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.

At the outlet of the 60 km-long Muhazi Lake there is currently an earth fill dyke which is prone to overtopping or even complete collapse during the wet season. The dyke’s instability causes a potential hazard to inhabitants of the downstream Nyabugogo area, a commercial hub in Kigali town, which threatens lives and properties.

The project consisted of a feasibility and a design phase. For the project, a large number of field- and desktop-tasks were performed. Field-activities included a topographical survey of the project immediate area for design purposes, a detailed mapping of areas around the lake shore sensitive to changes in water level, and a Geotechnical investigation programme due to the complexities related to the peat-soils.

FutureWater conducted a full hydrological assessment of the Lake Muhazi catchment, including the study of flood flows to provide design values, considering climate change, and routing of the lake. Besides, a detailed water resources assessment was performed using WEAP and a study on the operational rule curves, future demands, among others.

Muhazi Lake and dam.

The outputs of this analysis fed directly into the design of the Dyke (serving as a dam): the dimensions and outlet structures, performed by the lead partner (Z&A). Besides the project included an Environmental and Social Impact Assessment

Stakeholders were involved actively during all phases of work and several training and capacity building activities were organized.

Este proyecto se enmarca dentro de la asistencia técnica (TA) 7610-CAM del Banco Asiático de Desarrollo (ADB) para apoyar la preparación de la Hoja de ruta y el Programa de inversión de MOWRAM para la gestión de los recursos hídricos y del riego, 2019-2033. Este programa de inversión proporciona un marco integral y estratégico para las inversiones del país en el sector de recursos hídricos y riego.

Las cuencas seleccionadas para su estudio se caracterizan por sus altos niveles de estrés hídrico (actual y proyectado) y por contener bajo sus dominios ecosistemas hídricos con alta prioridad de conservaciones. Los principales resultados del proyecto han permitido:

  • Un mejor conocimiento de los procesos ecohidrológicos a nivel de subcuenca y la disponibilidad de recursos hídricos.
  • La caracterización ecohidrológica de 24 subcuencas fluviales.
  • La cuantificación de las demandas ambientales a nivel de subcuenca
  • La identificación de las cuencas con los mayores ratios de escasez hídrica.
  • El establecimiento de recomendaciones sobre las opciones de asignación de recursos más eficientes y equitativas.
  • La detección de las mejores opciones de inversión focalizadas en el sector de riego.
  • La implementación y calibración de un esquema acoplado de modelos hidrológicos y de asignación de recursos hídricos.
  • La puesta a punto de una colección de datos geoespaciales sobre (eco) hidrología de las cuencas de estudio, y compatibles con el Sistema Nacional de Información de Recursos Hídricos (WRIS) actualmente en desarrollo.

FutureWater es la empresa líder en la asignación y ejecuta los componentes de modelado de recursos hídricos del proyecto.

The Mashhad city is the second largest city in Iran. The economic growth in the Mashhad city is strongly threatened by water shortages and unregulated groundwater extraction. The situation is critical, and the government is considering drastic infrastructural measures such as desalination and water supply from the Sea of Oman (Ministerie van Landbouw, 2018). Hence, finding cost-effective alternatives to reduce groundwater consumption in the Mashhad basin (Figure 1) is of regional interest.

The SMART-WADI project (SMART Water Decisions for Iran), carried out by a consortium of FutureWater, IHE-Delft, and local partner EWERI, focuses on farmers who irrigate their crops with groundwater. The aim is to provide up-to-date information and advice on water productivity, irrigation and farm management. The project combines the latest satellite technology for the quantification of water consumption and productivity, with high resolution flying sensor (drone) images to monitor the crop growth.

Figure 1. Mashhad basin in Iran.

Using this information in a crop model can determine the potential for improving agricultural practices and reduce groundwater consumption. This way, a higher crop yield (food production) and higher water productivity can be obtained (Figure 2). Eventually farmers receive this information in combination with recommendations regarding irrigation planning via an online portal or mobile app.

SMART-WADI is now in the phase of a feasibility project, in which the market context and technical aspects are tested. This is supported by the Partners for Water Program of RVO.nl, with co-funding from the executive project partners. Based on the first signals and the experiences of FutureWater and IHE-Delft in similar projects, it is estimated that this information service has great potential to be scaled up to other areas in Iran.

FutureWater is developing and testing a framework to predict crop yield and water productivity based on crop growth monitoring using flying sensors and remote sensing. Thanks to this innovation, farmers can timely plan field management practices (e.g. irrigation application) enhancing water productivity and reducing groundwater consumption.

Figure 2. Conceptual framework of SMART-WADI.

Hasta el momento no existe una metodología ampliamente aceptada para cuantificar el impacto del riesgo climático en proyectos de recursos hídricos que son apoyados y financiados por el Grupo del Banco Mundial. El Grupo de Evaluación Independiente (IEG) en su informe de 2012 titulado «Adaptación al clima Cambio: Evaluar la experiencia del Grupo del Banco Mundial», reconocía que «los modelos climáticos han sido más útiles para establecer el contexto que para informar de las mejores opciones de decisión política y de inversión” y que «a menudo tienen un valor agregado relativamente bajo para muchas de las aplicaciones descritas». En el informe se reconoce que «aunque el sector hidroeléctrico tiene una larga tradición para gestionar la variabilidad climática, el Grupo del Banco carece de herramientas de orientación específica y de metodologías apropiadas para incorporar las consideraciones del cambio climático en el diseño y la evaluación de los proyectos hidroeléctricos».

Tras su publicación en 2015 («Confrontando la incertidumbre climática en la planificación de recursos hídricos y el diseño de proyectos: El marco del árbol de decisiones»), el DTF se ha aplicado a diferentes proyectos del Banco en seis casos piloto de diferente índole (generación hidroeléctrica, suministro de agua, y riego) y financiado con fondos del Water Partnership Program. Este esfuerzo continúa en el marco de este análisis para dos proyectos adicionales que reciben financiación del Fondo Fiduciario para el Crecimiento Verde de Corea (KGGTF) y que se centran en aumentar la resiliencia y seguridad hídrica frente a inundaciones y el aumento del riego en la cuenca del río Nzoia en Kenia, y en la aplicación de la Guía de Resiliencia Climática del Sector Hidroeléctrico, basada en el DTF, para la central hidroeléctrica de pasada de Kabeli-A en Nepal.

FutureWater contribuye al proyecto mediante la ejecución de tareas específicas encaminadas a evaluar el riesgo de ambos proyectos mediante la modelización de cultivos y de asignación de agua en el caso de estudio de Nzoia, y la modelización hidrológica para cuencas de alta montañas en el caso de estudio de Nepal.