Desarrollo de un modelo de Dinámica de Sistemas (SD) para el sistema de recursos hídricos regulado del río Zambeze

Abstract

[ES] En este trabajo de investigación, se presenta un caso de estudio modelación de sistemas de gestión de recursos hídricos utilizando dinámica de sistemas. El objetivo principal es desarrollar un modelo de dinámica de sistemas que simule las interacciones entre el suministro de agua, la demanda de riego, la producción de energía y la conservación ecológica, y evaluar su rendimiento mediante diferentes estrategias de gestión en un escenario de condiciones climáticas cambiantes. El modelo incorpora reglas de operación simples para aumentar su funcionalidad y ser relevante para las diversas partes interesadas en la gestión de estos sistemas. Se utilizaron varios indicadores de rendimiento para evaluar la efectividad de diferentes objetivos de gestión, como los déficits en la producción de energía, el suministro de agua para riego y la conservación ecológica. Este estudio destaca la flexibilidad y la capacidad de la metodología de dinámica de sistemas para representar sistemas complejos de gestión de recursos hídricos. A pesar de utilizar reglas de operación simples, el sistema logra un rendimiento comparable a sistemas que emplean funciones más complejas. Además, se analizó el impacto de diferentes escenarios de cambio climático en el sistema. Los resultados muestran una disminución significativa en la disponibilidad de agua, lo que genera un deterioro sustancial en los indicadores de rendimiento. El estudio resalta la vulnerabilidad de estos sistemas ante la disminución de los recursos hídricos y sugiere la necesidad de una planificación adaptativa para enfrentar estos desafíos, como aumentar la capacidad de almacenamiento o mejorar la eficiencia en la producción agrícola. En conclusión, el modelo de dinámica de sistemas demostró su flexibilidad al simular diferentes escenarios y objetivos de gestión para sistemas de recursos hídricos. A pesar de sus limitaciones, el modelo ofrece una perspectiva sobre los posibles impactos del cambio climático y destaca la importancia de incorporar posibles proyecciones en la demanda para una representación más integral del sistema. Esta investigación respalda el uso de modelos de dinámica de sistemas como una alternativa para la modelación y gestión de sistemas de recursos hídricos, ofreciendo oportunidades de modelación participativa si es necesario.

[EN] This research paper presents a case study on the application of system dynamics modeling to water resource management systems. The study aims to develop a system dynamics model to simulate the interactions between water supply, irrigation demand, energy production, and environmental conservation, and evaluate the performance of different management strategies in the face of changing climatic conditions. The model incorporated simple operational rules to enhance its usability for stakeholders involved in real-world system management. Various performance indicators were used to assess the effectiveness of different management objectives, including deficits for energy production, irrigation supply, and environmental conservation. The study highlights the flexibility and competence of system dynamics methodology in representing complex water resource management systems. Despite the use of simple operational rules, the model performed comparably to models employing more complex functions. Furthermore, the study examined the projected impacts of climate change on the water resource system. The results showed a significant decrease in water availability, leading to a substantial deterioration in the analyzed performance indicators. The study emphasizes the vulnerability of such systems to reduced resource inputs and suggests the need for adaptive planning to address these challenges, such as increasing storage capacity or improving agricultural efficiency. In conclusion, the system dynamics model demonstrated its flexibility in simulating different scenarios and management objectives for water resource systems. Despite its limitations, the model provided insights into the potential impacts of climate change and highlighted the importance of considering future demand proyections for a more complete representation of the system. The research findings support the utilization of system dynamics modeling as an alternative approach for modeling and managing water resource systems, offering opportunities for participatory decision-making if required.