Las cuentas del agua en cantidad y calidad

1. SEMINARI Costos i comptes de l'aigua a Catalunya en relació amb la Directiva marc de l'aigua (DMA) Barcelona, 18 i 19 de juny de 2007 Las cuentas del agua en cantidad y calidad José Mª Gascó Montes Universidad Politécnica de Madrid

2. Imagen subreal de los recursos de agua en Cataluña Ecuación de continuidad

3. Subsistemas del Sistema de Recurso SR y el SU Subsistemas del SR SR9. Atmósfera (interfase tierra-atmósfera) SR6 + SR5. Suelo más cubierta vegetal SR44. Ríos y acequias más o menos naturalizados SR43. Lagos y embalses más o menos naturalizados SR42. Nieve y glaciares SR41. Acuíferos (aguas subterráneas) Denominación internacional en las cuentas de patrimonio natural OECD. 1993. Natural resource accounts. ENV/EPOC/SE(93)3. Subsistemas del SU SUu. Utilización urbana SUi. Utilización industrial SUa. Utilización agraria SUh. Utilización hidroeléctrica SUf. Utilización en refrigeración SUb. Utilización ambiental SUo. Otros (e.g. paisajístico, recreativo, ecológico) La prioridad de usos se establece “por concesión” (e.g. urbano-ambiental-agrario)

4. Bucle extracción-retorno. Relación entre el SR y el SU SR SU Extracción Retorno Bucle extracción-retorno El bucle debe estar perfectamente definido de antemano y ser debidamente autorizado: · Concesión del volumen de extracción con la calidad exigida por el uso correspondiente · Autorización y exigencia de un volumen de retorno “vertido” con una calidad que no comprometa los usos posteriores, especialmente el ambiental Toda utilización consume algo de cantidad y calidad La evaporación degrada la calidad al concentrar las sales solubles. La “reserva de caudal” (argumento vigoroso en el cado del trasvase del Ebro) supone un consumo “in situ” porque el agua turbinada en invierno o la retenida en verano en un humedal no sirve para el regadío.

5. Territorio de referencia Las Cuencas Interiores de Cataluña (CIC) constituyen una demarcación hidrográfica (ACA: 16.438 km2 ~ CEDEX: 16.492 km2 ) • La cuenca hidrográfica es el territorio de referencia aconsejado para un Manejo Integrado de los Recursos de Agua • Integrated Water Resources Management (IWRM) En sentido estrictamente geomorfológico, las CIC pertenecen a la cuenca hidrográfica del Ebro

6. Balance de agua en el suelo La relación P/ETP en el conjunto de las CIC es 0,99, lo que define un balance anual casi equilibrado. Por encima de 288 hay exceso anual y por debajo déficit anual de precipitación. La estacionalidad climática aumenta ambos: el exceso invernal y el déficit estival

7. Índice de Thornthwaite. Estacionalidad La reserva acumulada en el suelo durante el invierno satisface sólo un 60% del déficit estival Excesoestacional = Σ (P-ETP) durante las estaciones con P > ETP Déficit estacional = Σ (ETP-P) durante las estaciones con ETP > P Necesidades = ETP media anual calculada según Thornthwaite Barcelona, con exceso 99 mm, déficit 353 mm y necesidades 848 mm, tiene un índice de Thornthwaite negativo -13, correspondiente al tipo de clima seco-subhúmedo (C1)

8. Ciclo hidrológico medio en las CIC Cataluña

9. Subsistemas contables y ciclo hidrológico

10. T1. Matriz de Transferencias Internas Define los flujos de agua entre los diferentes subsistemas

11. Recursos totales RT, primarios RP y secundarios RS RECURSOS PRIMARIOS (RP) Precipitación atmosférica sobre cada subsistema (P) Afluencias desde el exterior (A): espontáneas + inducidas RECURSOS SECUNDARIOS (RS) Transferencias internas de entrada (inputs) TII Retornos totales (Rt):No causados por el regadío (R) Causados por el regadío (Rr) RP = P + A RS = TII + R + Rr RT = RP + RS RECURSOS TOTALES RT = (P+A) + (TII + R + Rr) ED Entradas directas = (P+A) TII Transferencias internas de entrada (inputs) R Retornos desde el sistema de utilización = (R+Rr)

12. T2. Tabla de Recursos Totales RT El agua de riego es una extracción por el SU. Sólo el retorno del regadío se contabiliza en el SR

13. Recursos disponibles RD · El desarrollo aumenta los recursos secundarios RS y los totales RT · Las salidas espontáneas TIO desde el SR interesan a los cuerpos de agua pero minoran los recursos disponibles RD

14. T3. Extracciones primarias y usos finales (TEUF) Las TEUF incluyen todas las salidas desde el sistema de recurso 2430 hm3 año-1 son los recursos de agua, en su mayor parte salobre, que se vierten en el mar desde la superficie (2320) y los acuíferos (110)

15. Balance input-output La desacumulación neta de 50 hm3 año-1 es una internalidad que define el deterioro paulatino del SR, con repercusión en la cantidad y la calidad. Este deterioro del SR tiene una externalidad negativa en el sistema de utilización

16. Sobreexplotación de aguas subterráneas Intrusión marina a causa de la sobreexplotación de acuíferos

17. Stock inicial y final · La reserva inicial y final en cada subsistema del sistema de recurso no ha podido ser evaluada por el momento ya que se necesitan numerosas comprobaciones para evaluar el stock en cada etapa del ciclo hidrológico de las Cuencas Interiores de Cataluña · La desacumulación neta de 50 hm3 año-1 no se ha expresado, por tanto, respecto a la reserva total

18. Índice de desarrollo Por ejemplo, los recursos secundarios de nieve por transferencias internas o retornos son despreciables porque el uso de nieve artificial es insignificante por el momento

19. Índice de desarrollo del recurso IDR El índice de desarrollo del recurso IDR < 1 es mejor que el ID para evaluar el funcionamiento hidrológico de los subsistemas del sistema de recurso porque varía entre 0 y 1.

20. Valoración del índice de desarrollo del recurso IDR ·El índice de desarrollo de los recursos de agua en las Cuencas Interiores de Cataluña (IDR = 0,33) no alcanza el nivel de toda España (0,39). · Las retenciones en lagos y embalses (0,89) no alcanza el grado de desarrollo de toda España (0,92). · La influencia del regadío en el IDR del agua del suelo más la cubierta vegetal (0,01) es aproximadamente la mitad de la de toda España (0,02). A destacar que el desarrollo del recurso se realiza con inversión pública. El aumento de los recursos disponibles supone una externalidad positiva en el sistema de utilización

21. Cuestiones al Comité de NU sobre WA, IWRM y WFD CUESTIONES PARA EL COMITÉ DE NACIONES UNIDAS ¿Puede ser la contabilidad del agua (CA) una herramienta útil para aplicar la Directiva Marco del Agua (DMA)? ¿Qué se debe hacer para aplicar la CA en otros países y establecer su enlace con la DMA? ¿Qué tarea al respecto debe ser afrontada por el Comité de Naciones Unidas?

22. Información aportada por las cuentas del agua Los indicadores derivados de las cuentas del agua cubren muchos aspectos críticos del IWRM. United Nations Statistics Division. 2006. Integrated Environmental and Economic Accounting for Water Resources. · Disponibilidad de los recursos de agua · Uso humano del agua, presión sobre los recursos de agua y oportunidades para aumentar la eficiencia del agua · Oportunidades de aumento del suministro efectivo mediante el manejo de los flujos de retorno, reutilización y sistema de pérdidas · Política de costes y precios del agua: principios de pago por el usuario y pago por el contaminador · Conexión con el servicio de suministro de agua y al servicio sanitario de alcantarillado · Más allá del IWRM, indicadores de calidad · Otros índices sobre la calidad del agua, incluyendo el potencial de desagregación de la calidad respecto a la proporción de vertido · Patrones de calidad en función de sus causas Directiva Marco del Agua DMA de la Unión Europea (WFD) Directiva 2000/60/CE del parlamento Europeo y el Consejo de 23 de octubre de 2000 por la que se establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas.

23. La calidad del agua y la calidad del recurso IWRM y WFD plantean el problema de la calidad: · Calidad del agua como concepto plural en función de su composición y propiedades y los diferentes usos a que se destina · Calidad de los recursos de agua en el sistema híbrido SR-SU · En el primer caso se incluye la calidad ambiental porque el uso ambiental es prioritario tras el de consumo humano · En el segundo caso interesa la calidad de los recursos de agua en el sistema híbrido SR-SU

24. La calidad del recurso según la energía asociada Ecuación de continuidad Principio de conservación de la materia Balance de agua Ecuación de continuidad (régimen estacionario) Principio de conservación de energía Balance de agua h = potencial de presión o tensión (matricial) hidráulica + potencial gravitatorio (posición) + potencial osmótico (sales solubles) + potencial de sobrepresión (sobrecarga) + potencial neumático (aire aprisionado) + potencial hidrocinético Ambas ecuaciones son unidas por la ecuación de Buckingham-Darcy (1907)

25. Red de filtración El producto escalar es cero cuando los vectores tangentes a las líneas equipotenciales y a las líneas de corriente son perpendiculares Neq = número de campos equipotenciales entre dos líneas de corriente continuas Nc = número de campos de corriente entre dos líneas equipotenciales contiguas

26. La calidad hidráulica y osmótica del recurso Potencia hidráulica o gravitatoria Depende de la altura sobre el nivel del mar WH = ρW· g · h · q Potencia osmótica Depende del grado de dilución del agua frente a la concentración salina del agua del mar WO = Po · q = k · CE · q

27. Sistema de Recurso SR y Sistema de Utilización SU

28. Alternativas según la prioridad de usos

29. La calidad del recurso natural en Cataluña La pendiente del terreno y el encajamiento de la red fluvial provoca el aumento de sales solubles provenientes de los sedimentos seccionados. El agua adquiere el carácter salobre (sabor a sal) salvo en la cabecera de los ríos donde predomina la ombrogénesis (agua de lluvia) o si el material litológico que filtra el agua es continental no evaporítico La calidad natural osmótica del agua en Cataluña es por término medio mediocre a causa de la mayor influencia litogénica (roca) y topogénica (topografía) que ombrogénica (lluvia)

30. El ahorro de agua sin considerar el lavado de sales solubles aumenta la salinidad del suelo

31. La calidad del recurso natural en Cataluña La diferencia de cota desde los Pirineos hasta el mar y el número de subcuencas brindan muchas oportunidades de gestión del recurso en cuanto a calidad hidráulica combinada con la osmótica

32. El desarrollo del recurso debe aumentar su disponibilidad El desarrollo del recurso es el aumento de la disponibilidad del agua en cantidad y calidad La regulación del caudal es una manera de aumentar la disponibilidad de los recursos de agua en el año promedio y en las estaciones de cada año: · Regulación temporal Retención en embalses, represas y azudes · Regulación espacial Captación superficial con terrazas y diques, protección de cárcavas y barrancos, y conducción por canales, acequias y azarbes

33. Posibles embalses

34. El agua subterránea predominante es salobre no sódica

35. El riesgo de salinización alto se debe a la mediocre la calidad osmótica AEMA, 2001

36. El retorno como aporte La concesión exige una “relación de dilución”: · de la extración en el SU · del retorno en el SR · En caso de agua desalada, para evitar una modificación drástica de las relaciones iónicas, por ejemplo Ca2+/Na+,Ca2+/Mg2+, Cl-/HCO3-, Cl- /SO42- · En el caso general, para evitar la concentración excesiva o la presencia de substancias inconvenientes: - Consumidoras de oxígeno disuelto, como materias orgánicas y amonio, que aumentan la demanda bioquímica de oxígeno DBO5 - Contaminantes xenobióticos: orgánicos, como los pesticidas, y minerales, como los elementos trazas (e. g. metales pesados) - Eutrofizantes: nitrógeno, fósforo (Depuración terciaria pendiente de implantación) - Polucionantes: organismos genéticamente modificados y en general especies alóctonas

37. El concepto de reutilización resulta confuso La reutilización en el SU aumenta la eficiencia del agua, por ejemplo en caso de utilización industrial. Pero no debe perjudicar el bucle de extracción-retorno La reutilización del retorno depurado en EDAR (Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales) se sobreentiende tras su dilución en el SR El Plan Nacional de Calidad del agua 2007-2015 destina a depuración 19.000 millones de €, una tercera parte del Ministerio de Medio Ambiente y el resto de las Comunidades Autónomas y los Ayuntamientos El agua de EDAR no se considera apta para el consumo humano

38. Políticas integradas La eficacia en la mejora de la calidad de las aguas continentales en muchas áreas de Europa, por ejemplo en el mar del Norte y el Báltico o en ríos como el Rin, el Elba y el Danubio ha sido el resultado de la integración de la política ambiental con la económica La Política Agrícola Común (PAC) de la UE en el caso de la retirada de tierras está resultando eficaz al disminuir el aporte de agroquímicos. La integración debería tener en cuenta el criterio de maximizar los beneficios ambientales

39. Tipos fluviales en CIC para aplicar la DMA

40. Kilómetro normalizado de cauce knc = km · m3· s-1 El kilómetro normalizado de cauce (knc) es la unidad que define el producto de la longitud del cauce en kilómetros (km) por el caudal en metros cúbicos por segundo (m3 s-1) El knc sirve para evaluar el cambio de calidad de los ríos, los tramos de ríos y en general los cuerpos de agua

41. Programa AQUAL: Potencia hidráulica (PH) y osmótica (PO)

42. PH y PO del Llobregat: cuentas anuales FICHERO DE AVISOS: Medias anuales sobre 8 meses Series de 5 años Estaciones sin caudal 6 de 16 Estaciones sin salinidad 8 de 16

43. Kilómetros normalizados de cauce según clases de salinidad Cuentas anuales del Llobregat

44. Knc según clases de salinidad. Cuentas anuales del Llobregat Genera imagen y exporta DXF

45. Knc según clases de salinidad. Cuentas anuales del Llobregat Exportable a GIS estandar

46. Knc según Cot. Cuentas anuales del Llobregat

47. Knc según NH4. Cuentas anuales del Llobregat ¿valores nulos?

48. Knc según NO3 . Cuentas anuales del Llobregat

49. Knc según Ptotal. Cuentas anuales del Llobregat

50. La desalación es una valorización que pertenece al sistema de recurso Desalación Salmuera Extracción de agua Consumo de buena calidad Retorno de agua depurada MAR Estación potabilizadora Estación depuradora de aguas residuales EDAR