Estimación, a nivel de cuenca, del impacto en la disponibilidad de agua de los nuevos escenarios de cambio climático por medio de modelos hidrológicos

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Aurora Díaz Bustos
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T. Montes Rojas Coordinación General de Adaptación al Cambio Climático

1 Estimación, a nivel de cuenca, del impacto en la disponibilidad de agua de los nuevos escenarios de cambio climático por medio de modelos hidrológicos Raquel T. Montes Rojas Coordinación General de Adaptación al Cambio Climático Dirección de Gestión de Riesgos y Adaptación raquel.montes@inecc.gob.mx 23 octubre de 2014

2 INDICE ANTECEDENTES MODELOS HIDROLÓGICOS RESULTADOS ESPERADOS

3 ANTECEDENTES Impactos observados y proyectados Entre los impactos que se mencionan en el Quinto Reporte del IPCC, están los relacionados con los cambios en la temperatura global y la precipitación. Estos han tenido y tendrán como consecuencia alteraciones en los sistemas hidrológicos en términos de cantidad y calidad de agua. Estos cambios se prevé que afecten a la biodiversidad, los ecosistemas costeros y la producción agrícola. IPCC, 2014

4 Para el caso de México se señala que: ANTECEDENTES En gran parte del país, excepto la zona tropical del sur de país, se prevé una disminución en el suministro de agua para las zonas urbanas y de riego. Noroeste: Incremento en la severidad de las sequías Incremento de plagas y una disminución de la cobertura vegetal En la costa del Golfo de México, las proyecciones del incremento del nivel del mar estiman amenazas a los ecosistemas costeros. Pérdida de humedales y manglares, 20% Tamaulipas y hasta el 95% Veracruz Se estima que las tierras dedicadas a maíz de temporal tendrán una disminución de rendimiento de 6.2% a 3.0% para IPCC, 2014

5 ANTECEDENTES Quinta Comunicación Nacional La gestión del agua en México enfrenta el Cambio Climático en un contexto en el que se debe asegurar la disponibilidad del recurso, pues aunque no hay una señal clara en las tendencias de la precipitación, los aumentos en la temperatura harán que disminuya el agua superficial disponible. Considerando solamente el incremento poblacional, en los próximos 20 años la disponibilidad media de agua por habitante pasará de alrededor de 4,200 m 3 /hab/año a 3,800 m 3 /hab/año, sin contar la disminución en disponibilidad por efectos del cambio climático. El problema de la variabilidad y el cambio climático se añade a la sobrexplotación de los acuíferos, la contaminación de los cuerpos de agua, y las pérdidas en diferentes usos, así como el manejo de derechos del agua. INECC-SEMARNAT, 2012

6 ANTECEDENTES Alineación de los objetivos del INECC con los objetivos del PROMARNAT y la Meta Nacional en materia de agua Objetivo de la Meta Nacional: México Próspero Estrategias del Objetivo Líneas de Acción Objetivo del PROMARNAT Estrategia PROMARNAT Líneas de Acción Objetivos INECC 4.4. Impulsar y orientar un crecimiento verde incluyente y facilitador que preserve nuestro patrimonio natural al mismo tiempo que genere Riqueza, competitividad y empleo Implementar un manejo sustentable del agua, haciendo posible que todos los mexicanos tengan acceso a ese recurso. - Ordenar el uso y aprovechamiento del agua en cuencas y acuíferos afectados por déficit y sobrexplotación, propiciando la sustentabilidad sin limitar el desarrollo. Objetivo 3. Fortalecer la gestión integrada y sustentable del agua, garantizando su acceso a la población y a los ecosistemas. 1. Generar conocimiento e incrementar las capacidades de investigación y desarrollo tecnológico en medio ambiente, ecosistemas, crecimiento verde y cambio climático. Estrategia 3.1 Fortalecer la gestión integrada y sustentable del agua Promover la incorporación del enfoque de cuenca en los programas de ordenamientos ecológicos y en otros instrumentos de planeación regional. 2. Evaluar y emitir recomendaciones y opiniones técnicas respecto al cumplimiento de instrumentos de política ambiental, recursos naturales y cambio climático Promover y reforzar las acciones de conservación de suelos y agua en cuencas hidrográficas prioritarias. Objetivo 2. Incrementar la resiliencia a efectos del cambio climático y disminuir las emisiones de compuestos y gases de efecto invernadero. Estrategia 2.5 Incrementar la seguridad hídrica ante sequías e inundaciones Evaluar el impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos. 2. Evaluar y emitir recomendaciones y opiniones técnicas respecto al cumplimiento de instrumentos de política ambiental, recursos naturales y cambio climático. Objetivo 6. Desarrollar, promover y aplicar instrumentos de política, información investigación, educación, capacitación, participación y derechos humanos para fortalecer la gobernanza ambiental. Estrategia 6.3 Desarrollar, difundir y transferir conocimientos científico tecnológicos en materia de agua y su gestión integral por cuencas Fortalecer sistemas de información y redes de colaboración para socializar el conocimiento en materia de agua e incentivar participación ciudadana. 3. Publicar y divulgar información científica, para contribuir a la participación efectiva de la sociedad en la toma de decisiones. SEMARNAT-INECC, 2014

7 ANTECEDENTES Disponibilidad actual a nivel cuenca-subcuenca CONAGUA, 2009

8 Cambio en la emperatura media, ( C) Forzamiento radiativo relativo a la era preindustrial (W/m 2 ) Disponibilidad Escenarios actual y con CC ANTECEDENTES Ortíz, 2012 IPCC, 2014

MODELOS HIDROLÓGICOS Los modelos de simulación hidrológica son representaciones simplificadas de los sistemas hidrológicos reales, y permiten estudiar su funcionamiento y las respuestas a diferentes

9 MODELOS HIDROLÓGICOS Los modelos de simulación hidrológica son representaciones simplificadas de los sistemas hidrológicos reales, y permiten estudiar su funcionamiento y las respuestas a diferentes factores incorporados al modelo y a las modificaciones de sus componentes. Operan a nivel de cuencas y subcuencas y se conforman por cinco componentes básicos: los procesos y características hidrológicas de las cuencas, los datos de entrada, las ecuaciones gobernantes, los límites y condiciones iniciales y las salidas. Ordoñez, 2011

10 MODELOS HIDROLÓGICOS Dentro de los modelos hidrológicos con mayor aplicación en la estimación de la disponibilidad y que son de acceso libre y permiten la evaluación de escenarios futuros, se encuentran el Water Evaluation and Planning (WEAP) y Soil and Water Assessment Tool (SWAT) Ampliamente utilizados Amigables Acceso libre

11 SWAT MODELOS HIDROLÓGICOS Soil and Water Assessment Tool Desarrollado por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos y la Universidad de Texas. Se basa en la ecuación de balance hídrico para determinar la entrada, salida y almacenamiento de agua en una cuenca. Modelo a escala de cuenca. Permite predecir el impacto de las prácticas de gestión de la suelo sobre el agua y los sedimentos en cuencas complejas con diferente tipo y uso de suelo. Modelo hidrológico con una resolución temporal de un día. Capacidad de simular simultáneamente hasta 2500 cuencas por un periodo de 100 años o mayor.

12 SWAT MODELOS HIDROLÓGICOS Para la simulación La cuenca se divide en Unidades de Respuesta Hidrológica (HRU). Definidas con características similares de tipo y uso de suelo, vegetación y otras condiciones hidrológicas. Se asume tendrán una única respuesta respecto al caudal (flujo de agua) y el transporte de sedimentos. Simulaciones de escenarios de cambio climático Mediante el manejo de la información climática, en específico de las variables: precipitación, temperatura, evapotranspiración potencial, humedad relativa, radiación solar y velocidad del viento.

13 MODELOS HIDROLÓGICOS WEAP Water Evaluation and Planning Es una herramienta, que proporciona un marco para la planificación y análisis de políticas de manejo del recurso hídrico; considera por un lado las condiciones de demanda de agua y por otro las de oferta; presenta un enfoque integral al simular tanto los componentes naturales como los antrópicos. El programa WEAP está basado en el principio básico del balance de masa, o bien del balance hidráulico, en una cuenca hidrológica. Muñoz et al., 2009

14 MODELOS HIDROLÓGICOS WEAP El balance toma en cuenta todos los usuarios de agua: Municipal, riego, industrial, la infraestructura hidráulica existente, y los volúmenes de escurrimiento mensual disponibles. Permite llevar a cabo una variedad de análisis gracias a la generación de escenarios: Condición del uso del agua, manejo de la infraestructura hidráulica (presente y futura), además de cualquier escenario de disponibilidad de agua impactado por el cambio climático.

15 MODELOS HIDROLÓGICOS WEAP Permite además analizar El proceso lluvia-escurrimiento y las interacciones entre agua superficial y agua subterránea, la operación de sistemas de presas, la generación de energía hidroeléctrica, la estimación de gastos ecológicos, el análisis de procesos conservativos y no conservativos en la calidad del agua, y análisis de vulnerabilidad de los sistemas de derechos de agua e infraestructura hidráulica.

16 MODELOS HIDROLÓGICOS DATOS DE ENTRADA WEAP SWAT Suministro y Recursos: Presas y reservorios Operación de presas Agua subterránea Propiedades físicas y químicas de los suelos X X Tipos y usos del suelo X X Vegetación X X Clima X X Sitios de Demanda (ciudades, industrias, zonas agrícolas) Calibración del modelo Modelo digital de elevaciones (MDE) X X Red hidrológica Áreas de agricultura irrigada Tecnologías de irrigación X X X X X X X X

17 PRODUCTOS ESPERADOS Disponibilidad actual de agua a nivel de cuenca hidrográfica para el país Cambio en la disponibilidad de agua para las condiciones futuras con los nuevos escenarios de CC a nivel de cuenca hidrográfica Identificación de la vulnerabilidad ante el CC de las cuencas hidrográficas Análisis de los posibles impactos para los diferentes sectores: Consumo: dotación Agrícola: modificación de tiempos de siembra, tipo de cultivo, técnicas de riego Industrial: procesos más eficientes, tratamiento de agua Herramienta para la toma de decisiones: Calidad de agua construcción y ubicación de presas modificación en la legislación

18 PRODUCTOS ESPERADOS

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