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Incertidumbre en la planificación y la gestión del bien y del recurso

Jornadas Reflexiones sobre el Agua

Real Academia de Ingeniería

Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales

María José Polo Gómez Universidad de Córdoba

Instituto Interuniversitario del Sistema Tierra en Andalucía Madrid, 30 de octubre de 2012

Incertidumbre en la planificación y la gestión del bien y del recurso.

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¿De qué vamos a hablar? Introducción ¿Por qué es un tema controvertido, tan suscitado? Algunas definiciones, para entendernos... Y algunas preguntas... Contexto global: pasado, presente, ¿futuro?

1 La incertidumbre 2 Hacia una gestión integrada

Conclusiones para el debate...

¿Por qué es un tema controvertido? El agua es necesaria (i) para la vida (ii) para el desarrollo socioeconómico (iii) para la sostenibilidad ambiental El agua no está uniformemente distribuida ni en el espacio ni en el tiempo Sin embargo, es el elemento más abundante: EL PLANETA AZUL La circulación del agua en el planeta determina las condiciones ambientales, la morfología de los sistemas y las formas de vida. circulación atmosférica circulación continental circulación oceánica ...y ciclos biogeoquímicos asociados NO ES UN SISTEMA LINEAL Gobiernos y competencias, distintas administraciones, distintos territorios, usos del suelo y usos del agua en distintos departamentos. La incertidumbre en su pronóstico (¿CUÁNDO, DÓNDE, CÓMO, CUÁNTA?) es elevada a diferentes escalas

Introducción

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El agua, un ¿recurso? finito

4

Su presencia en la Tierra


¿Cuánta y cómo?

1386 millones de km3

Océanos (97.5%)

Agua dulce (2.5%), 35 millones de km3

Ríos, aprox. 13000 km3

Población

Hoy (2011), 7000 millones <2 km3

Hace 200 años, 1000 millones 13 km3

Hace 2000 años, 200 millones 65 km3

Hace 10000 años, 5-10 millones >1300 km3

Algunas definiciones, para entendernos...

Recurso Medio de cualquier clase que, en caso de necesidad, sirve para conseguir lo que se pretende.

Bien En la teoría de los valores, la realidad que posee un valor positivo y por ello es estimable Patrimonio, hacienda, caudal

Amenaza Acción de amenazar (dar indicios de estar inminente algo malo o desagradable)

Riesgo En sentido técnico, probabilidad de que ocurra algo multiplicada por el coste de sus consecuencias

Cuenca Unidad del territorio definida: toda gota de agua que caiga sobre uno de sus puntos, escurre por su superficie siguiendo la pendiente natural del terreno y la abandona por un mismo punto final. Cuenca hidrográfica

Cuenca que vierte sus aguas directamente al mar.

Aguas arriba, aguas abajo En sentido contrario o no al sentido natural del movimiento del agua (gravitatorio)

Gestión integral Criterios y objetivos de gestión que incluyen cantidad y calidad del agua

Gestión integrada Gestión conjunta del territorio y el agua (usos del suelo y usos del agua)

Introducción

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Algunas cuestiones Incertidumbre ¿Es lo mismo que variabilidad? Escasez ¿Es lo mismo que sequía? Sostenibilidad ¿Es posible un desarrollo ambiental y socioeconómico simultáneo y compatible? Probabilidad ¿Es lo mismo que incertidumbre? Riesgo ¿Es lo mismo que probabilidad? Responsabilidad ¿Deben compartirse la responsabilidad técnico-científica, y la de gestión y política? Información Una sociedad formada, ¿es una sociedad informada?

Introducción

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El contexto global actual para una gestión integrada Según el grado de evolución de la sociedad De menos a más....

Introducción

7


GIC=Gestión integrada de cuencas (IWRM, Integrated Water Resource Management

(I)

Investigación

y

conocimiento

(S)

Expectativas de

la sociedad

(P)

Política,

gestión y

planificación

GIC

Supervivencia

Bienestar económico

Bienestar social

Bienestar ambiental

Cantidad y calidad

Cantidad, unidad de

cuenca, región

Cantidad, bien común

Cantidad, privada

Enfoque multidisciplinar

Hidrología (estadística)

Hidráulica (física)

Razonamiento

Observación

Sobrenatural

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1 La incertidumbre

(I) Fuentes de incertidumbre en la planificación del agua

Cuencas mediterráneas, zonas áridas y semiáridas: mayor variabilidad, mayor incertidumbre

1 La incertidumbre

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•Relieve y morfología muy variados

Cotas, pendientes, orientaciones...

•Amplio intervalo de condiciones climáticas

Sequía coyuntural/estructural

Episodios torrenciales

•Existencia de singularidades

Los embalses, acuíferos, deltas

•Vegetación agrícola y natural

Agricultura de regadío e intensiva

•Desarrollo urbanístico-turístico localizado y concentrado

En el espacio y en el tiempo: litoral y periodo estival

Concurrencia de numerosos

gradientes

espaciales y temporales

Fuentes de incertidumbre en la planificación del agua

Capacidad de cálculo de la respuesta hidrológica al horizonte temporal de la planificación Bondad del cálculo....

1 La incertidumbre

10


11

Variabilidad espacial

- Topografía

accidentada

- Antiplanicies

Fuentes de incertidumbre en la planificación del agua (i): La ocurrencia de precipitación Controlando el resto de fuentes, la ocurrencia de lluvia supone más del 90% de la variabilidad en la respuesta hidrológica de una cuenca junto con la incertidumbre en su pronóstico

1 La incertidumbre

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Fuentes de incertidumbre en la planificación del agua (i): La ocurrencia de precipitación Controlando el resto de fuentes, la ocurrencia de lluvia supone más del 90% de la variabilidad en la respuesta hidrológica de una cuenca junto con la incertidumbre en su pronóstico

1 La incertidumbre

Años húmedos

Variabilidad temporal

Años secos

0

200

400

600

800

1000

1200

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

año hidrológico

Pre

cip

itac

ión

an

ual e

n la

cu

enc

a

Cuenca río Guadalfeo

(Granada)

Cuenca río

Guadalquivir

13

Consecuencias: Sequías…

e inundaciones

Río Guadalquivir a su

paso por Córdoba

(Puente Romano)

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Fuentes de incertidumbre en la planificación del agua (ii): Modelos de cálculo y la cascada de incertidumbre La selección de un modelo hidrológico dado condiciona la incertidumbre final asociada al cálculo de la respuesta hidrológica

1 La incertidumbre

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Fuentes de incertidumbre en la planificación del agua (iii): Escalas, datos y modelos Escalas de representación de la cuenca

1 La incertidumbre

Precipitación

Precipitación nieve

Demanda atmosférica

(I) Fuentes de incertidumbre en la gestión del agua

Cuantificando la incertidumbre de nuestros cálculos, de nuestros pronósticos... Umbral, Y Periodo de retorno, TY periodo medio en años que transcurre entre dos sucesos que alcanzan o exceden Y (periodo de retorno asociado a dicho valor Y) Probabilidad de excedencia, py

la probabilidad de que un año cualquiera una inundación alcance o exceda Y py=1/TY qy, probabilidad de que un año cualquiera una inundación no alcance Y (qY=1-pY) ¿Es suficiente un descriptor medio para gestionar? NO

1 La incertidumbre

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(I) Fuentes de incertidumbre en la gestión del agua

Cuantificando la probabilidad de ocurrencia en el horizonte de planificación V

1 La incertidumbre

17


V (años): 100 75 50 25 10 5 2 1

p

0,002 0,1814332 0,13942129 0,09525318 0,0488182 0,01982096 0,00996008 0,003996 0,002

0,005 0,39422956 0,31335691 0,22168744 0,11777976 0,04888987 0,02475125 0,009975 0,005

0,01 0,63396766 0,52941336 0,39499393 0,22217864 0,09561792 0,04900995 0,0199 0,01

0,02 0,86738044 0,78023644 0,63583032 0,39653527 0,18292719 0,0960792 0,0396 0,02

0,05 0,99407947 0,97865627 0,92305502 0,72261043 0,40126306 0,22621906 0,0975 0,05

0,1 0,99997344 0,99963001 0,99484622 0,9282102 0,65132156 0,40951 0,19 0,1

0,2 1 0,99999995 0,99998573 0,99622211 0,89262582 0,67232 0,36 0,2

0,5 1 1 1 0,99999997 0,99902344 0,96875 0,75 0,5

El umbral Y del suceso decrece con p (es

decir, crece con T, p=1/T)

Y

Available multivariate data series of “events” and “non- events” = V years

Probability distribution functions of the input variables

This single sample is replicated N times by resampling using a Weather Generator oriented

to Mediterranean conditions validated at the study site (Nieto et al., 2006)

N samples of V years of

meteorological

sequences

Empirical/analytical

pdfs of the input

variables

Weather Generator

(Monte Carlo simulation

of multivariate variables)

Validation of pdfs

and

extreme variables in V

years pdfs

(I) Fuentes de incertidumbre en la gestión del agua (II) Cuantificando la probabilidad de ocurrencia en el horizonte de planificación V:

1 La incertidumbre

Soil use distribution, water demands, system operation

GIS definition of the environment, and parameter values in the governing equations

Resampling: 1 event, v events, season, year, V years… by the Weather Generator

Watershed distributed physical/ global models

(WiMMed software, 2010)

N groups of results for the A state variables previously selected

Results: N groups made up by1 event, or v

events, or 1 season, or 1 year, or V years

Probability distribution functions for each A variable and theirjoint combination (marginal, conditional, joint… distributions)

(I) Fuentes de incertidumbre en la gestión del agua (II) Cuantificando la probabilidad de ocurrencia en el horizonte de planificación V

1 La incertidumbre

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2 La gestión integrada

2 Hacia una gestión integrada

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Recurso finito

Cantidad y calidad : gestión integral

Directiva Marco del Agua (2000)

“...el objetivo de la planificación hidrológica

es garantizar el buen estado ecológico de las

aguas...”


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Usos del suelo y demandas de agua: gestión integrada



Acciones aguas arriba condicionan las acciones aguas abajo: regeneración de playas

La cuenca del río Guadalfeo

Regeneración de playa por temporales y la falta de llegada de sedimento

Erosión en zonas degradada y agrícolas Atrape de sedimentos

en diques y embalses


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¿Qué definimos como RIESGO?

Riesgo = Probabilidad de fallo x Costes asociados

•Probabilidad de fallo:

Un buen número de realizaciones del experimento

Simulaciones

•Costes asociados :

Un buen sistema de valoración de costes (Directiva Marco) Criterios y “cuantías”

Definición del MODO DE FALLO en una escala temporal:

inundación

condiciones limitantes

condiciones no recuperables

desastre caudal insuficiente abastecimiento insuficiente recurso con mala calidad rotura de presa


Risk analysis and decision making

Risk = Probability of “failure” x Associated cost

Total cost = partial costs =

=damage and repair + opportunity costs + environmental costs

(European Water FrameWork Directive)

Failure= Situation where our goals are not achieved

Decision making based on minimizing risk


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Escala local: sociedad y demandas sociales

Supervivencia vital

Supervivencia económica

Supervivencia ambiental

Conflictos locales : •Geográficos: aguas arriba hasta la desembocadura

•Calidad empeorando hacia aguas abajo

•Problemas locales hacia aguas abajo

Evolución de las

demandas sociales

en el tiempo


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Conflictos locales :

•Ciclos húmedos y secos, qué poca memoria.....

............invasión de las riberas

de los ríos y del mar en los periodos

secos

INUNDADAS CUANDO VUELVE

LA LLUVIA O EL TEMPORAL...



0

200

400

600

800

1000

1200

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

año hidrológico

Pre

cip

itac

ión

an

ual e

n la

cu

enc

a

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Conflictos a escala mundial

•Cuencas intracomunitarias, transfronterizas.... Retos legales para la gestión

•Emisiones atmosféricas industriales y otras

•Contaminación de los océanos

•Accidentes nucleares y conflictos bélicos

•Grandes catástrofes, su gestión

•Las crisis socioeconómicas, ¿cuáles son entonces las prioridades? ¿cómo se arbitran?

•Un mundo global, una economía global:

los grandes emporios económicos y las tendencias ¿justificadas en el conocimiento ?

¿en los intereses económicos?



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Actores en el desarrollo de una gestión del agua en el s.XXI

GIC=Gestión integrada de cuencas

(I)

Investigación y

conocimiento

(S)

Expectativas de la

sociedad

(P)

Política, gestión y

planificación

GIC


Escala local: sociedad y demandas

Según el grado de intersección entre los actores

30

GIC=Gestión integrada de cuencas

(I)

Investigación y

conocimiento

(S)

Expectativas de

la sociedad

(P)

Política,

gestión y

planificación

GIC



(I)

Investigación y

conocimiento

(S)

Expectativas de

la sociedad

(P)

Política,

gestión y

planificación

GIC

(I)

Investigación y

conocimiento

(S)

Expectativas de

la sociedad

(P)

Política,

gestión y

planificación

Sociedad formada y sociedad informada

Córdoba (Spain) December 2010

Córdoba (Spain) December 2010

34


Conclusiones y reflexiones

35

El futuro, ¿hacia dónde nos lleva? ¿Hacia dónde vamos?

Estamos en una época histórica de incremento de temperaturas y

torrencialidad, y subida del nivel del mar

A diferencia de otras épocas históricas similares, contamos con herramientas

de pronóstico y modelado desde el conocimiento científico y técnico como

nunca antes se ha dispuesto

¿Seguimos gestionando agua, usos del suelo y recursos de forma

independiente y sin tener en cuenta los pronósticos

… o pronosticamos desde ya las posibles consecuencias, su incertidumbre,

desde el rigor y el análisis de riesgos asociado, modificando los usos

existentes en su caso y fomentando desarrollos ambientales y

socioeconómicos en cada zona simultáneos y compatibles?

En definitiva, ¿prevenimos o indemnizamos? La opción es clara.


Conclusiones y preguntas finales

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Una reflexión final…

Conocimiento-Escenarios posibles, su probabilidad de ocurrencia asociada,

sus consecuencias y sus costes, el riesgo asociado

Gestión-Identificación y selección de usos sostenibles, clasificación de las

demandas de suelo y agua, análisis de riesgos, ordenación, toma de

decisiones en el ámbito de la gestión

Política-Modelos económicos-sociales-ambientales, desarrollo legislativo,

toma de decisiones en el ámbito de la política

PROTOCOLOS DE TRANSFERENCIA DE INFORMACIÓN Y TOMA

DE DECISIÓN CON RESPONSABILIDAD ASOCIADA

Conclusión

¿Deben producirse casos como la sentencia en 2012 de los

científicos del comité del terremoto de L’Aquila en 2009?

American Geophysical Union Statement Regarding the Conviction of Italian Seismologists (AGU

issued this statement following the 22 October conviction of six Italian scientists and one

government official related to the 2009 L’Aquila earthquake), EOS de 30 de octubre de 2012

Gracias por vuestra atención

Agradecimientos

A las Reales Academias de Ingeniería y de Ciencias Exactas, Físicas y

Naturales por la invitación a participar en estas Jornadas, en particular a los

organizadores.

A mis compañeros del Grupo de Dinámica Fluvial e Hidrología por su trabajo.

Al Instituto Interuniversitario de Investigación sobre el Sistema Tierra en

Andalucía por el soporte a las líneas de trabajo en marcha.

Incertidumbre en la planificación y la gestión del bien y del

recurso.

Jornadas Reflexiones sobre el agua Madrid, 30 de octubre de 2012

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