El Proyecto del Delta de California:

IAHR – SPAIN WATER: Conferencia Magistral 2016
El Proyecto del Delta de California:
equilibrando la garantía del suministro de agua y la sostenibilidad
ecológica bajo el cambio climático y otros factores de estrés hídrico
Peter Goodwin, F.ICE, F. ASCE
President, IAHR
Center for Ecohydraulics Research, Delta Science Program
University of Idaho US Geological Survey
Delta Stewardship Council
Carter Borden
Andy Tranmer
Daniele Tonina
Elowyn Yager
Sharon Parkinson Steve Clayton
Rohan Benjankar
Randy Fiorini
Phil Isenberg
Lauren Hastings
Lindsay Correa
Rainer Hoenicke
Marina Brand
Laura King Moon
Jeff Keay
And many others
February 16, 2016
"Como dijo Shakespeare alguna vez: 'Ser o no ser...'
Por favor, disculpen a Peter ya que está tratando de aprender castellano, sin embargo, sus habilidades para
la modelización son mucho más avanzadas" Maria.
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This is YOUR IAHR Global Community
IAHR acknowledges CEDEX and Spain Water for your leadership and support in building international networks and fostering innovation to address the ‘Grand Challenges’ of managing water sustainably for future generations.
Please bring your ideas to IAHR for education, collaborative teams and exchanges of managers, agency leaders and scientists.
[email protected]
Una responsabilidad colectiva
La ciencia y la ingeniería son la parte fácil
Desarrollar un compromiso entre la sociedad para mantener a largo plazo estrategias de subsistencia, es la parte difícil.
La mayoria de las ideas fundamentals de la ciencia son escencialmente simples, y pueden como norma, ser expresadas en un lenguaje comprensible para todos.
Albert Einstein
Una pregunta del público:
Una pregunta del público:
‘¿Que tan grande es la inundación de la cual nos estás protegiendo?’
Una pregunta del público:
‘¿Que tan grande es la inundación de la cual nos estás protegiendo?’
‘No se preocupen. Su comunidad puede soportar inundaciones de hasta un exceso de 2,000 m3/s.’
Una pregunta del público: ‘¿Que tan grande es la inundación de la cual nos estás protegiendo?’
‘No se preocupen. Su comunidad puede soportar inundaciones de hasta un exceso de 2,000 m3/s.’
You just told the Community to *@*!* *** Le acabas de decir a la comunidad que
**@*!* ***
Como llega el agua a nuestras casas No tengo ninguna información al respecto
Administrando el agua en el futuro
Entre los ‘conductores del cambio’ estarán:
–Cambio de clima
–Crecimiento de la población
–Crecida relativa del nivel del mar
–Eventos catastróficos en ecosistemas bajo
estrés (inundaciones, terremotos, sequías)
–Especies invasivas
–Contaminantes emergentes
Hoy en dia no es posible usar el pasado para predecir el futuro
(USGS, Milly et al., 2008)
Ejemplo de Idaho: Especies invasivas que están cambiando la morfología de nuestras corrientes de agua
Montaña
Pino
Insecto
En dos años, el 40% de Idaho estará quemado
Ciencia comunitaria
Problemas Severos:
Problemas demasiado grandes y complejos para una consorcio tradicional universitario o una agencia
Problemas caóticos sociales y del medio ambiente:
Resultados diferentes para las mismas condiciones iniciales y de contorno
Los retos que enfrenta California
1200+km
Agua
18
Población
El agua está conectada en todo California
Una decisión no puede ser tomada en una localidad sin que afecte otras partes del estado
1
CVP
Mokelumne River
Aqueduct
2
San Francisco PUC Hetch Hetchy System
1913 - Raker Act
3
East Bay Municipal Utility District Mokelumne
River Aqueduct 1929
4
Hetch
Hetchy
System
5
SWP
Groundwater, Local
Resources & Conservation
US Bureau of Reclamation Central Valley
Project 1940 - 1st water delivered
CA Dept. of Water Resources
State Water Project
1960 - Burns Porter Act
1973 - 1st water to So.Cal.
Cerca del 40% de la energía en California se usa para trasladar el agua o para su tratado
El Delta- El caudal del agua
Sacramento River
~ 80% inflow: good quality
Tidal Flows
High salinity
East Side Rivers
~ 5% inflow: good quality
San Joaqin River
~ 15% inflow: poor quality
Movimiento del agua atravéz del Delta
1 Sac River
3
– Delta Cross Channel
– Mokelumne River
– Old & Middle Rivers
Sac River /
West Delta
2 San Joaquin
River
SWP Pumps
CVP Pumps
Court
Court Actions
Actions to
to Protect
Protect an
an Endangered
Endangered species
species –– the
the Delta
Delta Smelt
Smelt
Acción de los tribunales para proteger una
especie en peligro de extinción: Delta Smelt
Sacramento
Reduce Pumping if Smelt
are in this zone
SWP Pumps
CVP Pumps
22
Climate Change
El cambio en la nieve
Highest annual rainfall variability in US
Variaciones de la precipitación anual en los Estados Unidos
Annual coefficient of variation
SOURCE: Michael Dettinger, 2011. “Climate Change, Atmospheric Rivers, and Floods in California—A Multimodel Analysis of Storm Frequency and Magnitude Changes.” Journal of the American Water Resources Association 47(3):514‐523.
NOTES: Dots represent the coefficient of variation of total annual precipitation at weather stations for 1951‐2008, Larger values have greater year‐to‐year variability. Atmospheric rivers, levees, and floodplains in the Bay‐Delta system
Rios atmosféricos en el Sistema de la Bahía‐Delta Michael Dettinger, USGS
Joan Florsheim, UC Davis,
Marty Ralph, NOAA/ESRL/PSD
NOAA’s California‐Nevada Applications Program
Rios atmosféricos (3 weeks in Jan. 2012)
‐Lateral structure from satellite data (~400 km width & 2000 km long)
‐ (10‐20 Mississippis)
15
¿Qué tan GRANDES son éstas tormentas?
Largest 3-day storm totals in >30 yrs COOP records
Ralph & Dettinger, BAMS, 2012
RESEARCH ARTICLE
Unprecedented 21st century
drought risk in the American
Southwest and Central Plains
Benjamin I. Cook, Toby R. Ault , Jason E. Smerdon
28
• 4 Año de sequía
• El acumulamiento de nieve es a una tercera parte de los niveles históricos más bajos
en historia
Unprecedented
21st century
risk in 25%
the American
• 2015 ‐la alocación de usuariosdrought
urbanos–
Southwest and Central Plains
• 2015 alocación de la agricultura
atravéz del Proyecto del Valle Central ‐ 0%
RESEARCH ARTICLE
Benjamin I. Cook, Toby R. Ault , Jason E. Smerdon
POR SEGUNDO AÑO CONSECUTIVO
• Déficit de aguas subterráneas en la década pasada
– 45+ km3
29
Debemos contemplar el suministro del agua de California a su nivel más bajo, no en su promedio.
El número de tormentas sustanciales define si el año será
húmedo ó seco.
El abastecimiento de agua no está aumentando y llega
erráticamane
Promedio
Base
30
Aguas subterráneas
Source: Faunt et al., 2009. USGS En la última
década, el déficit
de aguas
subterráneas
ahora excede 45 km3 (extracciones
insostenibles)
Groundwater
Algunas áreas del valle central están subsidiendo
15mm al mes
New Orleans tiene diques vulnerables de Land Subsidence
160 km
Due to farming, erosion & peat soil oxidation
El Delta de California tiene más de 1800 km
‐10 m de diques vulnerables
below sea level
‐ 8m
‐5 m
‐2m
.
Feet Below Sea Level
30
20
10
5
Terremoto de magnitud 6.5
Causando una falla de 20 islas
Simulations courtesy of Dr. John DeGeorge
0 – 6 hours: Islands flood with fresh water
Terremoto de magnitud 6.5 Causando una falla de 20 islas
Simulations courtesy of Dr. John DeGeorge
12 – 24 hours: Salt water intruding into Delta
Terremoto de magnitud 6.5
Causando una falla de 20 islas
Simulations courtesy of Dr. John DeGeorge
1 – 7 days: Salt water throughout Delta
Terremoto de magnitud 6.5 Causando una falla de 20 islas
Simulations courtesy of Dr. John DeGeorge
30 days: A saline estuary
Una baja en el ‘Delta Smelt’ protegido por el Acto de Especies
en Peligro de Extinción
Hay otras especies también en peligro – muchas tienen necesidades conflictivas (ya sea de temporadas y de espacio)
1500
Delta Smelt
1000
500
1500
Delta Smelt
1000
500
2006
2004
2002
2000
1998
1996
1994
1992
1990
1988
1986
1984
0
1982
2000
1998
1996
1994
1992
1990
1988
1986
1984
1982
0
Resúmen de los poblemas que
enfrenta California
→
2/3 de los residentes de California cuentan con el agua del Delta (26m)
→
Irriga casi 4 millones de acres de tierras agricultoras
→
El 80% de las especies de pesca commercial cuentan con la Bahia‐Delta
→
Es el habitat de 700 especies incluyendo más de 50 que están en peligro de extinción o amenazadas
→
Es el epicentro de bio‐diversidad global
→
Tiene la pérdida más grande de bio‐diversidad
El Delta
¿Pueden más de 25 billones de agua de túneles y la restauración del ecosistema
ayudar a California a igualar la cantidad de agua disponible con las demandas de
las ciudades, la agricultura y el medio ambiente?
¿Juega la ciencia un papel importante en el proceso?
Dos túneles:
50km largo
Area del proyecto
12m diámetro
Delta: Sacramento‐
250+ m3/s
San Joaquin Mitigación del medio ambiente
60 km2
Mareas de los humedales están
restaurados y en pleno funcionamiento
120 km2
Legislación del estado de California del 2009.
Las metas co‐iguales
“Las metas co‐iguales representan dos metas que proveén un abastecimiento más confiable de agua para California y la protección, restauración y el mejoramiento del ecosystema del Delta
Las metas co‐iguales serán logradas de una manera que proteja y mejore los valores únicos culturales, recreacionales, recursos naturales y agriculturales
del Delta como un lugar de evolución constante”
El papel de la ciencia
“Atravéz del esfuerzo en conjunto del gobierno estatal‐federal y con la ciencia como nuestra guía, estamos tomando medidas comprensibles para atacar el problema del agua en California…
From July 25, 2012 Governor Brown and President Obama Administration joint announcement on California's water future.
“Y llevando a cabo esta sección el Consejo hará un uso de lo mejor que la ciencia tiene disponible.”
California Water Code §85302(g) El paisaje ha sido transformado
¿Qué tanto se puede restaurar ahora?
Yarnell, S.M., G.E. Petts; J.C. Schmidt, A.A. Whipple, E.E. Beller; C.N. Dahm; P. Goodwin; J.H. Viers, 2015. Functional Flows in Modified Riverscapes: Hydrographs, Habitats and Opportunities BioScience 2015. doi: 10.1093/biosci/biv102
Retos para la ciencia
• Complejidad
• El manejo de las expectativas de líderes politicos
• Retos para universidades de exploración y agencias: estructurar la ciencia en referencia a la magnitud del problema
• Decisiones basadas en la ciencia no en los tribunales
Complejidad del sistema
Número de especies en el Delta ≈
1 ×
30 ×
35 × 50 ×
1000! Número de individuos en el Delta ≈
108 x 1010 x 1012
x 1015
¡Y todos pueden interactuar!
Dinámicas de las poblaciones de peces
Lo que necesitamos: índices
Lo que evaluamos
# Depredadores
Desarrollo,
crecimiento
Reproducción
Maturación
Alimentación
Depredación # Peces en el (Enfermedades) Delta
Larva juveniles, adultos
Advección
# Zooplancton
Indice neto de flujo
San Francisco Estuary and Watershed Science, Volume 13, Issue 3. http://dx.doi.org/10.15447/sfews.2015v13iss3art7 Tiene que haber una mejor manera
Ciencia combativa vs Ciencia colaborativa
Desarrollar un “Conocimiento del Estado del Delta” común
La ciencia no debe ser usada como una excusa para no actuar
Más de 230 agencias locales, estatales y federales
Más de 1000 contribuciones
Un marco para la ciencia colaborativa
Plan científico Delta
Un Delta, Una ciencia
Terminado
30 de Diciembre, 2013
Delta Stewardship Council
Delta Science Program ¿De quién quedamos que era el plan científico?
Nuestro
30
Una cultura transformada
Un Delta, Una ciencia
"Si no lo comparto, no existe"
• Un conocimiento en grupo
•Revisiones entre colegas y la mejor ciencia de punta
•Apoyo técnico para llevar a cabo decisiones que se adapten al
Delta
•Prioridades compartidas
– Accionables, relevantes, legítimas y veraces
• Datos y herramientas accesibles y transparentes
•Manejo de conflictos científicos – darle la bienvenida a las diferencias
Manejo de datos del medio ambiente en una era de enorme cantidad de data
‐ La orden ejecutiva del president Obama
Acceso abierto a datos para las agencias federales
‐ La legislación de California está pendiente
Centro de modelazión y red de trabajo virtual
Taller de la Fundación Nacional de la Ciencia ‐
Mayo 2015
Esperanza para el futuro:
El 80% de los trabajos e ingresos en el área de la agricultura se obtienen con el 40% del agua que es
acarreada.
En tiempos de cambio, los estudiantes serán quienes heredarán el mundo, mientras que los conocedores estarán perfectamente preparados para un mundo que ya no existe
Alastair Smith
Gracias por su amable atención.
¿PREGUNTAS?
Delta Science Program:
http://www.deltacouncil.ca.gov/science-program
UI Center for Ecohydraulics Research: http://www.uidaho.edu/ecohydraulics