Assessment of water exploitation indexes based on water accounting

Abstract

[EN] New European policies established in the Blueprint (EC, 2012) propose the use of water accounting for the allocation and reservation of water resources. This course correction contrasts with the calculation of water balances that has been used since the last century in Spain for this purpose. According to the European Commission (EC, 2015) the difference between the two approaches is the inclusion of the economic component. This argument is indisputable, but it would also add that both "asset accounts" and the physical supply and use tables require a type of information that had not been considered until now. In view of this new challenge, the use of hydrological and water resources management models is essential. This thesis aims to implement a methodology for the transition between water balances and water accounting considering the special characteristics of the Mediterranean basin (with a high degree of regulation and the use of unconventional resources). In the same line, it raises the need for the definition of an indicator to assess the performance of a water resources system taking into consideration the origin of the water resources as a measure of the degree of stress suffered by the systems. This thesis is presented by publications and seeks to address the methodologies and indicators used to date in the planning and management of water resources. First, the state of the art is analyzed in the first publication of the thesis, as detailed in Annex 1. The second publication, analyzes the key elements for formulating water balances that will determine, to a large extent, results obtained, as detailed in Annex 2. The third publication, in Annex 3, tries to explain how in those basins where the use of water resources is close, or even higher, to their availability, the use of balances based solely on variables such as rainfall and temperature are not sufficient. And due to the high regulation of water resources they should also include the results of water management models. This approach contrasts with the proposals made by the countries of northern Europe focused mainly on hydrological models. In order to address the water accounting approach a pilot case located in the Andalusian Mediterranean basins was analysed. This work is presented in the fourth publication, reproduced in Annex 4. This initial analysis has served to highlight the need to develop a complementary software that allows unify the results of hydrological and water management models for calculating water accounts. The development of this software, which has been called AQUACCOUNTS, and its application to a general case with all the detail required in water resources planning has been published in the fifth article presented in Annex 5, taking the Júcar River Basin as a case study. From these results, a classification of water exploitation systems was carried out according to their degree of stress. These results were compared with the ones in Annex 2 which proposes the use of the indicator of exploitable water resources and which has been obtained with the traditional water balances approach. Finally, Annex 6 includes the last publication of this thesis focused on the effects of climate change in the Po River Basin (Italy) by using water accounting. This work has served to identify those key elements within the simulation models and opens the door to improve them within the approach proposed by the SEEA-W. This thesis aims to collaborate with those responsible for European policies in water resource planning for the application of those methodologies and tools appropriate to each territory.

[ES] Las nuevas políticas europeas establecidas en el Blueprint (EC, 2012) proponen el uso de la contabilidad del agua para la asignación y reserva de los recursos. Esta corrección del rumbo (cambio de paradigma) contrasta con el cálculo de balances que se ha venido utilizando desde el siglo pasado en España para dicho fin. Según la Comisión Europea (EC, 2015) la diferencia entre ambos planteamientos se halla en la inclusión de la componente económica. Este argumento es indiscutible, pero habría que añadir además que tanto las "asset accounts" como las tablas físicas de uso y suministro requieren un tipo de información que hasta ahora no se había considerado. A la vista de este nuevo reto, el uso de los modelos hidrológicos y de gestión de los recursos hídricos se hace imprescindible. Con esta tesis se pretende llevar a cabo una metodología que permita la transición entre los balances hídricos y las cuentas del agua teniendo en cuenta las especiales características de las cuencas mediterráneas (con un elevado grado de regulación y el uso de recursos no convencionales). En esta misma línea se plantea la definición de un indicador que trate de discutir el comportamiento conjunto de un sistema de recursos hídricos y que tenga en consideración el origen de los recursos empleados como medida del grado de estrés de los sistemas. Esta tesis se presenta por compendio de publicaciones y trata de abordar las metodologías e indicadores utilizados hasta la fecha en la planificación y gestión de los recursos hídricos. En primer lugar se analiza el estado del arte que constituye la primera publicación de la tesis, tal y como se detalla en el Anexo 1. La segunda publicación, analiza los elementos clave para la formulación de balances que determinarán, en gran medida, los resultados obtenidos, tal y como se detalla en el Anexo 2. La tercera publicación, en el Anexo 3, trata de explicar cómo en las cuencas donde el aprovechamiento de los recursos es cercano o incluso superior a su disponibilidad, el uso de los balances basados únicamente en variables como la precipitación y la temperatura no son suficientes, sino que debido a la alta regulación de los recursos debe recurrirse además a los modelos de gestión. Este planteamiento contrasta con las propuestas planteadas por los países del norte de Europa centrados principalmente en los modelos hidrológicos. Para abordar el tema se ha partido de un caso piloto localizado en las cuencas mediterráneas andaluzas. Este trabajo se presenta en la cuarta publicación, que se reproduce en el Anexo 4. A partir de este análisis inicial, se vio la necesidad de desarrollar un software complementario que permitiese unificar tanto la información de partida como los resultados de los modelos hidrológicos y de gestión para el cálculo de la contabilidad del agua. El desarrollo de este software, que ha sido denominado AQUACCOUNTS, y su aplicación a un caso general con todo el detalle requerido en planificación se ha publicado en el quinto artículo que se presenta en el Anexo 5, siendo la Demarcación Hidrográfica del Júcar el caso de estudio. A partir de los resultados obtenidos se ha llevado a cabo una clasificación de los sistemas de explotación según su grado de desarrollo comparándose con los resultados obtenidos en el Anexo 2 que propone el uso del indicador de recursos explotables y que se ha obtenido con las metodologías tradicionales de balances. Por último, el Anexo 6 recoge la última publicación de esta tesis en la que se analizan los efectos del cambio climático en la cuenca del río Po (Italia) mediante el uso de la contabilidad del agua. Este trabajo ha servido para identificar aquellos elementos clave dentro de los modelos de simulación y abre las puertas a una mejora de los mismos dentro del enfoque planteado por el SEEA-W. Esta tesis pretende colaborar con los responsables de las políticas europeas en materia de planificación para la apl

[CA] Les noves polítiques europees establides en el Blueprint (EC, 2012) proposen l'ús de la comptabilitat de l'aigua per a l'assignació i reserva dels recursos hídrics. Esta correcció del rumb (o canvi de paradigma) contrasta amb el càlcul de balanços que s'ha utilitzat des del segle passat a Espanya per a aquesta finalitat. Segons la Comissió Europea (EC, 2015) la diferència entre ambdós plantejaments es troba en la inclusió de la component econòmica. Este argument és indiscutible, però caldria afegir a més que tant les "asset accounts" com les taules físiques d'ús i subministrament requerixen un tipus d'informació que fins ara no s'havia considerat. A la vista d'este nou repte, l'ús dels models hidrològics i de gestió dels recursos hídrics es fa imprescindible. Amb esta tesi es pretén dur a terme una metodologia que permeta la transició entre els balanços hídrics i els comptes de l'aigua tenint en compte les especials característiques de les conques mediterrànies (amb un elevat grau de regulació i l'ús de recursos no convencionals). En esta mateixa línia es planteja la definició d'un indicador que tracte de discutir el comportament conjunt d'un sistema de recursos hídrics i que tinga en consideració l'origen dels recursos empleats com a mesura del grau d'estrés dels sistemes. Esta tesi es presenta per compendi de publicacions i tracta d'abordar les metodologies i indicadors utilitzats fins a la data en la planificació i gestió dels recursos hídrics. En primer lloc s'analitza l'estat de l'art que constituïx la primera publicació de la tesi, tal com es detalla en l'Annex 1. La segona publicació, analitza els elements clau per a la formulació de balanços que determinaran, en gran manera, els resultats obtinguts, tal com es detalla en l'Annex 2. La tercera publicació, en l'Annex 3, tracta d'explicar com en les conques on l'aprofitament dels recursos és pròxim o inclús superior a la seua disponibilitat, l'ús dels balanços basats únicament en variables com la precipitació i la temperatura no són suficients, sinó que a causa de l'alta regulació dels recursos ha de recórrer-se a més als models de gestió. Este plantejament contrasta amb les propostes plantejades pels països del nord d'Europa centrats principalment en el models hidrològics. Per a abordar el tema s'ha partit d'un cas pilot localitzat en les conques mediterrànies andaluses. Este treball es presenta en la quarta publicació, que es reproduïx en l'Annex 4. A partir d'aquest anàlisi inicial, es va veure la necessitat de desenrotllar una ferramenta complementaria que permetera unificar tant la informació de partida com els resultats dels models hidrològics i de gestió per al càlcul de la comptabilitat de l'aigua. El desenrotllament d'esta ferramenta, que ha sigut denominat AQUACCOUNTS, i la seua aplicació a un cas general amb tot el detall requerit en planificació s'ha publicat en el quint article que es presenta en l'Annex 5, sent la Demarcació Hidrogràfica del Xúquer el cas d'estudi. A partir dels resultats obtinguts s'ha dut a terme una classificació dels sistemes d'explotació segons el seu grau de desenrotllament comparant-se amb els resultats obtinguts en l'Annex 2 que proposa l'ús de l'indicador de recursos explotables i que s'ha obtingut amb les metodologies tradicionals de balanços. Finalment, l'Annex 6 arreplega l'última publicació d'esta tesi en què s'analitzen els efectes del canvi climàtic en la conca del riu Po (Itàlia) per mitjà de l'ús de la comptabilitat de l'aigua. Este treball ha servit per a identificar aquells elements clau dins dels models de simulació i obri les portes a una millora dels mateixos dins de l'enfocament plantejat pel SEEA-W. Esta tesi pretén col·laborar amb els responsables de les polítiques europees en matèria de planificació per a l'aplicació d'aquelles metodologies i ferramentes més adequades a cada territori.