difícil de cumplir incluso conlas dos prórrogas previstas (año 2027).

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Recibido: abril 2009Revisado: abril 2009Aceptado: mayo 2009Publicado: julio 2009


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