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Proyecto MAPA en la cuenca del Rio Maipo: desafíos del cambio global en la gestión de los
recursos hídricos
Sebastian Vicuña
Taller Hidrología Andina, 17 Noviembre 2015
La cuenca del Rio Maipo hoy: múltiples usuarios
Hidroelectricidad: 340 MW
Ecosistemas, turismo,
recreación
Minería de cobre: > 235,000 ton/año
Agricultura (frutas/vinos/hortalizas): 250.000 has (16% de la cuenca)
Industria: > 700 instalaciones
Santiago: > 6 millones de hab
La cuenca del Rio Maipo: Una ciudad que crece
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Year
PopulationTotal consumptionPer capita consumption
37,000 has
58,000 has
66,000 has
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98
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Año
El clima y su evolucion reciente
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150
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3501
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acu
mu
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m)
Días
Acumulada 1960-1990
Acumulada 2010-2014
Acumulado 201535%
El clima y su evolucion reciente
Objetivo principal del proyecto MAPA
Articular el desarrollo de un plan de adaptación con respecto a la variabilidad y el cambio climáticos en la cuenca del río Maipo a partir del análisis de las vulnerabilidades de
los diferentes tipos de usuarios del agua
Necesidad e Implementación de la adaptación
Factores de Incertidumbre (I)
Estrategias de Gestión/ Medidas de adaptación (A)
Modelos/ Herramientas (M)
Indicadores de Desempeño (D)
Necesidad de adaptación: ¿que valoramos?
Necesidad de adaptación: ¿Cómo determinamos los
impactos/vulnerabilidades?
Necesidad de adaptación: ¿Cuáles son las amenazas sobre lo que
valoramos?
Implementación de la adaptación: ¿Cuáles son las opciones y
responsables, como las financiamos?
Sector Publico
• MMA – SEREMI RM • GORE • MINVU-SEREMI RM • SUBDERE
• Min Agricultura: CNR; SEREMI RM; SAG RM; INDAP RM; CONAF
• SISS • DGA
Usuarios y proveedores de agua
• Junta Vigilancia 1ª Sección Maipo • AES Gener • Sociedad Canal de Maipo • A. Canal Unidos Buin • Aguas Andinas • CCU
• APR Batuco • Angloamerican • Comunidad de Aguas C. Naltahua • Comunidad de Aguas Canal Castillo • SNA • SMAPA
Sociedad Civil - Organismos multilateral
• CEPAL • AMUR • TNC
• Chile Sustentable • Fundación Terram
GRUPO CONSTRUCCIÓN DE ESCENARIOS Y VALIDACIÓN SUPUESTOS
Desarrollo socioeconómico
Asegurar medios de vida
Conservación de ecosistemas
Protección frente a eventos extremos
Protección propagación
contaminación
Actividades productivas (extractivas
de agua)
Actividades productivas
(no extractivas de agua)
Actividades de sostén familiar
Necesidades básicas
Ecosistemas acuáticos
Ecosistemas urbanos
Inundación
Agua de calidad para diferentes
usos
Seguridad hídrica
Satisfacción demanda
productiva
Satisfacción demanda población
Satisfacción caudal
ambiental
Satisfacción demanda parques y jardines
Caudal crecida controlable
Caudal de dilución
Satisfacción demanda
productiva
Satisfacción demanda
productiva Ag
ua
(flu
jo,
cali
dad
,
mo
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log
ía, e
tc.)
Actividad rentable/ bienes y servicios de
consumo
Seguridad alimentaria de
autoabastecimiento
Vida saludable
Experiencia estética, educativa, cultural, espiritual y valores
intrínsecos
Esparcimiento/recreación
Seguridad individual y territorial
Servicios ecosistémicos
Bienestar humano
Eco
sist
em
as t
err
est
res
Producción (ej. Ton, MWh)
Producción alimentos a
escala familiar
Dotación agua por persona
(ej. l/hab/día)
Diversidad de especies y hábitats
Áreas verdes
por habitante
Evitar riesgos (humanos e
infraestructura)
Concentración de
contaminantes
Pro
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Producción (ej.
visitantes)
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clim
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Es
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rio
s d
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clim
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es
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ollo
Desarrollo socioeconómico
Asegurar medios de vida
Conservación de ecosistemas
Protección frente a eventos extremos
Protección propagación
contaminación
Actividades productivas (extractivas
de agua)
Actividades productivas
(no extractivas de agua)
Actividades de sostén familiar
Necesidades básicas
Ecosistemas acuáticos
Ecosistemas urbanos
Inundación
Agua de calidad para diferentes
usos
Seguridad hídrica A
gu
a(f
lujo
, c
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dad
,
mo
rfo
log
ía, e
tc.)
Actividad rentable/ bienes y servicios de
consumo
Seguridad alimentaria de
autoabastecimiento
Vida saludable
Experiencia estética, educativa, cultural, espiritual y valores
intrínsecos
Esparcimiento/recreación
Seguridad individual y territorial
Servicios ecosistémicos
Bienestar humano
Eco
sist
em
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Es
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rio
s d
e
clim
a/d
es
arr
ollo
Modelo hidrológico/
hidráulico/ calidad de aguas
Desarrollo socioeconómico
Asegurar medios de vida
Conservación de ecosistemas
Protección frente a eventos extremos
Protección propagación
contaminación
Actividades productivas (extractivas
de agua)
Actividades productivas
(no extractivas de agua)
Actividades de sostén familiar
Necesidades básicas
Ecosistemas acuáticos
Ecosistemas urbanos
Inundación
Agua de calidad para diferentes
usos
Seguridad hídrica
Satisfacción demanda
productiva Ag
ua
(flu
jo,
cali
dad
,
mo
rfo
log
ía, e
tc.)
Actividad rentable/ bienes y servicios de
consumo
Seguridad alimentaria de
autoabastecimiento
Vida saludable
Experiencia estética, educativa, cultural, espiritual y valores
intrínsecos
Esparcimiento/recreación
Seguridad individual y territorial
Servicios ecosistémicos
Bienestar humano
Eco
sist
em
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est
res
Producción (ej. Ton, MWh)
Pro
du
ctividad
/ E
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ia
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clim
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arro
llo
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e
clim
a/d
es
arr
ollo
Modelo de distribución de
RRHH / hidráulico
Modelo de producción/ demanda/ bienestar
Satisfacción demanda población
Satisfacción demanda
productiva
Producción alimentos a
escala familiar
Dotación agua por persona
(ej. l/hab/día)
Desarrollo modelo WEAP
Cuenca intermedia
Sin acuíferos
Demanda agua (1ra Sección del
Maipo-PGM) Glaciares
MP-2
Calidad de Aguas
(QUAL2K)
LA-1
Producción y distribución AP
Sistema Maipo AA
Uso de agua e hidrología en
cordillera
Propuesta de creación de escenarios para el desarrollo territorial
ESCENARIOS CLIMÁTICOS
ESCENARIOS DE DESARROLLO
FACTORES EXTERNOS:
-POBLACIONALES -ECONÓMICOS
-TECNOLÓGICOS -OTROS
Cobertura/Uso del Suelo
ESCENARIOS DE ADAPTACION
Escenarios Climáticos Futuros
Atributos Posibilidades
RCP (W/m2) 3 (4.5; 6; 8.5)
Percentiles 5 combinaciones de percentiles PP5-T95, PP25-T75, PP50-T50, PP75-T25 y PP95-T5
Variables climáticas 2 (Precipitación; Temperatura)
Variabilidad natural Se considera serie de tiempo que mejor representa tendencia
Escenarios Futuros de Uso de Suelo • Objetivos:
– Generar escenarios espacialmente explícitos de los usos del suelo en la cuenca del Río Maipo al 2030 y 2050.
– Identificar factores que han inducido el cambio histórico de uso de suelo y que ayuden a inferir los escenarios futuros.
– Integrar políticas, incentivos y tendencias en un modelo espacial de uso de suelo.
Demanda Set de Condicionantes ¿Generado?
Urbana Alta BAU Sí
Urbana Alta Todas Rest (ALL) Sí
Urbana Alta PROT No
Urbana Baja BAU Sí
Urbana Baja Todas Rest (ALL) Sí
Urbana Baja PROT No
Legend
Áreas Urbanas e Industriales
Terrenos Agrícolas
Vegetación Natural
Áreas con escasa o nula vegetación
Cuerpos de Agua
Necesidad e Implementación de la adaptación
Factores de Incertidumbre (I)
Estrategias de Gestión/ Medidas de adaptación (A)
Modelos/ Herramientas (M)
Indicadores de Desempeño (D)
Necesidad de adaptación: ¿que valoramos?
Necesidad de adaptación: ¿Cómo determinamos los
impactos/vulnerabilidades?
Necesidad de adaptación: ¿Cuáles son las amenazas sobre lo que
valoramos?
Implementación de la adaptación: ¿Cuáles son las opciones y
responsables, como las financiamos?
Glaciar Bello
Glaciar Yeso
Glaciar
Pirámide
Glaciar
Mirador del
Morado
Glaciar San
Francisco
Estrategia de modelamiento con WEAP: Cuencas piloto
Evolución glaciares (al 2050) (Maipo en Las Hualtatas)
0
10
20
30
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70
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RCP 4.5 RCP 6.0 RCP 8.5
Sup
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Gla
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RCP 4.5 RCP 6.0 RCP 8.5V
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m3)
1984
2009 1984
2009
Maipo en Las Hualtatas
• Datos:
– Área subcuenca: 1035 Km2 total
– Área Glaciar (BLA+CUB): 67.8 Km2
– % Área glaciar: 6.5%
Maipo en Las Hualtatas
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Cau
dal
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3/s)
Fecha
Histórico RCP 8.5 PP 5 – T 95
0
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80
100
120
140
160
180
Cau
dal
pro
med
io (
m3/s
)
Semana
Historico
RCP 4.5 PP95-T5
RCP 6.0 PP50-T50
RCP 8.5 PP5-T95
Hidrograma Maipo en San Alfonso
50
60
70
80
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100
110
120
130
140
150
40 45 50 55 60 65 70 75
Cau
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pro
med
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ran
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(m3/s
)
Caudal promedio anual (m3/s)
Comparación de dos indicadores hidrológicos
Histórico
Umbral
(Q85)
1000
1050
1100
1150
1200
1250
1300
1350
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Gen
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hid
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ad (
GW
h)
Porcentaje de semanas en verano con caudal sobre umbral
Historico RCP 4.5 RCP 6.0 RCP 8.5
Comparación indicadores Cordillera – Cambio Climático
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Gen
erac
ion
ele
ctri
cid
ad a
nu
al (
GW
h)
Porcentaje de semanas en verano con caudal sobre umbral
Hidro actual
PHAM
Comparación indicadores Cordillera – Cambio Climático + PHAM
0
5
10
15
20
25
Cau
dal
(m
3/s
)
Fecha
Necesidad de producción de Agua Potable (PTAP-1- Las Vizcachas/La Florida)
Periodo crítico de análisis
0
2
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6
8
10
12
14
16
14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 2 4 6 8 10 12
Semana
QManzano/QPTAP1 (2005-2009)
Min= 2.86
(Semana 33)
Caudal Maipo en El Manzano 2020-2050 (escenarios característicos)
0
50
100
150
200
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3/s
)
Semana
Historico
RCP 4.5 PP95-T5
RCP 6.0 PP50-T50
RCP 8.5 PP5-T95
Comparación de dos indicadores hidrológicos
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65
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80
60 70 80 90 100 110 120 130
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)
Caudal promedio anual (m3/s)
Histórico
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250
2020 2021 2023 2025 2027 2029 2031 2033 2035 2037 2039 2041 2043 2045 2046 2048
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Yes
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m3)
Año
RCP45-PP95-T5 RCP60-PP50-T50 RCP85-PP5-T95
0
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2020 2021 2023 2025 2027 2029 2031 2033 2035 2037 2039 2041 2043 2045 2046 2048
De
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3/s
)
Año
RCP45-PP95-T5 RCP60-PP50-T50 RCP85-PP5-T95
RCP4.5 -PP95-T5
RCP6.0 -PP50-T50
RCP8.5 -PP5-T95
Semanas insatisfechas
0 8 272
Semanas/año insatisfechas
0.0 0.3 9.1
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Sem
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Caudal promedio periodo critico (m3/s)
Cuencas Aguas
Andinas
Zonas de
Influencia (1ra.
Sección)
Áreas bajo Riego
Canales
Modelo WEAP-PGM (1ra. Sección del Maipo)
Modelo WEAP-PGM (1ra. Sección del Maipo)
Plant Growth Model (PGM)
Escala Temporal
Diaria
Escala Espacial Asociación
(predio)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1-Apr 1-May 1-Jun 1-Jul 1-Aug 1-Sep 1-Oct 1-Nov 1-Dec 1-Jan 1-Feb 1-Mar
Flo
w (
m3/s
)
Week of the Year
Water Demand and Supply in ACUB (delivering as usual) 2030-2050
RCP 4.5 PP95 T5 (FWR) RCP 6.0 PP50 T50 (FWR) RCP 8.5 PP5 T95 (FWR)
Historical average RCP45-PP5-T95 RCP60-PP50-T50
RCP85-PP95-T5
5,00
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10,00
11,00
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Cau
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pro
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cri
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(m
3/s
)
Porcentaje del tiempo que se satisface la demanda
Comparación indicadores Agricolas (Prácticas de Riego Actuales - ACUB)
RCP 4.5 RCP 6.0 RCP 8.5 Historico
8,00
8,20
8,40
8,60
8,80
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rom
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del
Mai
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Caudal promedio en período crítico (m3/s)
Comparación indicadores Agricolas (Prácticas de Riego Actuales - ACUB)
RCP 4.5 RCP 6.0 RCP 8.5 Historico
3000.00
3200.00
3400.00
3600.00
3800.00
4000.00
4200.00
4400.00
4600.00
4800.00
0 2 4 6 8 10 12
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rom
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del
Mai
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)
Caudal promedio en período crítico (m3/s)
Comparación indicadores Agricolas(Prácticas de Riego Actuales - ACUB)
Series1 Series2 Series3 Historico
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
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Cau
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3/s
)
Porcentaje del tiempo que se satisface la demanda
Comparación indicadores Agricolas (Prácticas de Riego Actuales - ACUB)
RCP 4.5 RCP 6.0 RCP 8.5 Historico
40%
67%
8,00
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8,60
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9,20
9,40
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del
Mai
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Caudal promedio en período crítico (m3/s)
Comparación indicadores Agricolas (Prácticas de Riego Actuales - ACUB)
RCP 4.5 RCP 6.0 RCP 8.5 Historico
15%
67%
3000.00
3200.00
3400.00
3600.00
3800.00
4000.00
4200.00
4400.00
4600.00
4800.00
0 2 4 6 8 10 12
Pro
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cció
n p
rom
edio
del
Mai
z (T
on
)
Caudal promedio en período crítico (m3/s)
Comparación indicadores Agricolas(Prácticas de Riego Actuales - ACUB)
Series1 Series2 Series3 Historico
24%
67%
Propuesta de creación de escenarios para el desarrollo territorial
ESCENARIOS CLIMÁTICOS
ESCENARIOS DE DESARROLLO
FACTORES EXTERNOS:
-POBLACIONALES -ECONÓMICOS
-TECNOLÓGICOS -OTROS
Cobertura/Uso del Suelo
ESCENARIOS DE ADAPTACION
Desarrollo socioeconómico
Act. Prod. extractivas
de agua
Satisfacción demanda
productiva
Producción (ej. Ton)
Pro
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ctividad
/ Eficien
cia
Actividad rentable, bienes y servicios de
consumo
Servicios ecosistémicos
Eco
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Seguridad hídrica
Bienestar humano
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Escen
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esarrollo
Ejemplo del contexto agrícola
Medidas de adaptación
Medidas de adaptación y Seguridad Hídrica
33
28
31
29,34 35-37
30
32
28 (b)
38,39
40
43,45 5,7,14
20-22
41-42
8,10-12,15
14,16
9-12, 15
26-27
18,23
13
46
1-3
44
45
17 24,25
22 8 20,22
32
16
24
4,6
Medidas Tipo A: Medidas relacionadas con servicios ecosistémicos de regulación y provisión de agua
Todos los sectores (4) Introducción de cultivos nativos en el cerro.
(6) Inversión en terrazas
(18) Protección de glaciares
(28 a) Inversión en infraestructura verde para acceso y para evitar desastre
(26) Extensión de red de tubidimetros y estaciones climáticas
(27) Piscina de sedimentación
(23) Protección de taludes
(46) Fondo de agua en desarrollo por TNC
Medidas Tipo B: Medidas relacionadas con distribución y extracción de agua desde cauces naturales
Agrícola/Rural (Azul) Cordillera o Sistemas Naturales (Morado)
Urbano (Amarilla)
(8) Captación de agua de lluvia (20) Reglas de operación de infraestructura
(28 b) Inversión en infraestructura gris para acceso y para evitar desastre
(9) Automatización de las compuertas de los marco-repartidores
(21) Nuevas infraestructuras (30) Implementación de estanques de acumulación de agua en los parques urbanos
(10) Infraestructura de almacenamiento
(22) Revisión y/o reasignación de los derechos.
(33) Opciones de arriendo de agua
(11) Mejoras en el sistema de conducción
(24) Revisión de planes de contingencia para eventos extremos
(38) Contrato de opción con incentivos económicos para la reducción del consumo de agua
(12) Recarga artificial de acuíferos
(39) Contratos de opción de arriendo de derechos de agua o de compras de volumen
(15) Transferencias, y/o compras de derechos
(41) Potenciar y promover el desarrollo de polos urbanos en regiones al sur de Santiago
(42) Incorporación de los escenarios de disponibilidad de agua en la definición de zonas de potencial crecimiento urbano
Medidas Tipo C: Medidas relacionadas con medidas de eficiencia/eficacia/productividad dado contexto físico
Agrícola/Rural (Azul) Cordillera o Sistemas Naturales (Lila)
Urbano (Amarilla)
(1) Adopción de nuevas variedades de cultivo
(17) Definición de nuevas áreas de conservación
(29) Mejoras en pérdidas de distribución de agua potable
(2) Riego deficitario (25) Plataforma de alerta temprana para eventos extremos a corto plazo
(31) Tratamiento terciario
(3) Sistema de labranza que reduzca la evaporación del suelo (mulching)
(32) Reutilización de agua en procesos
(5) Implementación de programas de riego según fenología de cultivo
(34)Reducción de demanda vía cambio en comportamiento, cambios tecnológicos
(7) Adopción de tecnología de eficiencia de riego
(35)Asociar el riego a las necesidades reales de agua a la vegetación
(14) Elaboración de Plataformas ligadas a alerta temprana
(36) Criterios de eficiencia hídrica en el diseño de plazas y parques
(16 y 43) Incorporación de escenario de cc en los estudios de definición de zonas de riesgo para PT
(37) Medición de agua para riego de áreas verdes
(40) Aumentar la humedad del suelo de plazas y parques
(44) Cumplimiento de la norma secundaria para el caudal ambiental
(45) Naturalización de los cauces urbanos
Medidas Tipo D: Medidas relacionadas con beneficio final
Agrícola/Rural (Azul) Cordillera o Sistemas Naturales (Morado)
Urbano (Amarilla)
(13) Seguro Agrícola