| Sumario: | Les sequeres són un fenomen complex i multidimensional descrit en termes senzills com a períodes sostinguts de dèficit hídric en comparació amb les condicions normals. Encara que de caràcter global, les seves conseqüències més greus s'observen a regions àrides o semiàrides, com la península Ibèrica. No obstant això, aquests extrems hidrològics no es deuen únicament a processos naturals. Les activitats humanes, com la construcció de preses, les extraccions d'aigües subterrànies i les pràctiques de regadiu, han alterat significativament el flux natural de l'aigua, cosa que ha fet que l'era actual s'anomeni Antropocè. Això posa en relleu la importància crítica de la gestió dels recursos hídrics a regions que ja s'enfronten a una disponibilitat d'aigua variable i limitada. En conseqüència, hi ha una creixent necessitat de metodologies que representin amb precisió la resposta hidrològica de les conques en sistemes naturals-humans acoblats, especialment durant els períodes de baix cabal, per gestionar eficaçment els recursos hídrics.La modelització és una eina adequada utilitzada en la gestió de l’aigua per afrontar els reptes de gestionar uns recursos hídrics escassos i mitigar els impactes del canvi climàtic en el cicle de l’aigua. En aquesta investigació s'apliquen diversos enfocaments per millorar les simulacions hidrològiques emprant la plataforma hidrometeorològica SASER (SAFRAN-SURFEX-Eaudyssée-Rapid), de base física i distribuïda espacialment. Aquests enfocaments tenen per objecte millorar la representació dels processos hidrològics, en particular per als cabals baixos, i incorporar-hi consideracions relatives a la gestió humana de l'aigua.Aquest document presenta dos treballs interrelacionats. En primer lloc, s'han introduït millores al model SASER per augmentar-ne el rendiment. En segon lloc, s'ha implementat un model de preses, forçat tant per les observacions com pel model SASER, per estudiar els impactes de les preses a les sequeres. Aquest treball s'ha dut a terme en una zona que abasta el domini pirinenc, incloent-hi la conca de l'Ebre, les conques que flueixen cap al Golf de Biscaia, les conques catalanes, algunes llenguadocianes, i les conques de l'Adur-Garona, però aquestes metodologies poden aplicar-se a qualsevol regió.Per obtenir resultats precisos i fiables dels models de superfície terrestre (Land Surface Model, LSM) és essencial disposar de dades de forçament d’entrada adequades amb una resolució espacial i temporal apropiada. A aquest efecte, s'ha introduït un nou mètode de correcció lineal del forçament de les precipitacions que aprofita les dades dels models climàtics regionals (MCR). En utilitzar una finestra de correcció setmanal, el mètode capta millor la variabilitat temporal i els patrons de precipitació, cosa que resulta en una representació més realista dels esdeveniments de precipitació en termes estadístics. L'impacte en l'escorriment simulat s'ajusta a les expectatives, mentre que els canvis en el drenatge i l'evapotranspiració estan influïts per diversos factors, com ara el règim climàtic i la resposta en climes humits.A més, el model SASER per defecte presentava un biaix negatiu als cabals baixos, cosa que resulta problemàtica en els estudis sobre la sequera. La causa dels cabals baixos és la manca d'un esquema d'aigües subterrànies al model SASER. La inclusió d'un esquema conceptual d'embassaments per regular el drenatge va millorar la simulació dels cabals, com demostren els valors positius a les mètriques de rendiment. L'aplicació de l'esquema d'embassaments va ser senzilla i va millorar eficaçment la representació dels cabals baixos sense comprometre els cabals alts. A més, es va aplicar un enfocament de regionalització que va permetre la integració de l'embassament conceptual com a mòdul extern a SURFEX. Aquest enfocament va facilitar l'establiment de relacions entre els paràmetres i les variables climàtiques i fisiogràfiques mitjançant un algorisme genètic, fet que va permetre tenir en compte la variabilitat dins de la conca a tota la zona d'estudi. Tot i que l'embassament no té una base física, vincula amb èxit els nous paràmetres amb variables físiques, aconseguint un equilibri favorable entre la modelització distribuïda i la representació física. A més, l'enfocament de regionalització amplia l'aplicabilitat de l'embassament més enllà dels sistemes naturals, i abasta tant les conques naturals com les influenciades per l'home.Per incorporar la gestió humana de l’aigua a l’estudi, es va triar la zona regada pel Canal d’Aragó i Catalunya com a cas d’estudi per aplicar un mòdul prototip de presa. Aquest ha estat utilitzat en combinació amb el nou esquema de reg de SURFEX, que permet estimar les demandes reals. Aquest enfocament combina un model d’explotació d’embassaments i l’esquema de reg de SURFEX, capturant amb precisió la dinàmica de la sequera. El nou mòdul simula eficaçment l'emmagatzematge i els fluxos de sortida i demostra una bona concordança amb les dades de referència. A més, el nou esquema de reg de SURFEX capta la variabilitat interanual de la demanda d'aigua, cosa que dona lloc a una representació millorada del sistema, permetent anar més enllà de les habituals taules de demanda "climatològiques" emprades en aquest tipus d'estudis. L'estudi revela que les influències humanes agreugen la sequera hidrològica, però alleugen l'agronòmica. Les característiques de la sequera hidrològica s'allarguen i el moment dels pics de sequera hidrològica es desplaça sota la influència humana. El regadiu influeix tant en la sequera hidrològica com en l'agronòmica, cosa que subratlla la necessitat de tenir en compte aquests factors en les estratègies de gestió de la sequera. Aquests resultats milloren la nostra comprensió de les complexes interaccions entre les activitats humanes, els recursos hídrics i la dinàmica de la sequera.En conclusió, aquesta investigació avança significativament la representació dels processos hidrològics en un model basat en LSM en una regió semiàrida sensible a les sequeres mitjançant la incorporació de diversos enfocaments i el desenvolupament d'un mòdul per integrar el factor humà. Les millores aconseguides en la representació de les precipitacions i en la modelització hidrològica aporten valuosos coneixements sobre la complexa dinàmica de la resposta hidrològica i la sequera, abastant tant les influències naturals com les antropogèniques. Aquest treball és un primer pas cap a la integració de les influències humanes, com el regadiu i l'explotació d'embassaments, a la plataforma SASER, fet que obre noves possibilitats per estudiar la dinàmica de la sequera i desenvolupar estratègies millorades d'avaluació i gestió de la sequera en sistemes naturals-humans acoblats.
|
|---|
