Análisis integrado y estrategias de gestión de acuíferos en zonas semiáridas. Aplicación al caso de estudio del altiplano (Murcia, SE España)

Resumen

La naturaleza inter y multidisciplinar de los problemas del agua subterránea requiere, para su análisis, de un enfoque holístico, que integre todos los aspectos involucrados (hidrológicos, socioeconómicos, ambientales, y legales), y que permita el desarrollo de estrategias eficientes y sostenibles para su gestión. En esta Tesis Doctoral se propone una metodología genérica para abordar un estudio de Análisis Integrado de la Gestión del Agua Subterránea, bajo el paradigma internacional Integrated Water Resources Management (IWRM). La integración de la modelización matemática de flujo de los sistemas acuíferos, con la modelización de los aspectos socioeconómicos relacionados con el agua subterránea, procedente de dichos acuíferos, se realiza dentro de un Sistema Soporte a la Decisión (SSD) estocástico, en el que se simulan diferentes escenarios de gestión. La investigación cuenta, en todas sus fases, con la participación activa de los grupos de interés (stakeholders), que son fundamentales para reproducir fielmente la realidad del sistema hídrico y para conseguir unos resultados coherentes con la realidad actual. El caso de estudio es el sistema hídrico multiacuífero del Altiplano de Murcia, que constituye una comarca que ha estado aislada de las grandes infraestructuras hidráulicas del sureste español. En esta zona, el agua subterránea es el único recurso hídrico disponible para todos los usos, y desde los años sesenta existe una situación histórica de explotación intensiva, en la que la extracción supera ampliamente la recarga de los sistemas acuíferos. La investigación comienza con una fase previa, en la que se realiza la revisión exhaustiva de la literatura científica existente relativa al paradigma de la gestión integrada del agua (IWRM). Además, se realiza un estado del arte sobre estrategias de gestión integrada de acuíferos, así como la aplicación de este tipo de estudios a casos concretos en el ámbito internacional, y un análisis de la aplicabilidad al caso de estudio. La metodología propuesta y desarrollada consta de unas fases de desarrollo que han sido seguidas sucesivamente para el caso de estudio concreto. La metodología parte de la caracterización hidrológica y socioeconómica del sistema a analizar y modelar. Posteriormente, se desarrollan los estudios sectoriales de los aspectos involucrados en la problemática hídrica. De esta forma, se realiza un estudio hidrogeológico que incluye, entre otros, la incorporación de los resultados de modelos de flujo subterráneo preexistentes y el desarrollo ex profeso de un modelo para el caso del acuífero Serral-Salinas. Por otro lado, los aspectos socioeconómicos son abordados a través de un modelo agroeconómico de simulación, en el que se cuantifican los costes financieros del agua subterránea, en relación a los restantes costes productivos agrícolas y al comportamiento hidrodinámico de los acuíferos. Por último, el estudio sectorial ambiental consta de una caracterización de los principales ecosistemas asociados al agua subterránea. La siguiente fase del estudio comprende la construcción del SSD a partir de los estudios sectoriales previos. Para esto, se ha elegido un SSD estocástico basado en el teorema de Bayes (Redes Bayesianas), en el que se realiza una aportación novedosa con la aplicación de Redes Bayesianas Orientadas a Objetos Object-Oriented Bayesian Networks (OOBN). La aplicación de esta técnica permite modelizar fidedignamente un sistema hídrico compuesto por varios acuíferos, en el que se respeta el comportamiento hidráulico individualizado de cada acuífero y, por otro lado, se pueden relacionar los aspectos socioeconómicos que son comunes para todo el sistema hídrico. En cuanto a la simulación de los escenarios de gestión se proponen tres situaciones genéricas. En primer lugar, se simula el escenario de mantenimiento de las condiciones actuales (Business As Usual BAU), sin que se produzca ninguna intervención de gestión. Este escenario sirve de referencia y permite la calibración del SSD. De esta forma, los resultados obtenidos en BAU son coherentes con la realidad actual. Así, en esta situación se continuarían los descensos de niveles piezométricos y por tanto, la consecuencia a corto plazo sería la paulatina pérdida de rentabilidad económica de la zona, y a medio-largo plazo, el agotamiento de las reservas de los acuíferos, con las consecuentes modificaciones de modelo productivo. El escenario segundo está compuesto por varias intervenciones de gestión individuales, en las que se produce un diferente grado de impacto, en términos de disminución del déficit hídrico de los acuíferos, y en sentido opuesto, en cuanto a la rentabilidad agrícola y al número de empleos agrícolas. El tercer escenario se diseña en base al requerimiento de la DMA, para el año 2015, relativo a la consecución del buen estado cuantitativo y cualitativo de las masas de agua. De esta forma, aquí se simulan los impactos socioeconómicos que generaría una situación de equilibrio en el balance hídrico de los acuíferos. Por último, se realiza una discretización de los resultados socioeconómicos obtenidos. Para ello, se transforman las funciones de probabilidad en resultados numéricos discretos representativos de cada función, con el objetivo de poder hacer los resultados más comprensibles para las entidades locales, aunque se asume conscientemete que este proceso supone la pérdida de información. En este nivel determinístico, se realiza además un análisis coste-efectividad de todos los escenarios e intervenciones de gestión simulados en el SSD estocástico. De esta forma, se puede comprobar, de una forma comparativa, cual sería la intervención más rentable para la consecución de los objetivos preestablecidos.