Sistema de ayuda a la decisión para la gestión de la cuenca del Júcar y el sistema acuífero Mancha Oriental mediante redes bayesianas y teoría de juegos

Abstract

[EN] Abstract: The difficulties of managing water resources are growing day by day, especially at basin-scale, due to the shortage of it. It is a fact that water is essential for the development of any human activity, and the demands are increasing as a result of both the increase in population and living standards of it. Managing a basin like the Júcar, always brings difficulties of various kinds: technical, economical, social, political, etc. Excessive use of both groundwater and surface water in recent decades has caused unsustainable situations in some parts of the basin (such as the Mancha Oriental aquifer), and loss of water quality due to heavy pollution. This work is aim to facilitate the basin-scale management of the Jucar river by performing a model of Bayesian Networks and the study of the particular case of the Júcar - Vinalopó transfer by the technique of Game Theory. Different scenarios will be generated to study the system´s behaviour and see how it affects each performance to different variables. To generate the model has employed the use of Bayesian Networks, which are mathematical models based on probabilistic that have shown that efficiency to solve problems in different fields of activity, including environmental issues. Moreover, game theory is basically the mathematical study of competition and cooperation, and illustrates how strategic interactions between players give different results depending on the individual and collective desirabilities. Some of the most significant results that we have been obtained are the importance acquired by some management policies that are being carried out at the Mancha Oriental aquifer, especially the supply sources replacement (wells substitution) that represents a significant volume of water saved, and it has been shown that the application of OPADs also produces a positive effect both in the Mancha Oriental irrigation area and the Ribera farmers area.

[ES] Cada día crecen las dificultades a la hora de gestionar el agua, sobre todo a escala de cuenca, debido a la escasez de la misma. Es una realidad que el agua es esencial para el desarrollo de cualquier actividad humana, y las demandas van en aumento como consecuencia tanto del incremento de población como del nivel de vida de la misma y las acividades económicas asociadas. La gestión de una cuenca como la del Júcar, siempre acarrea dificultades de diversas índoles: técnicas, económicas, sociales, políticas, etc. El excesivo uso de aguas tanto subterráneas como superficiales en las últimas décadas, ha provocado situaciones insostenibles en algunos puntos de la cuenca (como la Mancha Oriental), así como la pérdida de calidad del agua debido a la gran contaminación. En este trabajo, se pretende facilitar la gestión a escala de cuenca del Júcar, mediante la realización de un modelo de redes bayesianas, y el estudio del caso concreto del trasvase Júcar – Vinalopó mediante la técnica de la Teoría de Juegos. Se han generado diferentes escenarios para estudiar el comportamiento del sistema y ver cómo afecta cada actuación a las diferentes variables. Para generar el modelo se han empleado Redes Bayesianas, que son modelos matemáticos basados en la probabilística que han demostrado su eficiencia para resolver problemas en diferentes campos de actuación, entre ellos problemas medioambientales. Así mismo, la Teoría de Juegos es esencialmente el estudio matemático de la competencia y la cooperación, e ilustra cómo las interacciones estratégicas entre los jugadores dan lugar a diferentes resultados en función de las deseabilidades individuales y colectivas. Algunos de los resultados más significativos que se han obtenido son la importancia que adquieren las políticas de gestión que se están llevando a cabo en el sistema acuífero de la Mancha Oriental, sobre todo con la sustitución de las fuentes de suministros (sustitución de pozos) que supone un importante volumen de agua ahorrada, y se ha demostrado que la aplicación de OPADs también produce un efecto positivo tanto en la zona de riegos de la Mancha Oriental como de los regantes de la Ribera.