Water Reallocation in the Input-Output Model

Water reallocation between economic agents has been –and continues to be- the subject of a considerable amount of research. This paper proposes a method for evaluating how water is reallocated within the economy in response to changes in final demand and changes in the technical water needs of activities and consumers. The empirical application, which is for the Catalan economy, shows important asymmetries in the effects that exogenous inflows and changes in water technical requirements cause on water reallocation. In the process of water distribution, exogenous inflows mostly benefit agriculture and damage private consumers. On the other hand, increases in technical water requirements have negative effects on agriculture and positive effects on the other production activities. The results of the study suggest that agriculture is an important activity not only in terms of water distribution but also in terms of water reallocation due to changes in final demand and technical water needs. Keywords: Water reallocation, water distribution, exogenous shock, technical water needs.

Anàlisi dels fluxos d'aigua, energia i mobilitat a cinc nuclis turístics de Menorca

Menorca és una illa del Mediterrani occidental i una important destinació turística. El turisme estival és un pilar de l’economia de l’illa i té implicacions en tots els aspectes d’aquesta. Una bona part dels turistes es concentren en nuclis turístics costaners dedicats a una única activitat (l’allotjament de turistes). En aquest projecte s’estudien els consums i els potencials de captació d’aigua i energia de cinc nuclis turístics menorquins i alguns dels seus establiments turístics i se n’avalua el potencial d’autosuficiència. També es fa un estudi de mobilitat dels turistes, a partir del qual es quantifica el cost energètic de la mobilitat i les emissions de CO2 que se’n deriven. Les eines utilitzades han estat enquestes i Sistemes d’Informació Geogràfica. Els resultats mostren que el consum hídric per persona és molt variable (de 98 a 466 litres diaris). El consum elèctric per persona és més homogeni que el d’aigua (entre 5 i 10 kWh·persona-1·dia-1 a nivell de nucli turístic) i presenta valors superiors en allotjaments del tipus hotel que del tipus apartaments. Els trajectes d’anada i tornada a l’illa amb avió o vaixell representen més del 80% del cost energètic total de les vacances a Menorca (aprox. 1 MWh per estada) i de les emissions de CO2 associades. Els turistes espanyols recorren un 180% més de distància en desplaçaments a l’interior de l’illa que els d’altres nacionalitats. L’aprofitament d’aigües pluvials podria cobrir menys del 25% de les necessitats hídriques de la majoria d’allotjaments turístics i entre el 28 i el 36% de les necessitats hídriques totals dels nuclis turístics, mantenint-se els nivells actuals de consum. La captació d’energia solar fotovoltaica in situ podria arribar a suplir entre el 50 i el 90% del consum d’energia elèctrica en els nuclis turístics i fins al 100% del mateix en alguns allotjaments turístics.

La permacultura en la gestión del agua: el caso de Can Valldaura

El presente trabajo se centra en el análisis del ciclo del Agua en la finca de Can Valldaura, en el municipio de Cerdanyola, dentro del Parc de Collserola. El IAAC (Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña), organismo gestor, pretende estudiar e investigar sobre el término de la autosuficiencia, volviendo a dinamizar entre otros aspectos las funciones agrícolas y ganaderas de la finca. El objetivo principal de este estudio es hacer propuestas en la gestión del agua bajo los principios de la Permacultura en la finca de Can Valldaura, queriendo analizar si es posible alcanzar la autosuficiencia a nivel hídrico realizando el proyecto silvoagroforestal planeado por el IAAC. Una vez calculadas las necesidades hídricas del proyecto de Can Valldaura, y analizadas las entradas y salidas hídricas del sistema, los resultados muestran que las infraestructuras actuales son insuficientes para llevar a cabo el proyecto silvoagroforestal si la autosuficiencia es un objetivo prioritario. En este sentido se proponen distintas medidas de gestión: la restauración del antiguo sistema de drenaje, la construcción de una nueva balsa, y el aprovechamiento de las aguas recogidas por los caminos. Además se proponen sistemas de cultivo que mejorarían la estructura del suelo aumentando la infiltración del agua de la lluvia y su retención. Los datos analizados indican que con las medias de gestión y sistemas de cultivo propuestos el proyecto silvoagroforestal podría llevarse a cabo de forma autosufiente.

An approach to costs and energy consumption in private urban Spanish Mediterranean landscapes from a simplified model in sprinkle irrigation

The number of private gardens has increased in recent years, creating a more pleasant urban model, but not without having an environmental impact, including increased energy consumption, which is the focus of this study. The estimation of costs and energy consumption for the generic typology of private urban gardens is based on two simplifying assumptions: square geometry with surface areas from 25 to 500 m2 and hydraulic design with a single pipe. In total, eight sprinkler models have been considered, along with their possible working pressures, and 31 pumping units grouped into 5 series that adequately cover the range of required flow rates and pressures, resultin in 495 hydraulic designs repeated for two climatically different locations in the Spanish Mediterranean area (Girona and Elche). Mean total irrigation costs for the locality with lower water needs (Girona) and greater needs (Elche) were € 2,974 ha-¹ yr-¹ and € 3,383 ha-¹ yr-¹, respectively. Energy costs accounted for 11.4% of the total cost for the first location, and 23.0% for the second. While a suitable choice of the hydraulic elements of the setup is essential, as it may provide average energy savings of 77%, due to the low energy cost in relation to the cost of installation, the potential energy savings do not constitute a significant incentive for the irrigation system design. The low efficiency of the pumping units used in this type of garden is the biggest obstacle and constraint to achieving a high quality energy solution

Dessalinització nuclear : estudi preliminar per l'aplicació a Catalunya

Aquest document pretén donar a conèixer el concepte de dessalinització nuclear, determinar els avantatges i inconvenients a nivell ambiental, així com els costos econòmics i energètics que poden suposar. Podem definir dessalinització nuclear com una planta de dessalinització d’aigua marina que és alimentada pel seu complet funcionament per un reactor nuclear. La planta utilitza tant l’energia elèctrica que es produeix com l’energia calorífica retinguda en l’aigua que surt del reactor. S’ha estructurat el treball en tres parts. La primera és una anàlisi de quin és l’ús que se’n fa a nivell mundial de la tecnologia de dessalinització. S’ofereixen dades de la producció mundial d’aigua dolça a partir d’aquesta tecnologia, en quins països se’n fa més ús i perquè. També es defineixen els tipus de plantes de dessalinització que es poden construir. El segon apartat és un anàlisi històric i d’actualitat de la dessalinització nuclear mundial. S’analitza el perquè del desenvolupament d’aquesta tecnologia i s’estudien les necessitats hídriques que es podran tenir en un futur. Es planteja si aquesta tecnologia pot satisfer-les. S’estudien les onze plantes de dessalinització nuclear que han funcionat. El tercer apartat és un estudi de la possible transformació de les dues plantes dessalinitzadores catalanes en dessalinitzadores nuclears. Es fa un anàlisi de costos energètics i de producció, sense tenir en compte els d’instal·lació. També s’investiga els possibles impactes per contaminació radiològica que podria generar l’aigua produïda amb aquesta tecnologia.

Clima i condicions de conreu en els orígens de l'agricultura mediterrània: evidències a partir de la composició isotòpica del carboni en restes arqueobotàniques

Este trabajo ilustra cómo el análisis de la composición isotópica del carbono en restos arqueobotánicos aporta información sobre las condiciones climáticas y de cultivo en el pasado. Tras una introducción metodológica, se presentan distintos ejemplos que utilizan semillas carbonizadas (trigo y cebada) y/o carbones de especies forestales (pino carrasco, encina, etc.), ambos tipos de restos recuperados en yacimientos de la cuenca mediterránea. Mientras la composición isotópica en cereales proporciona inferencias sobre la disponibilidad hídrica de los cultivos, el análisis de carbones ayuda a cuantificar la precipitación. La combinación de ambas fuentes permite hipotetizar sobre la implementación de prácticas agronómicas específicas encaminadas a incrementar la disponibilidad hídrica de los cultivos en el pasado.

Estudio de gestión de la finca La Esperanza, municipio de Pueblo Nuevo, Nicaragua

El presente proyecto tiene como finalidad el análisis de la Finca la Esperanza, en la localidad de Pueblo Nuevo, en la República de Nicaragua. En dicho análisis se estudian parámetros edáficos, calidad de agua y económicos, con el objetivo de poder plantear una propuesta de mejora en los rendimientos de la finca tanto a nivel económico como ambiental. La iniciativa de realizar este estudio surge de las necesidades del propio agricultor, que plantea el desarrollo rural sobre la base de actividades respetuosas con el medio. Las estrategias a los problemas sociales originados por la producción agraria industrial, como el éxodo rural, la pérdida de la agricultura convencional, la nueva función de los espacios agrarios de la sociedad, etc., se formalizaron en el denominado Desarrollo Sostenible. A nivel de finca cualquier concepción de sustentabilidad necesita que el agrosistema sea considerado como un ecosistema, en el que la investigación y la producción busquen no solamente altos rendimientos sino la optimización del sistema como un todo. Tal propósito requiere armonizar una viabilidad económica con otras variables, como estabilidad ecológica y equidad social. Para ello, los principios básicos de un sistema sostenible son: la conservación de los recursos renovables, la adaptación del cultivo al ambiente y el mantenimiento de un moderado pero sostenible nivel de producción. Como resultado de los análisis y observaciones hechas a lo largo de la estancia en la finca, se propone un plan de actuación de 10 años de duración en los cuales se procura alcanzar no únicamente unas cuotas máximas de rendimiento sino también la supervivencia de los recursos, base de la familia Videa Vanegas, propietarios.

Information systems for water resources management improvement in developing countries

Water resources management, as also water service provision projects in developing countries have difficulties to take adequate decisions due to scarce reliable information, and a lack of proper information managing. Some appropriate tools need to be developed in order to improve decision making to improve water management and access of the poorest, through the design of Decision Support Systems (DSS). On the one side, a DSS for developing co-operation projects on water access improvement has been developed. Such a tool has specific context constrains (structure of the system, software requirements) and needs (Logical Framework Approach monitoring, organizational-learning, accountability and evaluation) that shall be considered for its design. Key aspects for its successful implementation have appeared to be a participatory design of the system and support of the managerial positions at the inception phase. A case study in Tanzania was conducted, together with the Spanish NGO ONGAWA – Ingeniería para el Desarrollo. On the other side, DSS are required also to improve decision making on water management resources in order to achieve a sustainable development that not only improves the living conditions of the population in developing countries, but that also does not hinder opportunities of the poorest on those context. A DSS made to fulfil these requirements shall be using information from water resources modelling, as also on the environment and the social context. Through the research, a case study has been conducted in the Central Rift Valley of Ethiopia, an endhorreic basin 160 km south of Addis Ababa. There, water has been modelled using ArcSWAT, a physically based model which can assess the impact of land management practices on large complex watersheds with varying soils, land use and management conditions over long periods of time. Moreover, governance on water and environment as also the socioeconomic context have been studied.

Non-conventional water resources in coastal areas: a review of the use of reclaimed water

In an era of increasing concern for limited water resources a wise joint management of conventional and nonconventional water resources must be considered. Water scarcity aggravates in coastal zones which are often characterised by high population density, intense economic activity and tourism; meaning heavy seasonal water demands. The relationships between sea and land-water can also compromise the quality of available freshwater. In this context, the use of non-conventional water increases the availability of water supplies. Non-conventional water resources of low quality could be directed to meet several needs (like watering lawns, washing cars, flushing toilets and cooling systems, among others). Therefore, significantly more potable water would be available to meet human demand for safe water.

Assessing the environmental impact of water consumption by energy crops grown in Spain

The environmental impact of the water consumption of four typical crop rotations grown in Spain, including energy crops, was analyzed and compared against Spanish agricultural and natural reference situations. The life cycle assessment (LCA) methodology was used for the assessment of the potential environmental impact of blue water (withdrawal from water bodies) and green water (uptake of soil moisture) consumption. The latter has so far been disregarded in LCA. To account for green water, two approaches have been applied: the first accounts for the difference in green water demand of the crops and a reference situation. The second is a green water scarcity index, which measures the fraction of the soil-water plant consumption to the available green water. Our results show that, if the aim is to minimize the environmental impacts of water consumption, the energy crop rotations assessed in this study were most suitable in basins in the northeast of Spain. In contrast, the energy crops grown in basins in the southeast of Spain were associated with the greatest environmental impacts. Further research into the integration of quantitative green water assessment in LCA is crucial in studies of systems with a high dependence on green water resources.

Water scarcity management and agricultural production (What we can do to produce more with less water)

Crop seasonal sensitivity to water stress is concerned with how to control water stress levels to optimise yield or profitability. It deals with when we can reduce irrigation and impose moderate water deficits without affecting our target, and when we can apply water to avoid too much stress.

A priori parameterisation of the CERES soil-crop models and tests against several European data sets

Mechanistic soil-crop models have become indispensable tools to investigate the effect of management practices on the productivity or environmental impacts of arable crops. Ideally these models may claim to be universally applicable because they simulate the major processes governing the fate of inputs such as fertiliser nitrogen or pesticides. However, because they deal with complex systems and uncertain phenomena, site-specific calibration is usually a prerequisite to ensure their predictions are realistic. This statement implies that some experimental knowledge on the system to be simulated should be available prior to any modelling attempt, and raises a tremendous limitation to practical applications of models. Because the demand for more general simulation results is high, modellers have nevertheless taken the bold step of extrapolating a model tested within a limited sample of real conditions to a much larger domain. While methodological questions are often disregarded in this extrapolation process, they are specifically addressed in this paper, and in particular the issue of models a priori parameterisation. We thus implemented and tested a standard procedure to parameterize the soil components of a modified version of the CERES models. The procedure converts routinely-available soil properties into functional characteristics by means of pedo-transfer functions. The resulting predictions of soil water and nitrogen dynamics, as well as crop biomass, nitrogen content and leaf area index were compared to observations from trials conducted in five locations across Europe (southern Italy, northern Spain, northern France and northern Germany). In three cases, the model’s performance was judged acceptable when compared to experimental errors on the measurements, based on a test of the model’s root mean squared error (RMSE). Significant deviations between observations and model outputs were however noted in all sites, and could be ascribed to various model routines. In decreasing importance, these were: water balance, the turnover of soil organic matter, and crop N uptake. A better match to field observations could therefore be achieved by visually adjusting related parameters, such as field-capacity water content or the size of soil microbial biomass. As a result, model predictions fell within the measurement errors in all sites for most variables, and the model’s RMSE was within the range of published values for similar tests. We conclude that the proposed a priori method yields acceptable simulations with only a 50% probability, a figure which may be greatly increased through a posteriori calibration. Modellers should thus exercise caution when extrapolating their models to a large sample of pedo-climatic conditions for which they have only limited information.

Desenvolupament d'una tecnologia per a la millora de les recomanacions en la fertilització nitrogenada dels cereals d'hivern. (I) Cereals d'hivern a la Catalunya interior

Es va realitzar una sèrie d'assaigs d'adobat nitrogenat en diferents comarques de la Catalunya interior. En el conjunt d'aquests assaigs es varen comprovar tres mètodes diferents que es va considerar que eren prometedors per tal de millorar la fertilització nitrogenada. Els mètodes assajats eren el mètode del balanç de nitrogen, el del nitrogen mineral i el del contingut de nitrats al suc de la base de les tiges (CNSBT). Els sòls on es van realitzar els assaigs no presentaven cap limitació especial per al cultiu del blat i eren profunds, ben drenats, no salins i de textura mitjana; l'única excepció era un assaig sobre sòl moderadament profund. Per tant, i també pel que fa a la fertilitat química, els sòls s'han de considerar d'un potencial productiu mitjàalt. El mètode del balanç de nitrogen s'ha mostrat com a molt prometedor de cara a definir si cal la magnitud de l'adobat de cobertora per a les condicions estudiades. El mètode de nitrogen mineral també ha estat efectiu en aquest sentit, mentre que el del CNSBT s'ha revelat com a no aplicable en les condicions assajades, on en molts casos l'aigua és també factor limitant. Al llarg dels assaigs s'han identificat un seguit de factors que impedeixen ajustar la fertilitat nitrogenada. Entre aquests cal esmentar la mala estimació de la producció objectiu, la dificultat de predir el N disponible a partir dels adobs orgànics, dificultats de mostreig pel nitrogen nítric i l'efecte crític que té l'erràtica disponibilitat d'aigua que complica molt l'estratègia de fertilització nitrogenada a adoptar.

ISO standars on test methods for water radioactivity monitoring

Water is vital to humans and each of us needs at least 1.5 L of safe water a day to drink. Beginning as long ago as 1958 the World Health Organization (WHO) has published guidelines to help ensure water is safe to drink. Focused from the start on monitoring radionuclides in water, and continually cooperating with WHO, the International Standardization Organization (ISO) has been publishing standards on radioactivity test methods since 1978. As reliable, comparable and"fit for purpose" results are an essential requirement for any public health decision based on radioactivity measurements, international standards of tested and validated radionuclide test methods are an important tool for production of such measurements. This paper presents the ISO standards already published that could be used as normative references by testing laboratories in charge of radioactivity monitoring of drinking water as well as those currently under drafting and the prospect of standardized fast test methods in response to a nuclear accident.