Resum

L'aigua com a recurs finit i indispensable per a la supervivència de la humanitat i el desenrotllament de les civilitzacions, ha sigut, és i serà objecte de múltiples estudis. La variabilitat espacial i temporal, així com l'increment constant de la seua demanda ha provocat l'interés d'especialistes en enginyeria de recursos hídrics i branques afins que col·laboren de forma conjunta per a millorar l'aprofitament d'este bé a nivell global.

Un instrument fonamental per a la gestió integral del recurs hídric és la planificació hidrològica, on les regles d'operació o explotació de sistemes són algunes de les estratègies de què se servix el planificador per a millorar l'aprofitament dels recursos hídrics. L'objectiu d'estes regles és obtindre un millor aprofitament dels recursos d'una conca o sistema de conques, tractant de mitigar els efectes adversos de les sequeres hidrològiques i de les crescudes que inevitablement es presenten en tals sistemes, a causa del seu naturalesa variable a través del temps i de l'espai. 

En esta tesi es presenta una metodologia per a obtindre i avaluar polítiques d'operació en sistemes de recursos hídrics. Estes polítiques d'operació van dirigides a la presa de decisions a l'inici de cada campanya agrícola sobre el volum de demanda que es va a garantir durant la mateixa.

Per a això el treball fa èmfasi en l'anàlisi de situacions amb poca disponibilitat hídrica, buscant modes de gestió que aconseguisquen minimitzar el dèficit anual, al mateix temps que este dèficit s'establix a priori, en l'inici de la campanya, es pot repartir al llarg del cicle agrícola. Açò permet planificar un patró de cultius en eixa campanya adequat a la disponibilitat hídrica. D'esta manera s'eviten situacions de dèficit imprevistos, durant el cicle agrícola, que conduirien a pèrdues econòmiques importants.

Les polítiques d'operació així dissenyades permeten als usuaris tindre una molt alta garantia que el servici durant la pròxima campanya està assegurat i que la probabilitat que es presente un dèficit durant la campanya siga mínima. 

Per a l'obtenció de les polítiques d'operació és necessari utilitzar diverses ferramentes de forma integrada, com són: els models de generació de sèries sintètiques (Model MASHWIN, [UPV, 2002], SERENA [Ochoa J.C, 2002] model de Svanidze modificat [Arganis J.M., 2004]), tècniques d'anàlisi i caracterització de sequeres (teoria de ratxes, [Guerrero-Salazar i Yevjevich, 1975]), models d'optimització (OptiGes, [Andreu, J. 1992]) i simulació de la gestió de sistemes de recursos hídrics (SimGes, [Andreu, J. t'al, 1996]) o ferramentes semblants.
La integració d'estos models dins del procés de generació de polítiques d'operació, dóna lloc a regles de gestió pràctiques i fàcils d'assimilar pels distints grups d'usuaris que intervenen en el sistema de recursos hídrics, ja que a través d'indicadors com el volum emmagatzemat o volum emmagatzemat més una aportació, permeten establir la necessitat una restricció. 

El mètode de generació de polítiques d'operació que es proposa consta de quatre processos principals que són: la determinació dels nivells de restricció òptims per a un sistema, la definició de la regla d'operació en funció d'un indicador que active la restricció, l'ajust dels paràmetres que definixen la regla d'operació per mitjà de la simulació del sistema i l'avaluació de les regles de gestió obtingudes. Cal destacar que durant el procés de la formulació de la política es fa intervindre distintes sèries d'aportacions com són la històrica, períodes de sequeres històrics i sèries de cabals generades i de sequeres seleccionades d'estes últimes. 

El cas d'aplicació que es va seleccionar és el sistema “San-Lorenzo-Culiacán-Humaya-Mocorito”, localitzat en el nord-oest de Mèxic. Està format de quatre embassaments i tres aqüífers que servixen per a abastir la demanda de tres districtes de reg, que en conjunt comprenen una àrea de 325,850 hi ha, amb un volum total concesionat de 3,185.28 hm³, del qual 2945.10 hm³ provenen de les aigües superficials (CNA-IMTA, 2000) i correspon al 92.45 per cent, xifra que remarca la importància de fer un ús eficient de les aigües superficials del sistema. A més de la demanda agrícola s'abastix la demanda urbana i industrial de les ciutats de Culiacán i Guamúchil i de poblacions de la conca del riu Sant Llorenç, respectant els volums màxims i mínims d'operació de les hidroelèctriques de la regió.

A l'aplicar la metodologia que es proposa s'obtenen tres tipus de regles d'operació: 1) funció del volum emmagatzemat a l'inici de l'any agrícola, 2) funció del volum a l'inici del cicle i revisió als 6 mesos, ja que en un any es tenen 2 cicles; tardor – hivern i primavera-estiu i 3) funció del volum emmagatzemat més una aportació antecedent que ens dóna informació de la possible presència d'una sequera. Si se simula el sistema davant de diversos escenaris s'observa entre altres coses que: 1) les restriccions només s'apliquen en èpoques de sequera, 2) davant de les mateixes condicions de disponibilitat (volum emmagatzemat i sèries d'aportacions) per a distintes formes d'operar es disminuïxen els dèficit mensuals imprevistos i 3) si les sequeres es presenten a mitat o al final de període d'anàlisi són més fàcils de gestionar que si es presenten a l'inici.