Tijmen Schults – FutureWater

Para seguir avanzando en nuestro modelo hidrológico SPHY, nos enorgullece anunciar cuatro grandes hitos para la comunidad de modelización SPHY. Dado que SPHY es ampliamente utilizado por FutureWater en programas de capacitación, nuestro objetivo siempre ha sido hacer que el modelo y sus datos sean lo más accesibles y fáciles de usar posible.

Hasta ahora, las Interfaces Gráficas de Usuario (GUIs) para SPHY sólo estaban disponibles en QGIS para la versión 2.0. Este proyecto ha actualizado esos plugins para garantizar la plena compatibilidad con las últimas versiones de SPHY, QGIS y Python. Los plugins actualizados también integran nuevas funcionalidades para manejar fuentes de datos de última generación como entradas del modelo. Con estos nuevos plugins de QGIS, ejecutar SPHY ya no requiere conocimientos de programación, lo que abre la puerta a un público mucho más amplio para configurar, ejecutar y analizar simulaciones hidrológicas con facilidad.

1. Presentación del plugin QGIS de SPHY

SPHY se integra ahora directamente en QGIS, permitiendo a los usuarios configurar, ejecutar y visualizar simulaciones SPHY a través de una interfaz gráfica intuitiva. Este plugin agiliza los flujos de trabajo, mejora la accesibilidad para nuevos usuarios y mejora la integración con conjuntos de datos geoespaciales. Entre sus características se incluyen

Flujo de trabajo SPHY completo integrado en QGIS
Preprocesamiento simplificado de las entradas del modelo
Interfaz intuitiva, sin código
Resultados visualizados directamente en QGIS
Configuración modular para diversas aplicaciones
Código abierto y totalmente reproducible

2. Nuevo sitio web de SPHY

El nuevo sitio web de SPHY ofrece una navegación más sencilla, documentación actualizada y un centro de recursos, descargas y materiales de formación. Visite www.sphymodel.com para explorar una plataforma nueva y moderna para todos los asuntos relacionados con SPHY.

3. Lanzamiento de la versión 3.1 del modelo SPHY

La última versión de SPHY en Github introduce nuevas características, mejoras de rendimiento y capacidades mejoradas para la modelización hidrológica y criosférica. Esta versión se basa en las sólidas bases de las versiones anteriores, integrando los comentarios de la comunidad y mejorando la flexibilidad y precisión del modelo. Puede descargarse gratuitamente y es de código abierto. Las novedades de esta versión son:

Se ha añadido un procedimiento de corrección del sesgo de los forzamientos meteorológicos
Mayor flexibilidad y opciones para definir los periodos de simulación
Cálculo mejorado del deshielo

4. Manuales, tutoriales y conjuntos de datos actualizados

Ya están disponibles los manuales de la nueva versión de SPHY y del plugin QGIS, así como nuevos conjuntos de datos para hacer funcionar tu modelo. Para el nuevo plugin QGIS se ha realizado un vídeo tutorial para explicar todos los entresijos de la herramienta.

Pronto habrá más

Estos avances suponen un gran paso adelante para que SPHY sea más accesible, potente y fácil de usar para investigadores, profesionales y responsables de la toma de decisiones de todo el mundo. Pronto organizaremos un seminario web para explicar todas las nuevas funciones y, a finales de este año, tenemos previsto organizar una jornada de usuarios para debatir con la comunidad SPHY los futuros desarrollos del modelo.

Vídeo

FutureWater, en colaboración con la Universidad de Utrecht, ha publicado Guidelines for Glacio-hydrological Modelling in High Mountain Asia. El informe ofrece un enfoque estructurado para desarrollar modelos glaciohidrológicos en entornos montañosos con escasez de datos, basándose tanto en la experiencia práctica como en los avances científicos.

La alta montaña asiática alberga las mayores reservas de hielo y nieve del mundo fuera de las regiones polares y desempeña un importante papel como fuente de agua para los principales sistemas fluviales de Asia, sustentando a más de mil millones de personas. Con el cambio de los glaciares y la capa de nieve debido al calentamiento global, la disponibilidad de agua está cambiando según las estaciones y los riesgos de inundaciones y sequías se están intensificando. Comprender y modelizar esta dinámica es esencial para gestionar los futuros recursos hídricos. Centradas en el modelo Spatial Processes in Hydrology (SPHY), las directrices presentan las mejores prácticas para la configuración, calibración y validación del modelo, ofreciendo procedimientos paso a paso para apoyar las evaluaciones del impacto climático y reforzar la gestión de los recursos hídricos en las cuencas dominadas por glaciares y nieve.

Las directrices se prepararon como parte del proyecto Desarrollo de un modelo glaciohidrológico y un plan de gestión integrada de los recursos hídricos para la subcuenca de Uttarakhand, encargado por la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (SDC) en el marco del programa de Fortalecimiento de la Adaptación al Cambio Climático en el Himalaya (SCA-Himalayas). Ejecutado entre 2021 y 2023 por un consorcio formado por FutureWater, la Universidad de Utrecht, la Universidad de Ginebra y el Instituto de Energía y Recursos (TERI) de la India. El proyecto utilizó la cuenca del Bhagirathi, en el norte de la India, como estudio de caso para ilustrar el enfoque de modelización.

El 25 de junio celebramos el cierre con éxito del proyecto RoSPro con un taller nacional celebrado en Nepal. El acto reunió a las principales partes interesadas para reflexionar sobre los resultados positivos del proyecto, como la mejora del acceso al agua de manantial, la resistencia de las carreteras y la participación de la comunidad en la gestión del agua.

Uno de los aspectos más destacados del proyecto fue el sistema de apoyo a la toma de decisiones desarrollado por FutureWater. Este sistema integra datos hidrológicos (como resultado del modelo hidrológico SPHY), geoespaciales y socioeconómicos en una plataforma fácil de usar, lo que permite tomar decisiones basadas en datos para una gestión sostenible del agua. Además, el sistema ofrece una sencilla calculadora de costes y beneficios para ayudar a las partes interesadas a evaluar el potencial de las medidas de gestión propuestas para los manantiales de montaña.

El taller puso de relieve la posibilidad de ampliar el enfoque a otras regiones, utilizando el DSS para orientar los futuros esfuerzos de protección de los manantiales y de gestión de los recursos hídricos. Esperamos continuar con esta labor en el futuro

Una versión de libre acceso del DSS está disponible aquí

FutureWater ha lanzado WE-HARP, una nueva herramienta de apoyo a las decisiones de concesión de licencias de agua en Mozambique. Desarrollada en el marco del programa Blue Deal, la herramienta se presentó durante una formación con ARA-Sul y está diseñada para que el proceso de concesión de permisos se base más en los datos.

En junio de 2025, Tijmen Schults visitó ARA-Sul para apoyar el desarrollo y la puesta en marcha de la herramienta. La iniciativa forma parte del programa Blue Deal Mozambique, cuyo objetivo es mejorar la gestión integrada del agua en toda la región. La herramienta WE-HARP (WEAP-based Hydrological Assessment of water Resource Permitting) está basada en Excel y ofrece una solución práctica para evaluar las solicitudes de permisos. Se creó y probó por primera vez en la cuenca del Umbeluzi, donde se vinculó a un modelo existente de asignación de agua y a la base de datos de usuarios de agua, SIRHAS. La cuenca del Umbeluzi es una cuenca transfronteriza que desempeña un papel crucial en la agricultura y en el abastecimiento de agua del área metropolitana de Maputo.

Se impartió una formación de 2,5 días a expertos en agua y técnicos de ARA-Sul, la autoridad regional del agua del sur de Mozambique. Los participantes conocieron la herramienta y aprendieron a evaluar las solicitudes de permisos utilizando indicadores hidrológicos. La herramienta está diseñada para apoyar las decisiones sobre permisos y reducir la presión sobre recursos hídricos clave, como el embalse de Pequenos Libombos.

La Asamblea General de la Unión Europea de Geociencias (EGU), celebrada del 28 de abril al 4 de mayo de 2025 en el Centro Austria de Viena, reunió a científicos e investigadores de todo el mundo. FutureWater se enorgulleció de formar parte de este evento y presentó sus últimos trabajos como parte del proyecto SOS-water EU Horizon, cuyo objetivo es definir el Espacio Operativo Seguro del agua para las cuencas fluviales europeas.

El miércoles 30 de abril, Tijmen Schults presentó un avance sobre la reducción de la escala de los equivalentes de agua de nieve (SWE). El SWE, un parámetro crítico para la modelización hidrológica, mide la cantidad de agua fundible en un manto de nieve. Tijmen presentó un nuevo modelo que utiliza el algoritmo de aprendizaje automático XGBoost para reducir la escala de los datos ERA5-Land SWE a una resolución más alta, mejorando significativamente la precisión.

La presentación de Schults, que formaba parte de la sesión HS2.1.1 – Hidrología de la nieve y los glaciares, esbozó la configuración del modelo y mostró su impresionante rendimiento. La presentación captó la atención de muchos investigadores y generó interés y debates durante la conferencia.

Presentación sobre la reducción de escala de SWE

A principios de marzo de 2025 se celebró la segunda fase de la formación sobre contabilidad hídrica en el marco del Programa de la FAO sobre Escasez de Agua. La formación se centró en la recopilación y el análisis de datos espaciales para construir y simular una cuenta del agua. Participantes de diversas instituciones gubernamentales trabajaron con conjuntos de datos de código abierto para calcular balances hídricos estacionales y evaluaron la disponibilidad de agua y las intervenciones en la cuenca piloto de Xe Champhone.

Un componente clave de la formación fue el uso de Google Earth Engine (GEE), donde los participantes aprendieron a extraer y procesar datos de precipitaciones, evapotranspiración y uso del suelo obtenidos por teledetección. Estos conjuntos de datos se utilizaron para calcular los componentes de la contabilidad hídrica, incluidas las entradas, salidas, demandas y demandas no satisfechas. En la segunda parte del programa, se presentó a los participantes el modelo de Evaluación y Planificación del Agua (WEAP), que simula el balance hídrico y la dinámica oferta-demanda en cuencas fluviales y sistemas de regadío. Utilizando un modelo tutorial para la cuenca del río Xe Champhone en la provincia de Savannakhet, los participantes exploraron cómo construir y ajustar escenarios para evaluar los impactos potenciales de las proyecciones futuras y las intervenciones políticas o de gestión sobre la disponibilidad, la demanda y el suministro de agua. Estos ejercicios ayudan a los participantes a tomar decisiones informadas y basadas en datos.

Los participantes se mostraron muy motivados para aplicar la contabilidad hídrica en su trabajo diario, y muchos expresaron su interés por un seguimiento institucional. Aunque los ejercicios de formación se centraron en la cuenca del Xe Champhone, los participantes reconocieron el potencial de aplicar enfoques de contabilidad hídrica de forma más amplia. Este impulso puede servir de base para ampliar los esfuerzos en materia de agua en toda la RDP Lao.

Conferencia sobre la contabilidad del agua

Estamos mejorando la herramienta WE-HARP: Evaluación Hidrológica basada en WEAP para Permisos de Recursos Hídricos, que conecta la base de datos de permisos con una interfaz para la evaluación de nuevas licencias de aguas superficiales.

To ensure effective implementation, FutureWater will maintain continuous engagement with ARA-Sul, providing technical support and collecting feedback through online sessions. This collaboration will help address challenges in system integration, troubleshoot issues, and refine functionalities. A significant component of this phase is the development of a comprehensive user manual and training materials, including PowerPoint slide decks, to guide ARA-Sul staff in effectively utilizing the tool for water licensing assessments. By embedding the tool within ARA-Sul’s operations, FutureWater aims to enhance decision-making capabilities and streamline the management of water resources in the region.

A consortium of international development finance institutions led by World bank and including Asian Development Bank (ADB) have signaled their intention to support the financing of the project. The climate risk management approach of the ADB aims to reduce risks resulting from climate change to investment projects by identifying climate change risks to project performance in the early stages of project development and incorporating adaptation measures in the design.

For this project FutureWater undertakes work to analyze climate change risk faced by Rogun HPP and the interaction between climate change, climate-responsive HPP operation, and downstream water resource demand as a 2nd phase following initial due diligence of ADB on available project documentation. The detailed tasks entail:

Analyze downscaled CMIP6 General Circulation Model (GCM) to understand projected changes in precipitation and heat trends across climate change scenarios in the Rogun dam catchment area. This includes assessment of indicators for likelihood of heatwave and extreme precipitation events.
Undertake an estimate of the Probable Maximum Flood level in the Rogun dam catchment through event-based simulation modelling factoring in changes to projections for extreme precipitation events and changing hydrological processes due to climate change.
Estimate the likelihood of annual discharge change based on climate change projections to understand the likelihood of Rogun HPP project economics being negatively affected by declining capacity factor driven by climate change impacts on hydrology.
Conduct a first order analysis of present and future glacial lake outburst flood risk based on review of studies from reputable sources.

With the results of this analysis, ADB can update earlier climate risk studies and guide investment decisions.

Last two weeks, the GLOW project held a roadshow through Mozambique, Eswatini, and South Africa presenting the innovative water management solution GLOW to local stakeholders. By combining weather forecasts, hydrological, and water resource modelling, together with visualisation tools, the GLOW service addresses transboundary water challenges, enhances water security, and provides actionable water management advice in the transboundary Maputo and Umbuluzi River Basins.

The GLOW team, composed of FutureWater, Hydrologic, and Emanti Management, recently completed a roadshow to present the progress and advancements of the ‘GLObal Water Availability Forecasting Service to Support Water Security’ (GLOW) project. The roadshow demonstrated how GLOW integrates weather forecasts, hydrological, and water resource modelling, together with visualisation tools to address the challenges of water availability and demand in the transboundary Maputo and Umbuluzi River Basins. Piloted with the support of the Partners for Water programme of RVO and Blue Deal Mozambique, the project focuses on scalable solutions that strengthen regional water security and governance.

GLOW addresses challenges in transboundary water resources management, which are increasingly complicated by climate change-driven droughts, flooding, and rising water demands. By integrating hydrological models such as PCR-GLOBWB and the water allocation model WEAP with meteorological forecasts, GLOW delivers accurate forecasts of water availability and demand. These forecasts, ranging from short-term (10 days) to seasonal (6 months), provide stakeholders, including water managers, dam operators, and decision-makers, with early warnings for droughts, floods, and actionable water allocation advisories. Delivered through the HydroNET platform, GLOW’s forecasts are easily accessible via user-friendly dashboards and reporting tools, helping support both operational and strategic water management across the region. The pilot demonstrates GLOW’s potential to improve water management by simulating a variety of user-defined management scenarios, highlighting the system’s role in supporting transboundary water governance and achieving SDGs 2, 6, and 13.

From the inception of the project, GLOW has been developed with involvement from the stakeholders in the Maputo and Umbuluzi River Basins, including the Joint River Basin Authorities (JRBA) of Eswatini, Mozambique’s Regional Administration of Waters in the South (ARA-Sul), National Directorate of Water Resources Management (DNGRH) and South Africa’s Inkomati-Usuthu (IUCMA) and Pongola-Umzimkhulu (PUCMA) Catchment Management Agencies. Through user requirements sessions, the varying needs of these authorities were mapped to ensure that GLOW is tailored to their specific challenges. The recent roadshow served as a platform to present the project’s progress, share key findings, and engage in open discussions about further enhancements. This ongoing dialogue is crucial for ensuring its alignment with the needs of water authorities and maximizing its impact in addressing real-world water security challenges.

Graphical User Interfaces are available for QGIS but only for SPHY v2.0 at the moment. This project will upgrade these plugins in order to make them compatible with the latest versions of SPHY (v3.0 and v3.1), QGIS and Python available. The updated plugins will also incorporate the additional functionalities to process state of the art new data sources as inputs.

As SPHY is used by FutureWater in several capacity building programs, our aim is to make the access to the data and the model as easy and intuitive as possible. With updated QGIS Plugins, no programming skills will be required to run the model, so a broader audience can use SPHY for their own purposes.

More information can be found at the SPHY website.