Economía de los Recursos Hídricos Centro Politécnico Superior POSTGRADO EN INGENIERÍA DE LOS RECURSOS HÍDRICOS Zaragoza, Diciembre 2003-Abril 2004  Economía de los Recursos Hídricos José Albiac Murillo Unidad de Economía Agraria Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria

ÍNDICE 1. El Sector del Agua en España 2. La Oferta y Demanda de Agua y la Gestión del Recurso 3. Efectos de la Políticas Agraria y Medioambiental sobre los Recursos Hídricos: Política Agraria Común Directiva Marco del Agua Plan Hidrológico Nacional Plan Nacional de Regadíos 4. Alternativas al Plan Hidrológico Nacional

El Sector del Agua en España España es un país con una superficie de 506.000 km2 y unas precipitaciones anuales de 346.000 hm3, que tienen una fuerte variación espacial y temporal. El caudal total de los ríos es 110.100 hm3 con una capacidad de embalse de 56.100 hm3 y un stock medio de agua embalsada de alrededor de 25.000 hm3.

Confederaciones Hidrográficas

El agua se considera un bien gratuito como si fuera un recurso ilimitado Únicamente se pagan exacciones para pagar parte de las inversiones que la administración hidráulica realiza para garantizar la disponibilidad del recurso Captación Infraestructura de regulación Redes de distribución y canalización Infraestructura de vertidos Depuración

Al ser un recurso escaso el agua es un bien económico: tiene costes de oportunidad por su uso en ciertas actividades, y costes medioambientales de aprovisionamiento y utilización. El agua en España es un recurso natural escaso, susceptible de degradación, y es un factor indispensable en multitud de procesos productivos y en la funcionalidad de los ecosistemas Su disponibilidad, acceso, preservación y protección es una cuestión importante y una fuente de conflictos entre grupos de usuarios y regiones

En un enfoque económico, lo más importante es el precio y el coste del recurso (Oferta y demanda) _coste económico de inversion y operación de las infraestructuras para disponer del recurso y depurarlo. _coste medioambiental de aprovisionamiento y de contaminación Precio: valor del producto marginal de su utilización como factor productivo Las actuales tarifas de agua carecen de relación con: i) la escasez del mismo, que determina su valor como bien económico; ii) los costes totales de aprovisionamiento; iii) el valor del agua para el usuario.

El desajuste entre oferta y demanda tiene como consecuencia un sistema de racionamiento del agua, al superar ampliamente la demanda a la oferta disponible. Esta escasez puede solucionarse mediante medidas de gestión de demanda que reasignen el recurso de forma más racional. Pero el mercado no funciona correctamente con los bienes ambientales por la existencia de los llamados fallos del mercado o externalidades, por lo que es necesario un marco de regulación. Además el carácter de bien público (no-rivalidad y no-exclusión) de los recursos hídricos, justifica la intervención de la administración para su provisión.

La Oferta y la Demanda de Agua Urbana Demanda Industrial Agraria Producción Eléctrica Demanda Total Consuntiva Consumo Retorno 4.667 1.647 24.094 4.915 35.323 30.408 20.783 9.624 La demandada alcanza 35.300 hm3 al año, para abastecimiento urbano, industrial, regadío y generación hidroeléctrica. La demanda consuntiva es 30.400 hm3, y los retornos de los sectores urbano, industrial y agrario son 9.600 hm3 (en general degradados). El consumo real de agua es 21.800 hm3/año.

La demanda consuntiva de agua de 30. 400 hm3, se divide entre 24 La demanda consuntiva de agua de 30.400 hm3, se divide entre 24.100 hm3 para usos agrícolas, 4.700 hm3 para usos urbanos, y 1.600 para usos industriales. Las nuevas demandas urbanas e industriales, y la creciente sensibilidad medioambiental en relación al aprovisionamiento y utilización del agua, son factores que presionan para que se introduzcan nuevas políticas de gestión del agua. También el problema de “capacidad de carga” de los ecosistemas fluviales, que está sobrepasada en algunas cuencas.

En el actual escenario de escasez de agua, la asignación entre usos alternativos ha creado importantes conflictos entre grupos de usuarios y administraciones regionales. La escasez de agua es especialmente aguda en las cuencas del sureste peninsular, ya que la producción hortofrutícola ha llevado a una fuerte expansión de la demanda de agua, y a la sobreexplotación de acuíferos y la degradación de los sistemas hídricos. El Plan Hidrológico Nacional proponía grandes inversiones para transferir agua del Valle del Ebro a las cuencas del sureste (4.200 millones €).

Empresas de suministro de agua Otros sectores productivos Agricultura Empresas de suministro de agua Otros sectores productivos Captación directa 26.475 5.163 2.049 Usos Riego 19.775 Pérdidas de agua en la distribución 4.517 1.086 Consumo hogares 2.354 Otros sectores productivos (industrias y servicios) 1.723 Flujos de Agua entre Economía y Medio Ambiente La agricultura capta 26.475 hm3 y utiliza 19.775 hm3 (resto pérdidas distribución) Las empresas de suministro captan 5.163 hm3 y distribuyen 2.354 a los hogares y 1.723 a las industrias y sector servicios. Las industrias y servicios captan directamente 2.049 hm3. Los retornos y descargas a la naturaleza son 8.721 hm3 de la agricultura y 2.264 hm3 de aguas residuales de redes urbanas e industriales.

Water flows into the economy and between the economy and environment 1999 (1000 m3)

Uso sectorial del agua en el UE País Uso urbano Uso industrial Uso agrícola Prod.eléctrica Alemania 6 11 3 80 Austria 33 21 9 37 Bélgica 86 Dinamarca 49 42 España 13 5 68 14 Francia 15 10 12 63 Grecia 83 2 Irlanda 39 25 Italia 57 Países Bajos 8 4 1 87 Portugal 53 36 Reino Unido 52 7 27 Suecia 35 55 Total UE 30 46 Estados Unidos 40 Uso sectorial del agua en el UE Elevada demanda de riego en la zona mediterránea La demanda en España es elevada, por la importancia del regadío y los bajos precios del agua de riego 3,3 pta/hm3 (INE) La demanda agrícola es el 68 % de la total (80% de consuntiva)

Uso sectorial del agua en el UE Países PIB agrario sobre total Empleo agrario sobre total Superficie regadío sobre total Agua en agricultura (hm3) Alemania 1,0 4,0 3,9 1.828 Austria 2,2 4,8 0,3 201 Bélgica 1,6 1,5 0,1 14 Dinamarca 3,0 17,1 350 España 4,1 8,9 17,6 24.094 Finlandia 4,6 6,9 2,5 80 Francia 2,4 4,3 7,6 4.918 Grecia 11,8 22,0 37,6 4.183 Holanda 3,4 3,1 60,0 127 Irlanda 6,8 11,9 - 179 Italia 5,7 22,8 32.203 Luxemburgo 1,4 0,22 Portugal 6,0 13,6 19,9 3.833 Reino Unido 1,7 1,8 1.721 Suecia 2,0 3,3 173 Media UE 2,3 12,9 Suma = 73.901 Uso sectorial del agua en el UE Importancia del regadío en países mediterráneos por PIB, empleo, superficie y agua consumida

El Regadío en España La superficie de regadío en el sector agrario alcanza los 3,43 millones de hectáreas distribuidas entre 2,31 millones de hectáreas de cultivos herbáceos y 0,84 millones de cultivos leñosos. Los cereales ocupan 967.000 ha y generan unos ingresos de 914 millones de € Los cultivos industriales ocupan 569.000 ha con unos ingresos de 932 millones de € Las hortalizas ocupan 357.000 ha y generan 3.720 millones de € Los frutales cítricos y no cítricos ocupan 501.000 ha con ingresos de 2.482 millones de €.

Superficie y valor cultivos regadío

2,00 €/m3 para las hortalizas y 0,75 €/m3 para los frutales. Tanto el grupo de cereales como el grupo de cultivos industriales tienen unos ingresos medios por metro cúbico inferiores a los cultivos hortícolas y los frutales. Los ingresos por m3 de agua son de unos: 0,13 €/m3 para los cereales 2,00 €/m3 para las hortalizas y 0,75 €/m3 para los frutales. Los ingresos de los sectores industriales con una demanda de agua importante, son mucho mayores: 84,3 €/m3 en la industria agroalimentaria 83,1 €/m3 en la industria química 71,7 €/m3 en la industria papelera El ingreso medio es entre 50 y 600 veces mayor que en la agricultura

Precios del agua Los precios del sector urbano son de unos 0,70 €/m3 Los precios en el sector agrario son mucho más bajos, de unos 0,02 – 0, 12 €/m3 El valor de los servicios medioambientales del agua puede ser muy elevado, aunque no existen estudios de valoración de estos servicios: recreativos ecoturismo valor de no-uso de la protección de los ecosistemas

La superficie de regadío en la cuenca del Ebro es de unas 850 La superficie de regadío en la cuenca del Ebro es de unas 850.000 ha, y Aragón tiene 370.000 ha Regadío en Aragón

Superficie y uso del agua por grupo de cultivos en Aragón (2002) Superficie (ha) Uso de agua (hm3) Cereales, alfalfa, girasol 298,445 2,296 Hortalizas 8,927 49 Frutales 61,670 525 Total 369,042 2,869 Agua de riego y pérdidas por sistema de riego en Aragón (2002) Uso de agua (hm3) Pérdidas (hm3) Superficie 2,083 833 Aspersión 603 121 Localizado 184 18 Total 2,869 972

Cereales en Aragón

Hortalizas en la cuenca del Segura

Las frutas y hortalizas son cultivos de elevada rentabilidad económica y una parte importante de la producción se concentra en el sureste donde hay una grave sobreexplotación de recursos hídricos. El Ministerio de Medio Ambiente ya señaló en el Libro Blanco del Agua que apoyaría el regadío de elevada rentabilidad económica, pero no el regadío de baja rentabilidad de la España interior, y el trasvase del Ebro fue el resultado de esta política.

En la Unión Europea, el Sexto Programa de Acción Medioambiental (2002-2012) establece cuatro áreas prioritarias: Cambio climático Naturaleza y biodiversidad Medioambiente y salud Recursos naturales y residuos Para mejorar la situación en estas áreas, el Programa establece los siguientes enfoques: Asegurar el cumplimiento de la legislación medioambiental Integrar el medioambiente en todas las políticas relevantes Trabajar con las empresas y los consumidores para identificar las soluciones Asegurar el acceso de los ciudadanos a la información medioambiental Desarrollar una mayor conciencia medioambiental en el uso de la tierra

RECURSOS HÍDRICOS Los problemas de los recursos hídricos son: -Contaminación y pérdida de calidad de las aguas. Las fuentes de contaminación son las actividades agrarias, industriales y urbanas. La actividad agraria es una fuente difusa de contaminantes como nitratos, fosfatos y plaguicidas, la industria contamina con metales pesados, y las zonas urbanas con materia orgánica. Las consecuencias son el deterioro de la calidad de los sistemas hídricos y del suelo, la eutrofización y proliferación de algas -Sobreexplotación de las aguas superficiales y subterráneas que causa la desecación de habitats y el deterioro de los ecosistemas, la disminución del caudal de los ríos, y la penetración de agua salada en los acuíferos

Hay varias directivas de la Unión Europea para mejorar la calidad de las aguas, entre ellas la Directiva de Nitratos de 1991 y la Directiva Marco del Agua de 2000. La Directiva Marco tiene como principio que el usuario pague el coste del agua (coste de recuperación completo) y el objetivo es alcanzar una buena calidad de las aguas El regadío afecta a los recursos hídricos continentales y a la calidad del suelo Las propuestas de políticas de gestión de agua se centran en la gestión de la demanda con medidas como subir los precios del agua para recuperar costes, introducir mercados de agua, o revisar las concesiones.

Las principales políticas que afectan al regadío son las normativas sobre política agraria, y sobre políticas de agua y medioambiente: Política Agrícola Común, Directiva de Nitratos de 1991, Directiva Marco del Agua de 2000, Plan Nacional de Regadíos, y Plan Hidrológico Nacional. Se han realizado algunos estudios sobre el regadío en España [Berbel et al. (1999) y Sumpsi et al. (1998)] utilizando programación matemática, en los que se examina el efecto de subidas en el precio del agua. Otros trabajos realizados en nuestro departamento utilizan programación lineal y dinámica, teledetección y SIG. Se han realizado pocos trabajos en España que analicen las medidas de política medioambiental para el control de la contaminación difusa.

Efectos de las políticas agraria y medioambienal sobre los recursos hídricos Política Agrícola Común Los cambios de la Política Agrícola Común de la Agenda 2000 y de la modificación de 2003, implican la gradual liberalización de los mercados agricolas, la reducción de las subvenciones públicas, y un cumplimiento más estricto de los requisitos medioambientales. Directiva Marco del Agua La nueva Directiva Marco del Agua promueve precios del agua cercanos al coste completo de recuperación y establece restricciones a las emisiones contaminantes y estándares de calidad para alcanzar el “buen estado” de todas las aguas. Plan Hidrológico Nacional El proyecto principal del PHN es el trasvase del Ebro, que se va a derogar y que pretendía resolver los problemas de escasez y degradación de recursos hídricos en el sureste peninsular. Plan Nacional de Regadíos El objetivo del PNR es modernizar los sistemas de riego en la agricultura. Evaluación Económica de las Políticas de Gestión de Agua

Efectos de los cambios de la PAC en Aragon Ingreso por hectárea en cada comarca Horizontes 2006 y 2012

Renta neta por hectarea en cada comarca Horizontes 2006 y 2012

Pagos directos por hectárea en cada comarca Horizontes 2006 and 2012

Calendario de la Directiva de Nitratos Requerimiento Fecha fijada para su cumplimiento Transposición a los ordenamientos nacionales Diciembre 1993 Designación de zonas vulnerables Establecimiento de Códigos de buena prácticas agrarias Establecimiento del primer Programa de Acción para cuatro años Diciembre 1995 Informe a la Comisión sobre la situación Junio 1996 Conclusión de la revisión de las zonas designadas Diciembre 1997 Comienzo del límite máximo de 210 kg de N de aplicación de abono Diciembre 1998 Conclusión del primer Programa de Acción Diciembre 1999 Comienzo del límite máximo de 170 kg de N Diciembre 2002 Conclusión del segundo Programa de Acción Diciembre 2003

Zonas vulnerables a la contaminación por nitratos y zonas designadas (valoración UE)

Directiva Marco del Agua La nueva DMA promueve precios del agua cercanos al coste completo de recuperación (incluyendo los costes medioambientales) para conseguir el ahorro de agua y la gestión sostenible de los recursos hídircos (problemas en el sur de Europa para que los precios más elevados solucionen la degradación y sobreexplotación de acuíferos). La Directiva establece una combinación de límites a las emisiones y estándares de calidad, con calendarios para alcanzar una calidad apropiada para todas las aguas, y la gestión del agua basada en cuencas y participación de los usuarios. La gestión del agua de riego en España va a ser clave como consecuencia de la Directiva Marco del Agua. La contaminación de nitratos en España afecta en especial a la costa mediterránea y a las cuencas del Ebro y Guadalquivir, por la excesiva utilización de fertilizantes.

Calendario de la Directiva Marco del Agua Año Asunto Referencia 2000 Directiva entra en vigor Art. 25 2003 Transposición a legislación nacional Identificación de las Cuencas Hidrográficas y las Autoridades competentes Art. 23 Art. 3 2004 Caracterización de las cuencas: presiones, impactos y análisis económico Art. 5 2006 Establecimiento de la red de control Comienzo de las consultas públicas (fecha límite) Art. 8 Art. 14 2008 Presentación del borrador del plan de gestión de cuenca Art. 13 2009 Plan final de gestión de cuenca incluyendo los programas de medidas Art. 13 & 11 2010 Introducción de las políticas de precios Art. 9 2012 Los programas de medidas son operativos Art. 11 2015 Cumplimiento de los objetivos medioambientales Art. 4 2021 Se completa el primer ciclo de gestión Art. 4 & 13 2027 Se completa el segundo ciclo de gestión, fecha final para alcanzar los objetivos

Nutrientes Los nutrientes necesarios para el crecimiento de las plantas son nitrógeno, potasio y fósforo. Estos nutrientes pueden llegar hasta los recursos hídricos por dos vías: i) por transporte de nutrientes a lo largo de la superficie del suelo, debido al agua de lluvia, la nieve o las aguas de riego que no penetran en el suelo, es decir por escorrentía superficial; ii) por lixiviado o lavado de nutrientes a través del suelo producido por la percolación de agua de lluvia, riego o nieve.

Sales Las sales se presentan generalmente en forma de cloruro de sodio (NaCl), cloruro de potasio (KCl) y cloruro de calcio (CaCl2). La Directiva del agua para consumo da una concentración guía para las sales de 25 mg/l e indica que concentraciones superiores a 200 mg/l pueden provocar efectos nocivos para la salud. La Directiva para Aguas de Consumo da un valor guía de 400 S/cm, mientras que la Directiva de Aguas Superficiales fija un valor de 1.000 S/cm para todo tipo de categorías de agua. La EEA (1999) señala que existen ocho países europeos en los que el valor medio anual de 1.000 S/cm se excede en más del 18 por ciento de los lugares de muestreo.

Las medidas de control de contaminación: -pueden ser impuestos sobre inputs, como en el caso de subir los precios del agua y del abonado de nitrógeno la medida es homogénea para todos los cultivos, el pago depende del uso del input -puede ser impuesto sobre contaminación, como el impuesto sobre el lixiviado de nitrógeno la medida es homogénea para todos los cultivos, el pago depende de la contaminación (quien contamina paga). -pueden ser límites al abonado distintos para cada cultivo, según el lixiviado de nitrógeno de cada cultivo la medida varia por cultivos según el lixiviado

El responsable de la toma de decisiones, tiene que elegir la medida teniendo en cuenta su coste-eficiencia (análisis coste-beneficio de la medida), el coste de obtener la información necesaria y el coste administrativo de implementación. Los impuestos sobre inputs (subir precio de agua y de nitrógeno) tiene un coste-eficiencia bajo (los agricultores pierden), pero el coste de información y el coste administrativo son bajos El impuesto sobre contaminación (impuesto sobre el lixiviado de nitrógeno) tiene mejor coste-eficiencia, pero elevado coste de información y administrativo ¿contaminación de cada parcela? ¿control del pago de cada agricultor? Los límites al abonado distintos para cada cultivo, tiene coste-eficiencia elevada, pero coste administrativo también elevado

Contaminación difusa por nitratos -Algunos estudios han examinado la eficiencia de costes de medidas alternativas de reducción del lixiviado de nitrogeno en algunos cultivos (Yadav 1997, Vickner et al. 1998, Martínez 2002), pero la clasificación de las medidas depende no solo del cultivo sino también del tipo de suelos. -Hemos analizado las medidas de reducción del lixiviado de nitratos, clasificando las medidas según su eficiencia de costes.

AREA DE ESTUDIO 17 municipios en la provincia de Huesca (85.000 ha). Embalse de la Sotonera 187 hm3. Información utilizada Datos agronómicos y operaciones de cultivo por tipo de suelo. Datos meteorológicos. Prácticas de gestíon de agua de las comunidades de regantes. El riego por superficie es el sistema de riego predominante.

Suelos Suelo Productividad Superficie (ha) CRAa Eficienciab CEc Unidad Serie AG0 Chacilla Alta 2.478 1.800 60 2,5 AG1 Planteros Baja 7.558 730 40 AG2 Corraletes Intermedia 17.263 2.043 8,0 AG3 Valfonda Baja (salinidad) 4.944 2.680 80 12,0 AG4 - Baja (secano) 691 1.350 2,8 CRA Capacidad de retención de agua (m3/ha). CE Salinidad (Conductividad eléctrica, dS/m).

El modelo bioeconómico puede tener diferentes grados de complejidad: puede ser estático o dinámico puede haber uno o varios cultivos puede haber uno o varios suelos Empezaremos con un modelo estático en el que solo se definen funciones de producción de los cultivos y se calcula la contaminación. Posteriormente se introducen funciones de contaminación para poder examinar lo que ocurre en el tiempo. Las funciones de producción y contaminación de nitratos del maíz, se han estimado utilizando el paquete EPIC de crecimiento de cultivos, que incorpora información local de clima, suelos, y operaciones de cultivo

Función de producción de maíz Agua (mm/ha) Abonado de nitrógeno (kg/ha)

Función de contaminación del maíz Abonado de nitrógeno (kg/ha) 248 kg/ha 132 kg/ha 51 kg/ha Agua (mm/ha)

Variable Maíz Trigo Cebada Alfalfa Girasol Arroz Rendimiento (Tm/ha) Sup Asp Sup. Rendimiento (Tm/ha) 10,0 12,3 5,5 7,0 4,5 16,7 16,9 2,5 3,5 6,0 Margen neto (pta/ha, €/Ha) 91.845 (553,28) 140.990 (849,34) 70.693 (425,86) 94.423 (568,81) 39.348 (237,04) 54.638 (329,14) 107.780 (649,28) 104.670 (630,54) 66.540 (401) 91.800 (553,01) 138.390 (833,67) Agua (m3/ha) 9.000 8.000 4.500 3.750 3.500 3.000 10.000 14.000 Val. productiv. marginal (pta/m3) 0,1 12,1 0,2 8,3 33,7 13,2 2,6 Nitrógeno (kg/ha) 462 342 143 192 151 160 75 100 201 Percolación 3.674 1.530 1.745 700 1.840 370 3.853 2.080 1.302 1.920 Escorrentía Lixiviado N 133 40 4,7 0,6 2,1 19 17 8 14 Pérdida N

El Valor de la Productividad Marginal del agua es muy bajo en casi todos los cultivos, lo que indica una utilización de agua cercana al máximo rendimiento En riego por aspersión los rendimientos y márgenes netos son en general más elevados, mientras que el uso de agua disminuye, reduciéndose la percolación y el lixiviado de nitrógeno La contaminación está relacionada con la percolación y escorrentía del agua: Los cultivos con mayor cantidad de agua aplicada son maíz, alfalfa y arroz, y estos cultivos generan una considerable percolación o escorrentía El maíz genera pérdidas de nitrógeno importantes, junto con menores pérdidas de alfalfa y arroz

La respuesta del rendimiento al agua y al nitrógeno se ha estimado utilizando el paquete de simulación EPIC (Williams et al. 1990) con parámetros locales. Se ha especificado una función polinomial que es la más común en la literatura; es más simple que la Mitscherlich-Baule y no tiene problemas de convergencia. parte dinámica donde yi es el rendimiento del cultivo i (Tm/ha), xi , ni y gi son las cantidades de agua (m3/ha), nitrógeno aplicado (fertilizante) (kg/ha) y nitrógeno en el suelo (kg/ha).

Maximización del margen neto Modelo estático Maximización del margen neto y = f(x,n)  rendimiento del cultivo en función de los inputs agua x y nitrógeno n k  costes del cultivo distintos de agua y nitrógeno py , px , pn  precios del cultivo y de los inputs La solución óptima calculada del rendimiento y los inputs se acerca razonablemente al rendimiento y uso de inputs observado

Simulación El escenario base se ha comparado con los escenarios siguientes: Aumento de los precios del agua y del abonado Estándar que limíte el uso de nitrógeno activo Cambio del sistema de riego (aspersión)

Resultados En el escenario de elevación de los precios del agua, la percolación y el lixiviado de nitrógeno se reducen fuertemente, pero con un coste elevado para los agricultores Un estándar en la aplicación de nitrógeno reduce considerablemente la percolación y el lixiviado, con un coste moderado para los agricultores. Pero este instrumento presenta dificultades para controlar su cumplimiento El cambio de sistema de riego incrementa el margen neto y reduce substancialmente la percolación y el lixiviado, pero el incremento de margen neto no cubre una financiación en el mercado de capitales, y la inversión solo es factible con una subvención que cubra el 50 % de la inversión

Modelo dinámico Se ha utilizado la programación dinámica para examinar los efectos de distintas políticas de control de la contaminación. El modelo bio-económico incluye una función de contaminación que sirve para representar la contaminación del agua a partir de las actividades de cultivo. Se han estimado las funciones de producción y contaminación de nitrógeno para distintos cultivos utilizando EPIC.

Resultados de la simulación en el cultivo de maíz La figura ilustra el efecto de la dosis de nitrógeno sobre la producción, contenido de nitrógeno en la planta, residuo de nitrógeno mineral en el suelo y masa de nitrógeno lavada, recogido por el simulador.

Modelo Dinámico MODELO La función objetivo maximiza el bienestar social Renta neta – daño de la contaminación beneficio privado daño medioambiental Sujeto a Ecuación de balance de nitrogeno en el suelo Donde: MODELO Función de lixiviado de nitrogeno Función de volatilización Función de extracción de nitrógen por la planta xt , nt agua (mm/ha) y nitrógeno (kg/ha) aplicados, gt nitrógeno en el suelo (kg/ha), p precio del maíz (€/kg), px precio del agua (€/mm), pn nprecio del nitrógeno (€/kg), s subvenciones (€/ha), k costes fijos (€/ha)

Modelo dinámico con varios cultivos y un solo suelo Se estudian los cultivos de maíz, cebada, trigo, girasol, alfalfa y arroz en un solo suelo (AG2, Corraletes) El modelo incluye seis funciones de producción y otras seis de contaminación. Solo pueden obtenerse soluciones númericas y no analíticas por la complejidad del problema de optimización dinámica

Nitrógeno activo (kg/ha) Situación actual Producción (Tm/ha) Agua (m3/ha) Nitrógeno activo (kg/ha) Lix. nitr. (kg/ha) Margen neto (€/ha) Maíz 14,1 6.200 325 140 1.180 Cebada 6,0 2.200 180 29 375 Trigo 6,6 3.500 32 550 Girasol 2,9 3.100 70 20 470 Alfalfa 17,3 7.800 15 740 Arroz 5,6 12.000 170 57 797

Aumento de los precios del agua (como propone la DMA), y no funciona ESCENARIOS Aumento de los precios del agua (como propone la DMA), y no funciona Aumento de los precios del abonado de nitrógeno Límites a la fertilización nitrogenada: Maíz 250 kg/ha de fertilizante Cereales y arroz 100 kg/ha de fertilizante Alfalfa y girasol 50 kg/ha de fertilizante

Resultados Bienestar (106 €) Margen neto Uso agua (hm3) Uso nitrógeno (Tm) Percolación Lix. nitróg. (Tm) Escenario base 22,3 24,1 190,7 4.525 66,1 1.459 Precio del Agua 0,06 €/m3 21,2 18,8 86,4 4.367 43,3 1.381 0,09 €/m3 19,6 12,6 109,1 4.039 20,2 1.346 nitrógeno 0,90 €/kg 22,4 22,6 200,6 4.265 45,3 1.222 1,20 €/kg 22,7 21,5 186,6 3.976 56,2 990 Estándar de nitrógeno 23,7 23,8 98,1 4.134 14,1 634 Impuesto de emisiones 23,9 185,4 3.596 43,4 697 Un estándar que limite el uso de nitrógeno es la medida más coste-eficiente para reducir la contaminación de nitrógeno Un impuesto sobre nitrógeno es también una medida efectiva para controlar la contaminación, pero reduce el margen Aumentos del precio del agua tienen coste elevado en términos de margen y no reduce la contaminación (problema DMA)

En el estudio anterior se consideran distintos cultivos y un único suelo. La medida mejor es limitar el abonado de nitrógeno. Se ha hecho otro estudio con un solo cultivo, maíz, y distintos suelos. Efecto de la heterogeneidad de suelos en la clasificación de las medidas de control de la contaminación. En la zona se han identificado cinco tipos de suelo: Chacilla Planteros Corraletes Valfonda Secano

Discriminación de las medidas de control por tipo de suelo (y cultivo) Resultados Chacilla Planteros Corraletes Total Polígono Bienestar (1.000 €) Lixiviado nitrógeno (Ton) Escenario base 1.652 54 403 68 1.572 214 3.627 336 Precio del agua 0,06 €/m3 1.311 47 262 65 1.140 213 2.713 325 0,09 €/m3 1.121 45 184 64 897 2.202 323 Precio del nitrógeno 0,9 €/kg 1.556 52 366 60 1.473 170 3.395 282 1,2 €/kg 1.416 50 331 53 1.384 128 3.176 231 Estándar nitrógeno 1.617 32 417 38 1.660 90 3.694 160 Impuesto emisiones 1.716 49 473 44 1.756 79 3.945 172 Discriminación de las medidas de control por tipo de suelo (y cultivo) La mejor medida es un impuesto de emisiones, pero no factible La segunda mejor medida es un estándar de fertilización, aplicado a los suelos vulnerables Planteros y Corraletes Impuesto al uso de tierra, según suelo y cultivo (costes transacción?)

Los resultado del trabajo sobre control de la contaminación de nitratos en suelos heterogeneos indica que es posible discriminar en la aplicación de controles por tipo de suelo. El mejor instrumento es un estándar, pero solo deberíra aplicarse en suelos vulnerables, como los suelos Planteros y Corraletes que tienen un potencial elevado de contaminación. Por tanto, es necesario plantear la posibilidad de un impuesto sobre el uso de la tierra, que tenga en cuenta la heterogeneidad del suelo.

La discriminación de las medidas de control puede depender del tipo de suelo y del tipo de cultivo. De esta forma la medida de control estaría ligada a la decisión de uso de la tierra por el agricultor en cada tipo de suelo. La información sobre lixiviado de nitrógeno en la zona indica que los niveles de lixiviado del trigo, cebada, girasol y alfalfa están por debajo de 45 kg/ha en ausencia de medidas de control. Estos cultivos no estarían sujetos a medidas de control, mientras que los cultivos más contaminantes como arroz estarían sujetos a medidas de cotrol en tipos de suelo vulnerables.

También se ha hecho una contribución al debate sobre la eficiencia de costes de las medidas de control de la contaminación. Autores importantes como Helfand, y Horan y Shortle, señalan que la base para aplicar las medidas debe ser el agua (impuesto o límite al riego) y nosotros creemos que la base tiene que ser el nitrógeno (impuesto o límite). Se basan en la correlación entre el agua de riego y la contaminación, pero ignoran el proceso biofísico del nitrógeno en el suelo, que es dinámico, y llegan a resultados erróneos. La cuestión es importante porque la DMA dice que subiendo los precios del agua disminuirá la contaminación, lo que no es cierto.

Plan Nacional de Regadíos Modernización y Mejora de la Gestión de Regadíos Análisis Coste-Beneficio de las inversiones en modernización: - redes secundarias de canales sistemas de riego (superficie a aspersión y localizado) - cambios en contaminación difusa (daños medioambientales) Análisis Coste-Beneficio con y sin subvenciones públicas Posibilidad de expansión de cultivos rentables (hortalizas) y efectos medioambientales

Area de estudio: comarca de Cinco Villas en el regadío de Bardenas 28 municipios (65.000 ha) Maíz y alfalfa (50%), cebada y trigo (30%), hortalizas (3%) Sistema de riego: superficie (92%) Eficiencia: 50%

Análisis Coste-Beneficio de las inversiones con subvenciones Valor Actual Neto por cultivo (€/ha, incluyendo el daño de contaminación por nitratos) Cultivo Aspersión Cobertura enterrada Pivot Localizado Gobierno Central Maíz -568 1.571 - Cebada -3.179 -2.131 Trigo -1.330 -282 Alfalfa -3.228 -2.180 Girasol -2.056 -1.008 Tomate 47.107 Pimiento 24.925 Gobierno Autónomo 2.816 3.447 -892 -261 958 1.589 -940 -309 232 863 49.225 27.043

Hortalizas localizado Otras cuestiones: - Efectos de la modernización en caudal de la cuenca (reducción 1.000 hm3) - Efectos medioambientales de la expansión de cultivos rentables (hortalizas) Variables Base Hortalizas gravedad Hortalizas localizado Superficie (ha) 14.284 Maíz (ha) 3.718 - Cebada (ha) 819 Trigo (ha) 1.589 Alfalfa (ha) 3.959 Girasol (ha) 1.833 Arroz (ha) 530 Tomate (ha) 220 5.714 Pimiento (ha) 606 8.570 Retirada PAC (ha) 1.010 Ingreso (106 €) 17,5 71,3 98,1 Renta neta (106 € ) 10,3 43,4 70,1 Uso agua (hm3) 97 111 57 Uso nitrógeno (Tm) 2.398 3.072 2.912 Trabajo (hombres-año) 355 2.330 2.258 Percolación (hm3) 33 54 5 Lixiv. nitrógeno (Tm) 455 903 34

Generar información relevante para la Directiva Marco del Agua: Trabajo a realizar Generar información relevante para la Directiva Marco del Agua: Situación actual de las cuencas (2004) Planes de gestión y medidas (2008) Año Asunto Referencia 2000 Directiva entra en vigor Art. 25 2003 Transposición a legislación nacional Identificación de las Cuencas Hidrográficas y las Autoridades competentes Art. 23 Art. 3 2004 Caracterización de las cuencas: presiones, impactos y análisis económico Art. 5 2006 Establecimiento de la red de control Comienzo de las consultas públicas (fecha límite) Art. 8 Art. 14 2008 Presentación del borrador del plan de gestión de cuenca Art. 13 2009 Plan final de gestión de cuenca incluyendo los programas de medidas Art. 13 & 11 2010 Introducción de las políticas de precios Art. 9 2012 Los programas de medidas son operativos Art. 11 2015 Cumplimiento de los objetivos medioambientales Art. 4 2021 Se completa el primer ciclo de gestión Art. 4 & 13 2027 Se completa el segundo ciclo de gestión, fecha final para alcanzar los objetivos

Análisis de las alternativas al Trasvase del Ebro

Alternativas: 1) No se realiza el trasvase y no se toma ninguna medida (mantiene mala gestión hídrica actual): agotamiento acuíferos en cuenca del Segura (350 hm3) que reducirán la superficie en regadío, y daños medioambientales a los ecosistemas 2) Prohibición de la sobreexplotación de acuíferos, mediante el cumplimiento de la normativa (supresión de pozos ilegales) y reducción de las concesiones. 3) Aumento de precios del agua de riego para equilibrar la oferta y la demanda de recursos hídricos (propuesta de la Directiva Marco del Agua). Es necesario conocer la respuesta de la demanda de agua agrícola a los precios del agua. 4) Introducción de mercados de agua 5) Aumentar oferta de agua con desalación 6) Aumentar oferta de agua con trasvase

Alternativas estudiadas: Prohibición de sobreexplotación de acuíferos Aumento de los precios del agua en 0,12 €/m3 y en 0,18 €/m3 Alternativa combinada (prohibición de sobreexplotación, mercados de agua, y desalación) Estas alternativas se comparan con el trasvase del Ebro, que mantiene la demanda de agua de uso agrario, llevando agua desde el Ebro para sustituir el volumen de sobreexplotación de acuíferos.

Metodología: programación lineal Función objetivo: margen neto Dimensión: 35 comarcas, 422.000 ha de riego 94% Valencia 80% Murcia 86% Almería Cultivos: Naranja, mandarina, limón, melocotón,albaricoque, almendra, viña, oliva, lechuga, tomate, alcachofa, melón, pimiento, ajo, sandía, judía, calabacín, pepino, brócoli, patata, trigo, cebada, maíz, arroz, alfalfa, y girasol. Los cultivos de tomate, pimiento, melón, judía verde, y sandía pueden cultivarse en invernadero o al aire libre. Metodología: programación lineal Función objetivo: margen neto 80 actividades de cultivo y 60 restricciones 22 restricciones de suelo 12 restricciones de agua 12 restricciones de mano de obra Estudio financiado por el Ministerio de Medio Ambiente y por el Gobierno de Aragón

Demanda y aportación según Planes de Cuenca Trasvase del Ebro según Plan Hidrológico Nacional Demanda Aportación Aportación del trasvase Júcar 2927 3482 300 Segura 1834 (1445 PHN) 803 420 Sur 1350 2351 100 Cuenca del Júcar   Situación actual 1er horizonte 2º horizonte Incremento según Planes Hidrológicos de Cuenca Incremento según Plan Hidrológico Nacional Regadío 2284 2420 2580 296 141 incluye medioamb. Urbana 563 613 686 123 Industrial 80 92 116 36 Cuenca del Segura 1639 362 incluye medioamb. 172 180 184 12 43 23 38 15 Cuenca Sur 1070 1127 1172 102 58 incluye medioamb. 248 283 317 69 42 para urbana e industrial 32 37 42 10

Rendimiento (kg/ha) Ingresos Costes1 Margen neto Alcachofa (Murcia) 19.000 10.070 7.030 3.040 Lechuga (Murcia) 33.500 10.390 4.670 5.720 Brócoli (Murcia) 18.000 5.940 3.670 2.270 Cebolla (Valencia) 53.000 6.880 3.310 3.570 Tomate aire libre (Alicante) 83.000 32.380 17.270 15.110 Tomate invernadero (Alicante) 156.000 60.850 32.520 28.330 Judía verde aire libre (Alicante) 17.000 21.590 14.970 6.620 Judía verde invernadero (Almería) 20.000 25.400 16.160 9.240 Sandía aire libre (Valencia) 52.000 9.350 6.210 3.140 Sandía invernadero (Almería) 56.000 29.690 8.610 21.080 Melón aire libre (Murcia) 30.500 7.940 4.960 2.980 Melón invernadero (Murcia) 60.000 15.610 8.230 7.380 Pimiento invernadero (Murcia) 91.000 59.180 32.590 26.590 Calabacín invernadero (Almería) 64.000 31.350 8.100 23.250 Pepino invernadero (Almería) 84.000 36.100 16.250 19.850 Patata (Valencia) 26.500 4.760 3.490 1.270

Rendimiento (kg/ha) Ingresos Costes1 Margen neto Uva de mesa (Murcia) 20.000 9.400 3.480 5.920 Uva vinificación (Murcia) 7.100 3.340 1.150 2.180 Limonero (Almería) 30.000 7.500 3.474 4.026 Naranjo (Valencia) 26.000 4.940 2.390 2.550 Mandarino (Murcia) 30.500 8.230 4.350 3.880 Melocotonero (Murcia) 15.000 7.350 2.690 4.660 Albaricoquero (Murcia) 10.500 3.990 2.220 1.770 Almendro (Murcia) 1.700 1.390 1.000 390 Olivar aceituna aceite (Almería) 2.900 2.610 840 Arroz (Valencia) 7.700 2.250 780 1.470 Cebada (Alicante) 3.500 680 440 240 Maíz (Alicante) 8.500 1.490 820 670 Alfalfa (Alicante) 18.000 2.160 1.400 760 Trigo (Alicante) 5.500 1.060 850 210 Girasol (Murcia) 800 490 330 160

Necesidades hídricas brutas en la comarca del Baix Segura en 2001 Inundación (m3/ha) Localizado (m3/ha) Alcachofa 6.788 4.525 Lechuga 1.212 808 Brócoli 1.118 745 Judía verde 4.572 3.048 Tomate aire libre 10.720 7.147 Melón aire libre 7.863 5.242 Tomate invernadero - 6.181 Melón invernadero 3.688 Pimiento invernadero 3.096 Patata 12.859 8.572 Viñedo uva de mesa 6.734 4.489 Viñedo uva para vino Limonero 8.198 5.465 Naranjo 9.659 2.857 Mandarino Almendro 7.460 4.973 Cebada 8.002 Maíz 11.537 Alfalfa 14.763 Olivar aceituna de aceite 9.371 6.247

Confederación del Júcar 157 654 791 Código de comarca Nombre de la comarca Volumen sobreexplotación acuíferos (hm3) Agua demandada cultivos estudiados (hm3) Agua demandada todos cultivos (hm3) Porcentaje volumen de sobreexplotación sobre demanda todos cultivos 3 Baix Maestrat – Castellón 9 29 42 21.4% 5 Plana Alta – Castellón 13 45 56 23.2% 6 Plana Baixa – Castellón 120 143 9.1% 12 Camp de Morvedre – Valencia 48 50 12.0% 16 Horta Sud – Valencia 65 71 16.9% 25 Safor – Valencia 15 99 104 14.4% 30 Marina Alta – Alicante 47 51 9.8% 31 Marina Baixa – Alicante 17 36.0% 32 Alacantí – Alicante 10 27 32.3% 33 Baix Vinalopó – Alicante 20 55 94 21.3% Vinalopó Mitja – Alicante 35 69 50.7% 28 Alt Vinalopó – Alicante 37 18.2%   Confederación del Júcar 157 654 791 19.8%

Confederación del Segura 220 804 960 Código de comarca Nombre de la comarca Volumen sobreexplotación acuíferos (hm3) Agua demandada cultivos estudiados (hm3) Agua demandada todos cultivos (hm3) Porcentaje volumen de sobreexplotación sobre demanda todos cultivos 1 Noreste o Altiplano – Murcia 55 57 70 78.6% 4 Vega del Segura – Murcia 58 273 327 17.7% 6 Campo de Cartagena – Murcia 30 64 89 33.7% 5 Valle del Guadalentín – Murcia 51 163 192 26.6% 34 Baix Segura – Alicante 26 247 282 9.2%   Confederación del Segura 220 804 960 22.9% 3 Bajo Almanzora – Almería 33 38 10.5% 8 Campo Níjar y Bajo Andarax – Almería 47 49 53.1% 7 Campo Dalías – Almería 41 72 78 52.6% Confederación del Sur 71 152 165 43.0% Suma comarcas con sobre-explotación en el Júcar, Segura, y Sur 448 1.610 1916 23.7%

Eliminación sobreexplotación Alternativa de prohibición de la sobreexplotación de acuíferos: muy negativa para Almería La prohibición de la sobreexplotación de acuíferos como medida de gestión de demanda sin trasvases externos de agua, provoca en las cuencas del sureste una caída de la producción final agraria y la renta neta del 50 % en Almería, 20 % en el Segura y 10% en el Júcar. Esta alternativa sería especialmente perjudicial para Almería, mientras los efectos negativos serían menores en el Segura y el Júcar. Eliminación sobreexplotación

Localización de las pérdidas Más del 60 por cien de las pérdidas de renta neta, 261 millones € sobre 408, ocurren en Almería. Localización de las pérdidas Las comarcas que tienen mayores pérdidas en Almería son las que poseen cultivos muy rentables, y en el Segura las que soportan mayor reducción de disponibilidad de agua: Campo Dalías y Campo Níjar en Almería, y Noreste, Valle del Guadalentín y Campo de Cartagena en Murcia. En Campo Dalías los ingresos y la renta neta caen 343 y 172 millones €, y en Campo de Cartagena caen 66 y 28 millones €. Eliminación sobreexplotación

Eliminación sobreexplotación Almería Campo Dalías Campo Níjar-Bajo Andarax Murcia Noreste Campo de Cartagena Valle del Guadalentín Eliminación sobreexplotación

Aumento de precios Alternativa de subir los precios del agua: muy negativa para Júcar y Segura La alternativa de incrementar el precio del agua de riego equilibra la oferta y la demanda global de agua en las cuencas del sureste, y sigue los criterios de la Directiva Marco del Agua. Los precios pueden seguir siendo menores que los de otros usos no agrarios, pero puede haber un incremento razonable de precios que libere recursos hídricos, con un efecto que no sea excesivo para los agricultores. Aumento de precios

Un incremento de 0,12 €/m3 (20 pta/m3 ) reduce la demanda de agua en las cuencas en 509 hm3 y el coste para los agricultores es de 287 millones € de renta neta anual, que mide la compensación que podría ofrecer la administración para que los agricultores acepten voluntariamente la subida del precio del agua. La caída en la demanda de agua de 509 hm3 solucionaría la escasez en el Jucar y el Segura, pero no en el Sur. Aumento de precios

Un incremento de 0,18 €/m3 (30 pta/m3) elimina la escasez de agua ya que reduce la demanda de agua en las cuencas en 605 hm3 y el coste para los agricultores son los 405 millones de € de renta neta que pierden. Aumento de precios La medida de subir los precios es muy costosa para la agricultura del Júcar y del Segura.

Demanda de agua en las cuencas del sureste Aumento de precios

Aumento de precios Demanda de agua en por provincias Levante Valencia Alm Cast Ali Murcia Aumento de precios

Inconsistencia del PHN Alternativa del trasvase del Ebro Inconsistencia del PHN El trasvase tiene un precio del agua elevado de entre 0,20-1,05 €/m3

Inconsistencia alternativa trasvase El volumen de agua de trasvase que pueden absorber las comarcas de Levante a este precio es de 761 hm3 en el Júcar, 294 hm3 en el Segura y 132 hm3 en el Sur, frente a la asignación de agua del trasvase para uso agrícola y medioambiental del PHN, que es de 141 hm3 en el Júcar, 362 hm3 en el Segura y 58 hm3 en el Sur. Inconsistencia alternativa trasvase En consecuencia, en la cuenca del Segura hay un problema importante de inconsistencia de la propuesta de trasvase del PHN, ya que esta cuenca solo puede absorber 294 hm3 de agua de uso agrario al precio de agua del trasvase, lo que no cubre la asignación del PHN de 362 hm3.

Inconsistencia del PHN En consecuencia, en la cuenca del Segura hay un problema importante de inconsistencia de la propuesta de trasvase del PHN, ya que esta cuenca solo puede absorber 220 hm3 de agua de uso agrario al precio de agua del trasvase, lo que no cubre la asignación del PHN de 362 hm3 para cese de sobreexplotación de acuíferos y garantía de riego. Inconsistencia del PHN

Demanda solvente de agua comparada con el volumen de sobre-explotación y garantía de riego

Subvención del Trasvase La subvención del agua del trasvase sería factible, pero muy costosa para los usuarios no agrarios del Segura. Si en el Segura se establece un recargo sobre el actual uso y urbano e industrial (más la dotación del trasvase) en la región de Murcia para subvencionar entre 0,45-0,60 €/m3 la dotación de uso agrario y medioambiental, el recargo alcanzaría los 0,76 €/m3. El precio resultante para los usuarios urbanos e industriales sería de unos 1,62 €/m3, similar al que se paga en Canarias. Subvención del Trasvase

Coste de desalación es menor en las siguientes comarcas costeras: Coste de desalación es 0,52 €/m3, incluyendo los costes de distribución Coste de desalación es menor en las siguientes comarcas costeras: Marina Alta Marina Baja Alacanti Baix Vinalopo Baix Segura Campo de Cartagena Valle del Guadalentín Bajo Almanzora Campo Nijar-Bajo Andarax Campo Dalias

Alternativa combinada prohibición sobreexplotación de acuíferos, mercados de agua y desalación

Resumen Alternativas al Trasvase Prohibición de la Sobreexplotación de Acuíferos - pérdidas de 408 millones € de renta neta pero en Almería 261 millones € - ↓ demanda de agua 422 hm3 Aumento de Precios del Agua en 0,12 €/m3 - pérdidas de renta neta de 287 millones € - ↓ demanda de agua 509 hm3 Aumento de Precios del Agua en 0,18 €/ m3 - pérdidas de renta neta de 405 millones € - ↓ demanda de agua 605 hm3

Net Income Losses to Farmers... Subsidies Needed by the Ebro Project… Alternativa combinando prohibición de sobreexplotación de acuíferos, mercados de agua y desalación - pérdidas de 83 millones € de renta neta - ↓ demanda de agua 362 hm3 Júcar basin Segura basin South basin Total Southeast Net Income Losses to Farmers... ... by banning groundwater overdraft 46 101 261 408 ... by increasing 0.12 €/m3 water prices 166 94 27 287 ... by increasing 0.18 €/m3 water prices 232 136 37 405 ... by combined alternative (banning overdraft, water markets, desalination) 39 49 -5 83 Subsidies Needed by the Ebro Project… … to cover the gap between costs of transferred water (0.20 to 1.05 €/m3) and present low water prices 54 187 60 301

Escenarios de demanda de agua en las cuencas del sureste y asignaciones del trasvase del Ebro (hm3) Cuenca del Júcar Cuenca del Segura Cuenca Sur Total Sureste Reducción de Demanda de Agua de Uso Agrario Por prohibición de sobreexplotación de acuíferos 139 213 70 422 Por incremento de precio en 0,12 €/m3 313 142 54 509 Por incremento de precio en 0,18 €/m3 350 181 74 605 Por la alternativa combinada (prohibición sobreexplotación, mercados de agua, desalación) 10 362 Dotación PHN Total usos 300 420 100 820 Uso agrario y medioambiental 141 58 561 Uso urbano e industrial 159 42 259 Demanda Solvente de Agua de Uso Agrario A precios de trasvase (0.20 – 1,05 €/m3 según comarca) 761 294 132 1.187

Pérdidas de renta neta bajo los escenarios alternativos y subvenciones necesarias para el trasvase (millones €/año) Cuenca del Júcar Cuenca del Segura Cuenca Sur Total Sureste Pérdidas de renta neta de los agricultores Por prohibición de sobreexplotación de acuíferos 46 101 261 408 Por incremento de precio en 0,12 €/m3 166 94 27 287 Por incremento de precio en 0,18 €/m3 232 136 37 405 Por la alternativa combinada (prohibición sobreexplotación, mercados de agua, desalación) 39 49 -5 83 Subvenciones que necesita el trasvase del Ebro… … para cubrir diferencia entre costes del agua transferida (0,20 a 1,05 €/m3) y bajos precios del agua actuales 54 187 60 301