Several catchment plans have been already developed through the Dutch-funded Water for Growth programme. FutureWater played a paramount role in this programme by developing the water allocation models (WEAP) at national level and for several priority catchments. Moreover, FutureWater provided capacity building to local experts and staff on using and further developing and fine-tuning those WEAP models.

The current project aims at developing two catchment plans, for:

  1. Mukungwa catchment
  2. Akagera Lower catchment

These catchments were included in a previous national-level water resources allocation study performed by FutureWater. Four catchments were selected from this national level assessment to make catchment-level WEAP models to inform the catchment plans. A next step for the Rwanda Water Resources Board (RWB), is to prepare catchment plans for the above two catchments, for which this project will be instrumental.

For the two catchments, this study aims at (1) providing detailed information on available and renewable water resources, both surface and groundwater, and their spatial and temporal variations; and (2) to map and quantify water uses and water demands, to develop water allocation models that can be used as tools to manage operationally and plan the catchments in a sustainable way. The scenarios (options) assessed can also be essential input into the catchment management plan. This study will produce water allocation models based on current and potential uses in a time-horizon of 30 years.

The project is carried out in collaboration with a team of local experts and one of our partners Dr. Kaan Tuncok as a team leader.

Mukungwa and Akagera Lower catchments

The Sous-Massa basin is located in central Morocco. It represents an arid area that will likely face water resources challenges into the coming decades due to the influence of climate change and socioeconomic development. Indeed, increases in temperatures and decreases in precipitation are anticipated in the Sous-Massa region, alongside more extreme intense precipitation and drought events. It is therefore important the the impacts of climate change on water availability are better constrained to target resilience measures and better prepare for potential future water scarcity.

With the results of this project, IMWI will be able to apply the Water Accounting Plus framework to the Sous-Massa basin, helping to better constrain the likely impacts of climate change on future water availability. This project therefore helps support the targeting and prioritisation of climate resilient interventions which can be taken by the government and other members of the water sector in this area of Morocco.

The training aimed at building and enhancing capabilities of the participants in environmental and hydrological monitoring and modeling and was funded by the Orange Knowledge Program of Nuffic. It gave the participants valuable and necessary knowledge on IWRM and it provided the participants with relevant hands-on experience and cutting-edge knowledge on innovative solutions in water allocation modeling and earth observation technologies.

Due to the ongoing COVID-19 situation, the training was held online using our eLearning platform FutureWater Moodle School. The beauty of this platform is that all online sessions can be recorded and they are still available for the participants to have another look at it. All material (exercises, manuals etc.) developed during the course is also still available on our FutureWater Moodle School. The Rwanda Water Resources Board is recruiting new staff in the future and this new staff will also have access to all material.

Topics covered in the training are:

WEAP:

  • Build a WEAP model from scratch
  • Work with WEAP’ Basic Tools
  • Create and run Scenarios in WEAP
  • Extract water balances from WEAP
  • Generate a hydrological model using WEAP’ Automatic Catchment Delineation Tool

Google Earth Engine:

  • First glance at JavaScript Syntax
  • Explore and visualize Landsat 8 Imagery
  • Create charts with Monthly NDVI Values
  • Use WaPOR for Water Productivity calculations
  • Work with CHIRPS Rainfall data
  • Evaluate the water balance of a catchment

 

This course on hydrology and water allocation modelling is organized for the Kenya Water Resources Authority (WRA) and funded by the Blue Deal program of the Netherlands. The first four-week course block introduces the participants to the main concepts in hydrology, hydrological modelling and data collection, including remote sensing. Exercises are provided on water balances, land use datasets, extraction of rainfall data from remote sensing datasets, among others.

The 5-week second block of the training is on the use of a water resources system model (WEAP) for water allocation. Participants will learn how to develop, run and evaluate a model, including scenario analysis, water balances, assess impact of changing priorities among users, and impacts on water shortage. The learned skills will be used afterwards for establishing a Water Allocation Plan for an important sub-basin of the Upper Tana river, providing water to many livelihoods in the catchment itself, but also to Nairobi city.

Para atender a los retos de desarrollo territorial y de adaptación al cambio climático a los que se enfrenta la Cuenca Hidrográfica del Canal de Panamá (CHCP), la Autoridad del Canal de Panamá (ACP) ha puesto en marcha la generación de un instrumento rector de carácter regional -PIOTA- en el que se establecerá la hoja de ruta a seguir (Ruta Verde 2050) para garantizar la seguridad hídrica de la población, el desarrollo socioeconómico y la gestión integral y sostenible de la región, y el mantenimiento de las operaciones del Canal de Panamá, y de los servicios ecosistémicos de la cuenca. Los desafíos planteados cobran particular relevancia bajo escenarios de gran incertidumbre debido al cambio climático y las crecientes presiones sobre los recursos hídricos derivadas del crecimiento poblacional y la urbanización, y el deterioro ambiental observado en las zonas rurales y periurbanas del área metropolitana del país.

La cooperación técnica que se ofrece a través de este proyecto permitirá a la ACP y al BID diseñar un esquema de implementación de intervenciones (a nivel estratégico y de ejecución de proyectos) para fomentar el desarrollo sostenible de la CHCP.

El proyecto se ejecuta en 4 fases (Figura 1):

  1. Diagnóstico, donde se realizan la caracterización sectorial e integrada del modelo territorial actual
  2. Prospectiva, donde se implementará una metodología de decisión robusta para la cuantificación de la vulnerabilidad del sistema actual, y futura frente a la incertidumbre impuesta por el cambio climático, diferentes escenarios de desarrollo socio-económico, y opciones de adaptación.
  3. Estrategia, para la descripción detallada de la “Ruta Verde 2050” incluyendo las líneas de actuación y de ordenación ambiental, y las estrategia de mitigación y adaptación.
  4. Plan (PIOTA), que abordará los aspectos prácticos de relacionados con zonificación territorial, los estudios de prefactibilidad, y un programa de evaluación y monitoreo para garantizar la implementación efectiva del Plan de Ordenación
Figura 1. Fases del Proyecto “PIOTA para la Cuenca Hidrográfica del Canal de Panamá”.

FutureWater contribuye al proyecto asumiendo la responsabilidad de la Fase 2, para lo cual se aprovechará de la experiencia adquirida en los últimos años y otros lugares del mundo en relación a la aplicación de metodologías de decisión robusta, y la cuantificación de la vulnerabilidad de los sistemas hídricos frente a escenarios de cambio climático y de desarrollo territorial. La aplicación de la metodología incluirá la construcción de un modelo de oferta-demanda usando la herramienta WEAP y la capacitación técnica de la ACP, la cuantificación de la incertidumbre climática y la generación de escenarios de clima regionalizados para el área de estudio, y la aplicación de marco analítico para cuantificar el desempeño y la vulnerabilidad la cuenca frente a los escenarios de cambio analizados y las posibles opciones y estrategias de adaptación concertadas con los agentes de interés.

Visite este sitio web para obtener más información sobre el proyecto: https://piota-panama-cyt.hub.arcgis.com/

La Sierra Nevada de Santa Marta, declarada Reserva de la Biosfera por la UNESCO, es un complejo montañoso aislado de aproximadamente 17.000 km², apartado de la cadena de los Andes que atraviesa Colombia. La Sierra Nevada tiene el pico costero más alto del mundo (5.775 m sobre el nivel del mar) a solo 42 kilómetros de la costa del Caribe. La Sierra Nevada es la fuente de 36 cuencas hidrográficas, lo que la convierte en la principal «fábrica de agua» regional que abastece a 1.5 millones de habitantes, así como vastas áreas agrícolas en las llanuras circundantes utilizadas principalmente para el cultivo de banano y palma aceitera. Los principales problemas por resolver en estas cuencas son: i) Disminución de la disponibilidad de agua para riego, ii) Disminución de la disponibilidad y calidad del agua para consumo humano, iii) Aumento de la salinización de aguas subterráneas y suelos, iv) Aumento de la incidencia de inundaciones.

Este proyecto es un estudio de factibilidad sobre la adopción de técnicas de riego más eficientes por parte de los productores de palma aceitera en la cuenca del río Sevilla (713 km²), una de las cuencas más relevantes en la Sierra Nevada. El objetivo general es identificar el entorno local a nivel de cuenca hidrográfica, los factores limitantes y las intervenciones adecuadas en fincas de palma aceitera para mejorar el uso del agua. Se desarrolló una fase de preparación e implementación que incluyó una evaluación del clima, la disponibilidad hídrica, la amenaza de sequía, las características del suelo, el uso de la tierra y la topografía. Se caracterizaron las variedades de palma aceitera, y las prácticas de campo (por ejemplo, manejo de nutrientes y prácticas de riego), y se determinaron las necesidades de agua de los cultivos. Además, se evaluaron los costos y beneficios asociados a la implementación de tecnologías de riego eficientes como ferti-riego y métodos de cosecha de agua. Se evaluaron ubicaciones potenciales, riesgos y oportunidades para la captación de agua con la idea de almacenar agua en la época lluvioso para poder utilizar el recurso de manera eficiente en la época seca. Se utilizó una variedad de conjuntos de datos SIG y satelitales (por ejemplo, CHIRPS, MODIS-ET, MODIS-NDVI, HiHydroSoil) para evaluar las condiciones ambientales, y los socios colombianos Cenipalma y Solidaridad proporcionaron datos e información local para generar una evaluación integral a nivel de cuenca y de finca. La expectativa es que productores de palma aceitera puedan adoptar técnicas de ferti-riego y cosecha de agua para reducir el déficit hídrico y pérdida de fertilizantes para lograr una producción ambientalmente más sostenible.

The Asian Development Bank supports Tajikistan in achieving increased climate resilience and food security through investments in modernization of Irrigation and Drainage (I&D) projects. A Technical Assistance is preparing modernization projects for two I&D systems in the Lower Vaksh river basin in Tajikistan. In line with this, the TA will prepare a holistic feasibility study and project design for the system (38,000 ha), as well as advanced designs and bidding documents for selected works.

FutureWater is part of the team of international experts, working together with the local consultant on the climate risk and adaptation assessment that accompanies the feasibility projects. For this purpose, past climate trends will be analyzed, climate model projections processed, and a climate impact model will be used to assess how the project performs under a wide range of future conditions, to assess the robustness of the proposed I&D investments, and identify possible climate adaptation measures.

Cambodia is currently improving in economic standing, however the benefits of this are largely contained to urban areas. As a major contributor to GDP, ensuring the sustainability of Cambodia’s agricultural sector is highly important, especially when coupled with the increasing awareness of the dangers of climate change. Access to water for agriculture, fisheries and domestic supply is an issue, with many rural communities competing for resources. Coupled with the effects of flood and drought activity in recent years, the need for adequate and reliable water resource management in rural, agricultural areas is prominent. This project focuses on the North- Western Cambodian provinces of Oddar Meanchey (OMC) and Banteay Meanchey (BMC) and the neighbouring North-Eastern Thai provinces of Surin and Sisaket.

In order to protect rural livelihoods and maintain agricultural production, communities must be supplied with permanent and regulated water year-round. Analysis of recent flood and drought histories and their effects in the provinces are first necessary to determine the most vulnerable areas both in terms of agriculture and households. In addition, water resource assessments of supplies and demand will identify the most crucial areas to ensure supplies are increased and sustained both for crops and domestic use. Socio-economic studies will also ensure ‘cross- cutting’ issues are considered in WR planning, such as: gender, economic vulnerability and cultural factors related to WRM. Furthermore, meetings with stakeholders at multiple levels can address issues in water infrastructure, alongside assessment of the capacities of those managing monitoring systems for example. From this, future recommendations for improvements in infrastructure can be made with an awareness of the necessary knowledge capacities to ensure proper maintenance and sustainability.

Initially, an analysis of the current water resource situation in the study area will be conducted through collection of available data on water resources, flood and drought histories and socioeconomic issues in the area. Following this, areas for more detailed analysis will be established and strategies to improve WRM supporting agricultural livelihoods can be developed. FutureWater is involved in the implementation of the WEAP model, for evaluation of various water resources management strategies in the catchments under baseline and projected future conditions.

Este proyecto estudia la sensibilidad del Sistema de Recursos Hídricos de la Cuenca Chancay-Lambayeque (Perú) frente a los cambios impuestos por fuerzas climáticas y no climáticas, a la vez que se analiza un paquete de intervenciones propuestas por diferentes organismos de planificación y gestión para garantizar el suministro de agua a ~400,000 personas, expandir la superficie de riego, garantizar las demandas ambientales, y reducir los riesgo de inundación asociados a los periodos de El Niño.

La evaluación se llevó a cabo utilizando el Marco de Árbol de Decisión de Banco Mundial (DTF en sus siglas en inglés, Ray y Brown, 2015). El DTF es una metodología pragmática de toma de decisiones para la evaluación de riesgos en el ámbito de los recursos hídricos y cuya utilidad se ha demostrado en otros contextos y regiones (Upper Arun en Nepal, Mwache en Kenia, Cutzamala en México). El DTF aplica un enfoque ascendente y escalonado en cuatro fases en el que cada fase, a excepción de la primera, se activa solo si es necesario. En la fase I (Exploración del proyecto) se define y describe, con apoyo de los actores locales, el contexto regional y las incertidumbres climáticas y no climáticas del área de estudio, los indicadores y umbrales críticos de desempeño, y las diferentes opciones de adaptación planteadas. La fase II (Análisis Inicial) utiliza técnicas sencillas de análisis de sensibilidad para identificar, en base a los indicadores y umbrales de desempeño, cuáles son los factores de incertidumbre más relevantes para el sistema. Si se determina que el sistema es sensible, se lleva a cabo un Análisis de Estrés Climático (Fase III) donde el sistema de recursos hídricos se somete a pruebas de estrés para una amplia gama de escenarios futuros plausibles, y se calculan los indicadores de desempeño para cada escenario planteado. Si se confirma la sensibilidad del sistema a los diferentes escenarios y factores de incertidumbre, se realiza un análisis de Gestión de Riesgos Climáticos (Fase IV) para evaluar cómo diferentes opciones de intervención mejoran el desempeño del sistema en términos de resistencia, confiabilidad, robustez y resiliencia. Estos indicadores de desempeño se acompañan finalmente de un detallado análisis de costes para obtener métricas de coste-efectividad y así poder priorizar las intervenciones.

Ejemplos de Superficies de Respuesta al Clima (SRC) para la confiabilidad del suministro de riego bajo diferentes horizontes de demanda hídrica.

En el proyecto se analizaron diferentes alternativas como la construcción de nuevos embalses, el incremento de la explotación de aguas subterráneas, y medidas de conservación y regeneración de la cubierta vegetal (infraestructura verde). El comportamiento de estas alternativas, aisladas o combinadas, se evaluaron bajos escenarios de cambio climático, de cambios de demandas domésticas y de riego, y de pérdida de capacidad de almacenamiento por colmatación de embalses.

FutureWater contribuye a este proyecto en todas sus fases (recolección y organización de datos, co-diseño de experimentos, simulación y evaluación de resultados, y redacción de informes). Específicamente está encargado de la adaptación de los modelos de asignación de recursos, y la simulación de escenarios para la cuantificación de indicadores de desempeño y efectividad a nivel de sistema hídrico.

In irrigated agriculture options to save water tend to focus on improved irrigation techniques such as drip and sprinkler irrigation. These irrigation techniques are promoted as legitimate means of increasing water efficiency and “saving water” for other uses (such as domestic use and the environment). However, a growing body of evidence, including a key report by FAO (Perry and Steduto, 2017) shows that in most cases, water “savings” at field scale translate into an increase in water consumption at system and basin scale. Yet despite the growing and irrefutable body of evidence, false “water savings” technologies continue to be promoted, subsidized and implemented as a solution to water scarcity in agriculture.

The goal is to stop false “water savings” technologies to be promoted, subsidized and implemented. To achieve this, it is important to quantify the hydrologic impacts of any new investment or policy in the water sector. Normally, irrigation engineers and planners are trained to look at field scale efficiencies or irrigation system efficiencies at the most. Also, many of the tools used by irrigation engineers are field scale oriented (e.g. FAO AquaCrop model). The serious consequences of these actions are to worsen water scarcity, increase vulnerability to drought, and threaten food security.

There is an urgent need to develop simple and pragmatic tools that can evaluate the impact of field scale crop-water interventions at larger scales (e.g. irrigation systems and basins). Although basin scale hydrological models exist, many of these are either overly complex and unable to be used by practitioners, or not specifically designed for the upscaling from field interventions to basin scale impacts. Moreover, achieving results from the widely-used FAO models such as AquaCrop into a basin-wide impact model is time-consuming, complex and expensive. Therefore, FutureWater is developing a simple but robust tool to enhance usability and reach, transparency, transferability in data input and output. The tool is based on proven concepts of water productivity, water accounting and the appropriate water terminology, as promoted by FAO globally (FAO, 2013). Hence, the water use is separated in consumptive use, non-consumptive use, and change in storage (Figure 1).

Separation of water use according to the FAO terminology.

A complete training package is developed which includes a training manual and an inventory of possible field level interventions. The training manual includes the following aspects: 1) introduce and present the real water savings tool, 2) Describe the theory underlying the tool and demonstrating some typical applications, 3) Learn how-to prepare the data required for the tool for your own area of interest, 4) Learn when real water savings occur at system and basin scale with field interventions.