Vulnerabilidades y estrategias de adaptación al cambio climático (página 2)

Partes: 1, 2

Analogía con el Oeste en América del Norte
http://plasma.nationalgeographic.com/mapmachine/index.html

Analogía con el Oeste en América del Norte
http://plasma.nationalgeographic.com/mapmachine/index.html

Presiones Específicas: temporalidad de los caudales
(Gp:) Flujos desperdiciados
(Gp:) Flujos inexistentes
(Gp:) Primavera/Verano

Cambios en los caudales en ríos en el Oeste Americano bajo Cambio Climático

Presiones Específicas: Retirada de glaciares
Comunicación Nacional del Perú a la UNFCCC
Francou et al., 2000
Retroceso del glaciar Broggi
Glaciar en 1979 y 1997
Fluctuación del frente de 4 glaciares en Perú
Evolución del glaciar Chacaltaya (Bolivia)

Presiones Específicas: Retirada de glaciares

Los flujos en épocas secas dependen de las aguas de deshielo

Probable disminución de volúmenes y llegada mas temprana de flujos
Implicaciones en la producción de hidroelectricidad, demandas agrícolas, calidad de agua en los ríos, y necesidades de los ecosistemas

Presiones Específicas: Condiciones Climáticas Extremas

El impacto de la variabilidad climática (El Niño/Niña Oscilación Sur) en la disponibilidad de agua y todos los sectores económicos en varios países de la región. (e.g. Perú, Ecuador, América Central) (IPCC 2001).
Algunos modelos climáticos indican mayor frecuencia en condiciones climáticas tipo El Niño con incremento de las concentraciones de gases de efecto invernadero. (Meehl y Washington 1996; Trenberth y Hoar, 1997).

Presiones Específicas: Condiciones Climáticas Extremas
Arnell., 2003
Cambios en los extremos para los 2050s, bajo HadCM3

Presiones Específicas: Condiciones Climáticas Extremas
Arnell., 1999
Cambios en los extremos para los 2050s, bajo HadCM3

Ejemplos de Adaptación en los Recursos Hídricos
Construcción/modificación de la Infraestructura física
Revestimiento de Canales
Canaletas/Conductos cerrados en vez de canales abiertos
Integrando reservorios separados dentro de un solo sistema
Incrementar la altura de la pared de la presa
Incremento del tamaño del canal
Remoción de los sedimentos de los reservorios para un mayor almacenamiento
Transferencia de agua entre cuencas

Ejemplos de Adaptación en los Recursos Hídricos (continuación)
Manejo adaptable de los sistemas existentes de suministro de agua
Cambio en las reglas de operación
Uso conjuntivo de las reservas de agua superficiales y subsuperficiales
Sistema de operación de reservorios físicamente integrados
Suministro/demanda coordinada

Ejemplos de Adaptación en los Recursos Hídricos (continuación)
Políticas, conservación, eficiencia y tecnología
Doméstica
Re-utilización de agua residencial y municipal
Reparación de pérdidas
Recolección de agua de lluvia para uso no potable
Aparatos de bajo consumo
Sistema de suministro dual (potable y no potable)
Agrícola
Temporalidad de irrigación y eficiencia
Revestimiento de canales, cierre de conductos
Drenaje re utilizado, utilización de desperdicios de efluentes del agua.
Cultivos de alto valor con bajo consumo de agua
Sistema riego por goteo, micro-spray, baja energía, aplicación precisa de sistemas de irrigación
Cosechas con tolerancia a la sal que pueden utilizar agua drenada

Ejemplos de Adaptación – Suministro de Agua (continuación)
Políticas, conservación, eficiencia y tecnología (continuación)
Industria
Re utilización de agua y reciclado
Cierre de ciclo y/o enfriamiento del aire
Turbinas hidroeléctricas más eficientes
Pozos de enfriamiento, torres humedecidas y torres secas
Energía hidroeléctrica
Re operación del Reservorio/Embalse
Cogeneración (uso beneficiario del calor de los flujos de descarga)
Reservorios adicionales y estaciones hidroeléctrica
Baja velocidad de cabecera del río de la planta hidroeléctrica
Transferencias a otras actividades impulsados por efectos de precios del mercado.
Utilizar el precio del agua para cambiar el uso del agua entre sectores

Herramientas para el Estudio de V&A de Recursos Hídricos
Que herramientas están disponibles para entender las vulnerabilidades de los recursos hídricos y para evaluar posibles estrategias de adaptación?
Como pueden los actores locales comprometerse en estos procesos?

Tipos de Modelos de Recursos Hídricos
Hidráulico: modelos de procesos biofísicos que describen el flujo en ríos, inundaciones entre otros

Hidrología: procesos que relacionan precipitación y escorrentía

Planificación: modelos de los sistemas de recursos hídricos

Que modelo?…
Que preguntas esta tratando de responder?

Modelo Hidráulico
Preguntas criticas
Cuan rápido, cuan profundo fluye el río (efectos de inundaciones)
Como los cambios en el caudal y la morfología de los canales impactan el transporte de sedimentos y los servicios que provee (habitas para peces, recreación, etc.).

Modelo Hidrológico
Preguntas criticas
Como es la relación entre precipitación y caudal en el río?
Cuales son los caminos que sigue el agua a través de la cuenca?
Como afectan estos movimientos la magnitud, temporalidad, duración y frecuencia de caudales en el río, así como la calidad de las aguas?

Modelo de Planificación
Preguntas criticas
Como deber ser distribuida el agua entre varios usos en momentos de déficit?
Como deben restringirse las operaciones de los sistemas para proteger los servicios que provee el río?
Como debe operarse la infraestructura en el sistema (ej, reservorios/embalses, obras de extracción de agua) para lograr el máximo beneficio (económico, social, ecológico)?
Como cambian la distribución, operación y restricciones de operación si nuevas estrategias de manejo son introducidas al sistema?

Operacionales e hidráulicos
HEC
HEC-HMS – lluvia-escorrentía en base a evento (provee de información a HEC-RAS para hacer mapeos 1-d de inundación)
HEC-RAS – una dimensión flujo intransiente o transiente
HEC-ResSim – modelación de operación de embalses
WaterWare
RiverWare
MIKE11
Delft3d
Herramientas para usar en la Evaluación: Modelos de Agua Referenciales

Modelos Hidráulicos
HEC-HMS escala de cuenca, simulación hidrológica en base a evento, de los procesos lluvia-escorrentía
Procesos lluvia-precipitación de corta duración para pequeñas cuencas
Gratis, se puede bajar de la web

Herramientas para usar en la Evaluación: Modelos de Agua Referenciales (continuación)
Planificación/hidrología
WEAP21
Aquarius
SWAT
IRAS (Interactive River and Aquifer Simulation)
RIBASIM
MIKE 21 and BASIN

Enfoque Actual – Implicancias del Cambio Climático en la Planificación e Hidrología
Modelos de planificación/hidrología seleccionados: deben poder usarse en un PC, con amplia documentación, facilidad de uso, gratis (o gratis para los países en desarrollo) .
Aquarius
SWAT (Soil Water Assessment Tool)
WEAP21 (Water Evaluation and Planning)

Modelos de Manejo de Aguas e Hidrológicos/Físicos
Ventaja de AQUARIUS: Posee criterios de eficiencia económica para redistribuir los flujos en el río hasta que los retornos marginales para todos los usos del agua sean iguales
No puede recibir información climática directamente – los caudales deben ser prescritos por el usuario
Enfoque económico

Modelos de Manejo de Aguas e Hidrológicos/Físicos (continuación)
Ventaja de SWAT: Puede predecir los efectos que tienen las distintas decisiones de manejo en la calidad del agua, sedimentos, nutrientes y cargas de pesticidas en cuencas sin monitoreo. Considera complejos constituyentes de la calidad del agua.
Precipitación-escorrentía, ruteo en el río a escala temporal diaria
Se enfoca principalmente en el lado de suministro del balance de aguas

Modelos de Manejo de Aguas e Hidrológicos/Físicos (continuación)
Ventaja de WEAP21: Integra sin quiebres los procesos hidrológicos en la cuenca con el sistema de manejo de recursos hídricos
Puede recibir directamente información climática
Basado en una visión holística e integrada del manejo de los recursos de agua (integrated water resources management -IWRM) – oferta y demanda de agua

Vision General de WEAP
Hidrología y planificación
Ejemplos y ejercicios en la planificación para la distribución de agua
Escenarios
Agregando hidrología al modelo
Interfaz con el Usuario
Escala
Datos requeridos y recursos
Calibración y validación
Resultados
Licencia y registro

WEAP y la Planificación
Provee una estructura común y transparente para organizar la información de recursos hídricos a cualquier nivel deseado – cuenca local, regional o río internacional
Fácilmente se pueden desarrollar escenarios para explorar posibles futuros del agua
Las implicancias de distintas políticas pueden ser evaluadas

Usos de WEAP
Investigación de Políticas
Distribuciones de agua alternativos
Cambio Climático
Cambio en el uso de tierra
Planificación de la Infraestructura
Construcción de Capacidad
Negociación
Participación de los distintos actores

Las capacidades de WEAP
Lo que puede hacer
Planificación a alto nivel a escalas locales o regionales
Manejo de demanda
Distribución de agua
Evaluación de infraestructura
Lo que no puede hacer
Operaciones a escalas menores que diarias
Optimización de la oferta y demanda (ej. minimización de costos o maximización de bienestar social)

Un Sistema Simple en WEAP21
(Gp:) 60
(Gp:) 40

Una restricción en la infraestructura
(Gp:) 70
(Gp:) 30
(Gp:) 10 Insatisf.

Una restricción regulatoria
(Gp:) 70
(Gp:) 30
(Gp:) 10 Insatisf.
(Gp:) RI Satisf.

(Gp:) 0
(Gp:) 40
(Gp:) 60
(Gp:) 10 Insatisf.

Diferentes Prioridades
Por ejemplo, la demanda de grandes productores (70 unidades) puede ser la Prioridad numero 1 en un escenario, mientras que las demandas de menores productores (40 unidades) puede ser la Prioridad numero 1 en otro escenario..

30
10
90
0
Diferentes Preferencias
Por ejemplo un usuario central puede preferir tomar agua desde un tributario debido a menores costos de bombeo

WEAP es conducido por los Escenarios
El editor de escenario realmente acomoda los análisis de:
Escenarios de Cambio Climático y supuestos
Supuestos en las demandas futuras
Supuestos en los futuros desarrollos de la cuenca

Futuro y Escenarios: Por que?
Escenarios: una manera sistemática de pensar acerca del futuro
Para ganar un mejor entendimiento de las posibles implicancias de las decisiones (o las no-decisiones) a través de los distintas escalas espaciales y temporales
Para apoyar la toma de decisiones

Fuerzas Impulsoras
Demografía
Numero de personas
Urbanización
Vejez
Economía
Integración con la economía global
Social
Aumento en la inequidad
Pobreza persistente
Cultural
Esparcimiento de valores de consumismo e individualismo
Reacción nacionalista y religiosa
Tecnología
Tecnología de la computación y la información
Biotecnología
Miniaturización
Medio Ambiente/Clima
Aumento de los stress globales
Degradación local
Algo de remediación en los países mas ricos
Instituciones
Instituciones globales
Gobiernos democrático
Rol de la sociedad civil en la toma de decisiones

Quienes son los Actores?
Gobierno
Sector Privado
Sociedad Civil
El Publico
Granjeros ricos
Granjeros pobres
Urbes
Ambientalistas
O?