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. ia ar M Pet er ia ar M Pet er 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. Christopher.George@iahr.org 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