Regulación y cambio climático El papel de los embales en un contexto de cambio climático

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Adrián Gallego Quiroga
hace 6 años
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cambio climático Luis Garrote, Alfredo Granados, Álvaro Sordo, Francisco

1 EMBALSES Y CAMBIO CLIMATICO: RETOS Y OPORTUNIDADES Madrid, 16 de noviembre de 2016 Regulación y cambio climático El papel de los embales en un contexto de cambio climático Luis Garrote, Alfredo Granados, Álvaro Sordo, Francisco Martín-Carrasco EMBALSES Y CAMBIO CLIMATICO: RETOS Y OPORTUNIDADES Madrid, 16 de noviembre de 2016

2 Análisis de la regulación: volumen de embalse Diferencias de caudal Q q y demanda X q acumulados Caudal q menos demanda x acumulados Caudal q menos demanda x acumulados Caudal Q y demanda X acumulados Caudal q y demanda x D 1 x q D 2 Q X q D 3 t t D 1 D 1 D 1 D 2 D 2 D 2 Q-X Q-X Q-q X D 3 D 3 D 3 Volumen de embalse: Máximo déficit acumulado D max t t t

3 Cálculo de explotación del embalse Volumen Primer ciclo de déficit, V D1 Segundo ciclo de déficit, V D2 Volumen final, V f V f Volumen inicial, V i V i Aportación Emb. vacío V D1 V D2 Volumen embalsado, V V V V1 V E Primer ciclo de vertido, V V1 Tiempo Demanda Aportación Emb. lleno El funcionamiento del sistema se evalúa comparando los déficits V Di con un criterio de aceptación, denominado criterio de garantía

4 Disponibilidad de agua Volumen Volumen final, V f V f Volumen inicial, V i V i Aportación Emb. vacío Volumen embalsado, V V Sin déficit V V1 VE Máxima demanda Primer ciclo de vertido, V V1 Tiempo Aportación Emb. lleno Corresponde a la máxima demanda que se puede atender respetando un cierto criterio de garantía

5 WAAPA/ADAPTA: Modelo de disponibilidad de agua Water Datos de aportaciones Situación de control Escenarios de cambio climático Características de demanda Riego y urbana Criterio de garantía Urbana 98% Riego 90% Local management Tres alternativas de regulación Regulación concentrada: cada embalse en su nudo de la red fluvial atiende demanda local Regulación distribuida cada embalse en su nudo de la red fluvial, pero se atiende demanda global Regulación integral: embalse total equivalente que atiende demanda global Global management of distribution Global management of supply and distribution Availability and Adaptation Policy Analysis Análisis de Disponibilidad de Agua y Políticas de AdapTAción Every reservoir supplies local demands only All reservoirs contribute to supply all demands, but reservoirs are operated independently All reservoirs are operated jointly to supply all demands

6 Macros para análisis del sistema Garantía Volumen de embalse fijo, demanda variable Garantía deseada p req Máxima demanda d max Demanda Garantía Demanda fija, volumen de embalse variable Garantía deseada p req Mínimo volumen de embalse V min Volumen de embalse 6

7 Caso de estudio 1: España cuencas analizadas Aportación media anual (hm 3 /a) Volumen de embalse (% Aportación) Disponibilidad con embalses (% Aportación)

8 Escenarios climáticos Índice de sensibilidad Relación entre la variación de disponibilidad de agua y la variación de aportación Interpretación Valores inferiores a la unidad indican que los efectos del cambio climático se atenúan Este efecto es debido a la capacidad de regulación de los embalses y resulta obvio si la única variación es el valor medio de la aportación Problema En la práctica no sólo varía la media, sino prácticamente todas las características de la serie de aportaciones

9 Escenarios climáticos Se analizaron los resultados del estudio del CEDEX y del proyecto europeo PRUDENCE Proyecciones climáticas futuras para Europa: Bases de datos PRUDENCE (2004) Proyecciones clim á ticas regionalizadas para Espa ñ a: Base de datos AEMET (2008) Análisis hidrológico Alteración de aportaciones en magnitud y variabilidad Aportaciones actuales Procedentes del modelo hidrol ó gico SIMPA ( Cedex 2000) Simulación hidrológica con el modelo SIMPA (Cedex 2009) Alteración de aportaciones en magnitud PRUDENCE A2 CEDEX B2 CEDEX DMI1 (2) KNMI DMI2 MPI DMI3 SMHI (2) ETH UCM (2) GKSS PRUDEN ICTP (2) MedPRU (1) (1) (2) CA EA HA PA SA UA MedA CB EB HB PB SB UB MedB (1) Corresponden al escenario de emisiones A2 (2) Corresponden al escenario de emisiones B2

10 Índice de sensibilidad Índice de sensibilidad Escenarios CEDEX 2.00 Sensibilidad a la reducción de aportación en función del volumen de regulación Relación entre el escenario de contol y el escenario A2 para proyecciones CEDEX CA EA HA PA SA UA Sensibilidad < Volumen de regulación relativo a la aportación Volumen / Aportación media

11 Índice de sensibilidad Escenarios PRUDENCE Sensibilidad < 1 Volumen / Aportación media

12 Índice de sensibilidad Escenarios PRUDENCE Sensibilidad < 1 Volumen / Aportación media

13 1260 cuencas analizadas Caso de estudio 2: Europa Aportación media anual (hm

13 cuencas analizadas Caso de estudio 2: Europa Aportación media anual (hm 3 /a) Volumen de embalse (% Aportación) Disponibilidad con embalses (% Aportación)

14 Escenarios climáticos Se analizaron los resultados de los proyectos europeos PRUDENCE, ENSEMBLES y CORDEX Proyecciones climáticas futuras para Europa: Bases de datos PRUDENCE (2004) ENSEMBLES (2007) y CORDEX (2011) Análisis hidrológico Alteración de aportaciones en magnitud y variabilidad PRUDENCE DMI1 (2) ETH GKSS ICTP (2) (1) KNMI MPI SMHI (2) UCM (2) ENSEMBLES KNMI ETHZ CRNM (3) CORDEX GFDL HadGEM2 IPSL MIROC NorEsH1 (4,5,6,7) (1) Corresponden al escenario de emisiones A2 (2) Corresponden al escenario de emisiones B2 (3) Corresponden al escenario de emisiones A1B (4) Corresponden al escenario de emisiones RCP2 (5) Corresponden al escenario de emisiones RCP4 (6) Corresponden al escenario de emisiones RCP6 (7) Corresponden al escenario de emisiones RCP8

15 Respuesta al cambio climático en disponibilidad de agua 15 Escenario RCP4.5 CAMBIO de ESCORRENTÍA CAMBIO de DISPONIBILIDAD Ciclo de 5 modelos

16 Cambio en escorrentía y disponibilidad 16 Escenario RCP4.5 CAMBIO de ESCORRENTÍA CAMBIO de DISPONIBILIDAD Ciclo de 5 modelos

17 Incertidumbre debida al escenario ANÁLISIS DE LA DISPONIBILIDAD (I) GFDL IPSL Disponibilidad en horizonte entre disponibilidad actual Se presentan los 4 escenarios analizados rotando HadGEM2 MIROC NorESM1 17

18 Análisis de algunas cuencas Loire Rhone Po Garonne Duero-Douro Tajo-Tejo Guadiana Júcar Ebro Arno Guadalquivir Segura Tiber Vardar-Axios Maritsa-Evros Struma

19 Análisis de algunas cuencas Cuenca Superficie (10 3 km 2 ) Aportación (km 3 /a) V.Embalse (km 3 ) Apo/Sup V.Emb/Apo Arno Po Loire Tiber Garonne Rhone Struma Douro Vardar-Axios Ebro Guadalquivir Maritsa-Evros Tagus Jucar Guadiana Segura

20 Probabilidad de excedencia Resultados escorrentía ANÁLISIS DE LA DISPONIBILIDAD (I) Aportación media anual (km 3 /a) 20

21 Resultados escorrentía ANÁLISIS DE LA DISPONIBILIDAD (I) REF GRDC SIT ACT SIT FUT Hay una gran incertidumbre tanto en modelos como en escenarios 21

22 Cambio de la desviación típica Efectos del cambio climático sobre la hidrología ANÁLISIS DE LA DISPONIBILIDAD (I) Cambio de la aportación anual 22

23 Efectos del cambio climático sobre la hidrología ANÁLISIS DE LA DISPONIBILIDAD (I) Las acciones sobre las cuencas son muy diferentes en los distintos escenarios y en las distintas regiones de Europa 23

24 Probabilidad de excedencia Resultados disponibilidad de agua Disponibilidad de agua (km 3 /a) 24

25 Resultados disponibilidad de agua SIT ACT SIT FUT La reducción de disponibilidad es mucho más acusada que la reducción de escorrentía 25

26 Probabilidad de excedencia Resultados cambio escorrentía y disponibilidad ANÁLISIS DE LA DISPONIBILIDAD (I) Cambio de aportación y disponibilidad 26

27 Resultados cambio escorrentía y disponibilidad ANÁLISIS DE LA DISPONIBILIDAD (I) CAMBIO ESCORR CC CTL CTL CAMBIO DISPON Las cuencas presentan comportamientos diferentes, dependiendo del régimen hidrológico y su variación y del volumen de embalse 27

28 Probabilidad de excedencia Efecto de volumen de embalse ANÁLISIS DE LA DISPONIBILIDAD (I) Cambio de aportación y disponibilidad 28

29 Efecto de volumen de embalse ANÁLISIS DE LA DISPONIBILIDAD (I) El comportamiento en cambio climático no depende significativamente del volumen de embalse en la mayor parte de las cuencas 29

30 Índice de sensibilidad Efectos de volumen de embalse en la sensibilidad ANÁLISIS DE LA DISPONIBILIDAD (I) Volumen de embalse (km 3 ) 30

31 Efectos de volumen de embalse en la sensibilidad ANÁLISIS DE LA DISPONIBILIDAD (I) El volumen de embalse tiene un efecto claro sobre la sensibilidad al cambio climático 31

32 Comentarios finales Algunas complicaciones El análisis de la regulación requiere el estudio de la serie de aportaciones mediante un modelo El análisis es difícil e incierto por la incertidumbre de los escenarios climáticos Es difícil extraer conclusiones sin estudiar la envolvente de alternativas Sin embargo La disponibilidad de embalses atenúa el efecto del cambio climático También favorece el establecimiento de políticas de adaptación basadas en la gestión Oportunidades Resultados interesantes a distintas escalas y grados de detalle del análisis, que aconsejan seguir estudiando 32

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