@unpublished{upm14769,
          school = {Caminos},
           title = {Propuesta metodol{\'o}gica para la identificaci{\'o}n de medidas de adaptaci{\'o}n al cambio clim{\'a}tico en sistemas de recursos h{\'i}dricos},
             doi = {10.20868/UPM.thesis.14769},
            year = {2013},
            note = {Unpublished},
        abstract = {Esta tesis realiza una contribuci{\'o}n metodol{\'o}gica en el estudio de medidas de
adaptaci{\'o}n potencialmente adecuadas a largo plazo, donde los sistemas de recursos
h{\'i}dricos experimentan fuertes presiones debido a los efectos del cambio clim{\'a}tico. Esta metodolog{\'i}a integra el an{\'a}lisis f{\'i}sico del sistema, bas{\'a}ndose en el uso de indicadores que valoran el comportamiento de {\'e}ste, y el an{\'a}lisis econ{\'o}mico mediante el uso del valor del agua. El procedimiento metodol{\'o}gico inicia con la construcci{\'o}n de un conjunto de escenarios futuros, que capturan por un lado las caracter{\'i}sticas de variabilidad de las aportaciones de diversos modelos clim{\'a}ticos y, por otro, las caracter{\'i}sticas hidrol{\'o}gicas de la zona de estudio. Las zonas de estudio seleccionadas fueron las cuencas del Guadalquivir, Duero y Ebro y se utilizaron como datos observados las series de escorrent{\'i}a en r{\'e}gimen natural estimadas por el modelo SIMPA que est{\'a} calibrado en la totalidad del territorio espa{\~n}ol. Estas series observadas corresponden al periodo 1961-1990. Los escenarios futuros construidos representan el periodo 2071-2100. La identificaci{\'o}n de medidas de adaptaci{\'o}n se apoy{\'o} en el uso de indicadores que sean capaces de caracterizar el comportamiento de un sistema de recursos h{\'i}dricos frente a los efectos del cambio clim{\'a}tico. Para ello se seleccionaron los indicadores de calidad de servicio (I1) y de confiabilidad de la demanda (I2) propuestos por Martin-Carrasco et al. (2012). Estos indicadores valoran el comportamiento de un sistema mediante la identificaci{\'o}n de los problemas de escasez de agua que presente, y requieren para su cuantificaci{\'o}n el uso de un modelo de optimizaci{\'o}n. Para este estudio se ha trabajado con el modelo de optimizaci{\'o}n OPTIGES. La determinaci{\'o}n de estos indicadores fue realizada para an{\'a}lisis a corto plazo donde los efectos del cambio clim{\'a}tico no son de relevancia, por lo que fue necesario analizar su capacidad para ser usados en sistemas afectados por dichos efectos. Para este an{\'a}lisis se seleccionaron tres cuencas espa{\~n}olas: Guadalquivir, Duero y Ebro, determin{\'a}ndose que I2 no es adecuado para este tipo de
escenarios. Por ello se propuso un nuevo indicador "Indicador de calidad de servicio bajo cambio clim{\'a}tico" (I2p) que mantiene los mismos criterios de valoraci{\'o}n que I2 pero que responde mejor bajo fuertes reducciones de aportaciones producto del cambio clim{\'a}tico. La metodolog{\'i}a propuesta para la identificaci{\'o}n de medidas de adaptaci{\'o}n se basa en un proceso iterativo en el cual se van afectando diversos elementos que conforman el esquema del sistema bajo acciones de gesti{\'o}n previamente identificadas, hasta llegar a un comportamiento {\'o}ptimo dado por el gestor. Las mejoras de estas afectaciones son cuantificadas mediante los indicadores I1 e I2p, y de este conjunto de valores se selecciona la que se acerca m{\'a}s al comportamiento {\'o}ptimo. Debido a la extensa cantidad de informaci{\'o}n manejada en este an{\'a}lisis, se desarroll{\'o} una herramienta de c{\'a}lculo automatizada en Matlab. El proceso seguido por esta herramienta es: (i) Ejecuci{\'o}n del modelo OPTIGES para las diferentes modificaciones por acciones de gesti{\'o}n; (ii) C{\'a}lculo de los valores de I1 e I2p para cada una de estas afectaciones; y (iii) Selecci{\'o}n de la mejor opci{\'o}n. Este proceso se repite hasta llegar al comportamiento {\'o}ptimo buscado, permitiendo la identificaci{\'o}n de las medidas de adaptaci{\'o}n mas adecuadas. La aplicaci{\'o}n de la metodolog{\'i}a para la identificaci{\'o}n de medidas de adaptaci{\'o}n se realiz{\'o} en la cuenca del Guadalquivir, por ser de las tres cuencas analizadas bajo los indicadores I1 e I2p la que presenta los problemas m{\'a}s serios de escasez de agua. Para la identificaci{\'o}n de medidas de adaptaci{\'o}n se analizaron dos acciones de gesti{\'o}n: 1) incremento de los vol{\'u}menes de regulaci{\'o}n y 2) reducci{\'o}n de las demandas de riego, primero bajo la valoraci{\'o}n del comportamiento f{\'i}sico del sistema (an{\'a}lisis de sensibilidad) permitiendo identificar que la primera acci{\'o}n de gesti{\'o}n no genera cambios importantes en el comportamiento del sistema, que si se presentan bajo la segunda acci{\'o}n. Posteriormente, con la acci{\'o}n que genera cambios importantes en el comportamiento del sistema (segunda acci{\'o}n) se identificaron las medidas de adaptaci{\'o}n m{\'a}s adecuadas, mediante el an{\'a}lisis f{\'i}sico y econ{\'o}mico del sistema. Se concluy{\'o} que en la cuenca del Guadalquivir, la acci{\'o}n de reducci{\'o}n de las demandas de riego permite minimizar e incluso eliminar los problemas de escasez de agua que se presentar{\'i}an a futuro bajo diferentes proyecciones hidrol{\'o}gicas, aunque estas mejoras implicar{\'i}an fuertes reducciones en dichas demandas. Siendo las demandas m{\'a}s afectadas aquellas ubicadas en cabecera de cuenca. Los criterios para la reducci{\'o}n de las demandas se encuentran en funci{\'o}n de las productividades y garant{\'i}as con las que son atendidas dichas demandas.  
This thesis makes a methodological contribution to the study of potentially suitable
adaptation measures in the long term, where water resource systems undergo strong
pressure due to the effects of climate change. This methodology integrates the physical
analysis of the system, by the use of indicators which assess its behavior, and the
economic analysis by the use of the value of water. The methodological procedure begins with the building of a set of future scenarios that capture, by one hand, the characteristics and variability of the streamflow of various climate models and, on the other hand, the hydrological characteristics of the study area. The study areas chosen were the Guadalquivir, Ebro and Duero basins, and as observed data where used runoff series in natural regimen estimated by the SIMPA model, which is calibrated in the whole Spanish territory. The observed series are for the 1961-1990 period. The future scenarios built represent the 2071-2100 periods. The identification of adaptation measures relied on the use of indicators that were able of characterize the behavior of one water resource system facing the effects of climate change. Because of that, the Demand Satisfaction Index (I1) and the Demand Reliability Index (I2) proposed by Martin-Carrasco et al. (2012) were selected. These indicators assess the behavior of a system by identifying the water scarcity problems that it presents, and require in order to be quantified the use of one optimization model. For this study the OPTIGES optimization model has been used. The determination of the indicators was made for the short-term analysis where the climates change effect are not relevant, so it was necessary to analyze their capability to be used in systems affected by those these. For this analysis three Spanish basins were selected: Guadalquivir, Duero and
Ebro. It was determined that the indicator I2 is not suitable for this type of scenario. It was proposed a new indicator called "Demand Reliability Index under climate change" (I2p), which keeps the same assessment criteria than I2, but responsive under heavy reductions of streamflow due to climate change. The proposed methodology for identifying adaptation measures is based on an iterative process, in which the different elements of the system?s schema are affected by previously defined management actions, until reach an optimal behavior given by the manager. The improvements of affectations are measured by indicators I1 e I2p, and from this set of values it is selected the affectation that is closer to the optimal behavior. Due to the large amount of information managed in this analysis, it was developed an automatic calculation tool in Matlab. The process followed by this tool is: Firstly, it executes the OPTIGES model for the different modifications by management actions; secondly, it calculates the values of I1 e I2p for each of these affectations; and finally it chooses the best option. This process is performed for the different iterations that are required until reach the optimal behavior, allowing to identify the most appropriate adaptation measured.
The application of the methodology for the identification of adaptation measures
was conducted in the Guadalquivir basin, due to this was from the three basins analyzed under the indicators I1 e I2p, which presents the most serious problems of water scarcity. For the identification of adaptation measures there were analyzed two management actions: 1) To increase the regulation volumes, and 2) to reduce the irrigation demands, first under the assessment of the physical behavior of the system (sensibility analysis), allowing to identify that the first management action does not generate significant changes in the system?s behavior, which there are present under the second management action. Afterwards, with the management action that generates significant changes in the system?s behavior (second management action), there were identified the most adequate adaptation measures, through the physical and economic analysis of the system. It was concluded that in the Guadalquivir basin, the action of reduction of irrigation demands allows to minimize or even eliminate the water scarcity problems that could exist in the future under different hydrologic projections, although this improvements should involve strong reductions of the irrigation demands. Being the most affected demands those located in basins head. The criteria for reducing the demands are based on the productivities and reliabilities with which such demands are meet.},
          author = {Ch{\'a}vez Jim{\'e}nez, Adriadna},
             url = {https://oa.upm.es/14769/}
}