Los balances hídricos constituyen uno de los diagnósticos técnicos centrales del plan. Permiten comparar los recursos disponibles con las demandas actuales y futuras dentro de cada sistema de explotación. Las tareas de este bloque se orientan a obtener una visión detallada y cuantificada del funcionamiento hídrico del territorio, sirviendo como base para la toma de decisiones sobre asignación, reserva y gestión de los recursos.

Este análisis se realiza a escala del sistema de explotación, que constituye la unidad operativa del plan. Dependiendo de la calidad y cantidad de información disponible, los balances pueden abordarse con distintos niveles de detalle. En el caso de balances detallados, como el que se aborda en esta tarea, se representa explícitamente la estructura interna del sistema: cuerpos de agua, infraestructuras, unidades de demanda, reglas de operación y condiciones ambientales, todo ello aplicado a distintos escenarios hidrológicos.

La simulación del sistema permite evaluar su comportamiento real o previsto, identificar zonas de conflicto, cuantificar los niveles de cobertura y determinar el grado de cumplimiento de objetivos de garantía y sostenibilidad. Esta tarea está orientada a contextos donde existe información suficiente para aplicar modelos hídricos o de gestión, y constituye un paso clave dentro del proceso de asignación y reserva de recursos.

Paso 1: Descripción de los elementos considerados en la simulación

En este paso se identifican y detallan los componentes clave del sistema de explotación que han sido incorporados al modelo de simulación hidrológica. Esta descripción debe asegurar que la representación funcional del sistema sea realista y permita evaluar con rigor la relación entre disponibilidad y demanda.

• Todos los elementos descritos deben estar geográficamente referenciados y correctamente conectados en la red simulada del sistema.
• La documentación de este paso debe incluir esquemas, diagramas o mapas que muestren la disposición y relaciones entre estos elementos.
• La calidad de esta etapa determina en gran medida la fiabilidad del balance final, por lo que es clave mantener consistencia entre los datos utilizados en este paso y los incluidos en el inventario general de recursos y demandas del plan.

Recursos hídricos superficiales y subterráneos

• Se deben incluir todas las fuentes de agua que aportan recursos al sistema: ríos, arroyos, embalses naturales, manantiales, captaciones superficiales y subterráneas.
• Para los recursos superficiales, se incorporan las aportaciones naturales estimadas a partir de series históricas y ajustadas a los escenarios hidrológicos seleccionados.
• En el caso de las aguas subterráneas, se debe representar la recarga natural, las extracciones (bombeos) y las interacciones con cuerpos de agua superficiales, si son relevantes.

Las aportaciones deben estar espacialmente asignadas al sistema y reflejarse en puntos de entrada específicos en el modelo. Aplicar la estimación de recursos hídricos disponible en el inventario de los recursos hídricos al sistema de explotación analizado.

Retornos

• Los retornos son volúmenes de agua que, tras su uso, regresan total o parcialmente al sistema.
• Deben identificarse los retornos urbanos, agrícolas e industriales, con estimación de su volumen y localización dentro del sistema.
• Se deben considerar tanto los retornos internos (que vuelven al sistema de explotación) como los retornos externos (que salen del sistema y no están disponibles).

Los coeficientes de retorno deben basarse en valores empíricos o aceptados por la administración hidráulica.

Caudales ecológicos

• Representan los volúmenes mínimos que deben mantenerse en determinados tramos de los cuerpos de agua para conservar sus funciones ecológicas (Tarea de definición de caudales ecológicos).
• En el modelo se deben aplicar como una restricción prioritaria, deduciendo estos volúmenes de los recursos disponibles antes de distribuirlos entre las demandas.
• Se deben definir para cada punto de control o tramo relevante, incluyendo condiciones de mantenimiento continuo o estacional.

Si se incumplen los caudales ecológicos en la simulación es recomendable que el sistema lo registre.

Embalses

• Se deben incorporar todos los embalses relevantes dentro del sistema, indicando su volumen útil, capacidad de regulación y reglas operativas.
• La simulación debe reflejar cómo los embalses almacenan, liberan o transfieren caudales según las condiciones del sistema y los objetivos de operación.

Es recomendable simular el comportamiento dinámico de los embalses (entradas, salidas, evaporación) en función de las condiciones mensuales o estacionales.

Conducciones de transporte

• Incluyen canales, tuberías, acueductos y otras infraestructuras que permiten el movimiento del agua entre fuentes, demandas y zonas de almacenamiento.
• Deben representarse con su capacidad máxima de transporte, posibles pérdidas y, si aplica, condiciones de operación o prioridad de uso.

Estas conducciones pueden ser limitantes en la cobertura de algunas demandas si su capacidad restringe el flujo entre zonas. 

Paso 2: Selección del método para calcular el balance

Consideraciones para la selección del método de simulación

La elección del método de simulación para el cálculo de balances hídricos y el análisis de la asignación y reserva de recursos debe estar guiada por criterios técnicos, operativos y de contexto. Dado que existen distintos tipos de modelos con niveles de complejidad variables, es fundamental adaptar la herramienta seleccionada a las características del sistema de explotación, la disponibilidad de información y los objetivos del análisis.

A continuación, se indican las principales consideraciones para la selección del modelo:

 1. Objetivo del análisis. El tipo de simulación debe ser coherente con el alcance del estudio:

• Si se busca analizar balances entre recursos y demandas, identificar coberturas y déficits, o justificar asignaciones, es adecuado emplear un modelo de simulación de sistemas de explotación (Guías metodológicas 2 y 3).
• Si solo se requiere un diagnóstico básico o en ausencia de datos, puede optarse por un modelo de balance hídrico estático, basado en comparaciones anuales o mensuales de recursos y demandas, teniendo siempre en cuenta que los valores medios pueden enmascarar una variabilidad real determinante en el balance. Es por consiguiente un procedimiento muy arriesgado de cara a ofrecer resultados concluyentes.

 2. Complejidad del sistema y grado de regulación

• Sistemas con múltiples cuerpos de agua, demandas interconectadas y embalses requieren herramientas que puedan representar la dinámica del sistema, incluyendo prioridades de uso, retornos y reglas de operación. En estos casos, son recomendables modelos de simulación avanzados o integrados.
• Para sistemas pequeños, sin infraestructuras complejas o con usos independientes, puede bastar con una simulación simplificada o una metodología por balance directo, estimable mediante cálculos sencillos.

3. Disponibilidad y calidad de los datos

• La precisión del modelo depende de la información disponible sobre aportaciones, demandas, eficiencias, retornos, caudales ecológicos y operación de infraestructuras.
• Si se dispone de series históricas, derechos de uso de agua registrados y datos de explotación, es deseable utilizar modelos numéricos de paso temporal mensual.
• En ausencia de información detallada, se recomienda usar métodos simplificados que minimicen la incertidumbre y mantengan trazabilidad.

 4. Capacidad técnica e institucional

• El modelo debe ser comprensible, reproducible y operativo para el equipo técnico que elabora o supervisa el plan.
• Se debe considerar si ya existen herramientas aplicadas por las autoridades del agua, o si se dispone de soporte técnico para su implementación y mantenimiento.
• Cuando se requiera evaluar diferentes escenarios de política, medidas o cambio climático, pueden ser adecuados modelos integrados o de optimización.

5. Transparencia y coherencia metodológica

• Independientemente del tipo de modelo, debe garantizarse la coherencia con otros componentes del plan (inventario, demandas, prioridades) y la posibilidad de documentar los resultados y criterios de decisión.
• Toda simulación debe permitir extraer de forma clara los indicadores clave: volúmenes disponibles, volúmenes atendidos, niveles de garantía, déficits y salidas del sistema.

Paso 3: Caracterización y cuantificación de las unidades de demanda

Este paso tiene por objeto identificar, delimitar y cuantificar todas las demandas hídricas que actúan dentro del sistema de explotación analizado. Esta información es esencial para el balance, ya que define el volumen total de agua requerido y su distribución temporal y espacial.

El análisis debe considerar tanto las demandas actuales consolidadas como aquellas futuras previstas cuya materialización esté contemplada dentro del horizonte del plan.

• El conjunto de unidades de demanda debe ser exhaustivo pero manejable: evitar subdivisiones innecesarias que no aporten valor operativo.
• La caracterización debe reflejar el estado actual del sistema, pero también permitir evaluar su comportamiento futuro ante cambios en las demandas o condiciones hidrológicas.
• La consistencia entre las unidades de demanda y el resto de los elementos del sistema (conducciones, embalses, puntos de control) es fundamental para garantizar la solidez del modelo.

Paso 4: Prioridades o reglas de gestión

Este paso tiene por finalidad definir cómo se comporta el sistema de explotación en condiciones de distribución de recursos, especialmente cuando la oferta es inferior a la demanda. Se trata de establecer las reglas de reparto del recurso hídrico entre los distintos usos existentes, conforme a una lógica de funcionamiento realista y operativa, que pueda ser replicada en la simulación del modelo.

Estas reglas no sustituyen la normativa vigente sobre derechos concesionales, pero sí permiten aplicar una gestión técnica coherente dentro del análisis del plan.

• Las reglas de gestión deben ser sencillas, reproducibles en la simulación y aplicables a todos los escenarios hidrológicos modelados.
• Es importante que estén fundamentadas técnica y socialmente: pueden basarse en criterios legales, sectoriales o de sostenibilidad ambiental.
• En el informe del plan, deben quedar claramente documentadas para permitir su revisión y validación.

Paso 5: Ejecución de los balances

Este paso consiste en ejecutar el análisis comparativo entre los recursos hídricos disponibles y las demandas hídricas cuantificadas para cada sistema de explotación, aplicando las reglas de operación y prioridades establecidas previamente. Su finalidad es obtener un diagnóstico técnico del comportamiento hídrico del sistema, bajo distintos horizontes temporales y escenarios (Ver Proyecciones y escenarios futuros), y evaluar el grado de cobertura, los déficits y la sostenibilidad del sistema.

El balance debe realizarse de forma estructurada, sistemática y transparente, con resultados que permitan fundamentar las decisiones de asignación, reserva y medidas de gestión.

Balances de las demandas

Este subapartado constituye el núcleo operativo del balance hídrico, ya que compara de forma cuantitativa los volúmenes demandados por los distintos usos del agua con los recursos efectivamente disponibles en el sistema de explotación, bajo las condiciones simuladas. Su objetivo principal es determinar en qué medida pueden atenderse las demandas existentes y previstas, y con qué nivel de regularidad y garantía.

El análisis debe realizarse para cada escenario simulado, con resultados para cada tipo de uso y unidad de demanda considerada en el modelo.

Contenido mínimo a considerar:

1. Volumen demandado por uso y por unidad de demanda
   1. Datos anuales y, cuando proceda, desagregados por mes o estación.
   2. Inclusión de usos urbanos, agrícolas, industriales, ambientales, hidroeléctricos y otros.
   3. Identificación de las demandas actuales y las futuras previstas que han sido incluidas en la simulación.
2. Volumen efectivamente suministrado
   1. Resultado de la simulación, condicionado por la disponibilidad de recurso, la infraestructura y las reglas de prioridad.
   2. Diferenciación entre el volumen total demandado y el volumen realmente atendido en cada escenario.
3. Déficit de atención
   1. Cálculo de los volúmenes no cubiertos por el sistema en cada unidad de demanda.
   2. Distinción entre déficits estructurales (constantes incluso en condiciones medias) y coyunturales (dependientes del escenario o la época del año).
   3. Categorización del déficit por gravedad (Por ejemplo, <10 %, 10–30 %, >30 % de la demanda no atendida).
4. Porcentaje de cobertura
   1. Expresión del volumen atendido como porcentaje del volumen demandado.
   2. Comparación entre distintos usos, sistemas o escenarios para evidenciar diferencias de comportamiento y vulnerabilidad.
5. Nivel de garantía
   1. Evaluación de la frecuencia con la que una demanda se cubre plenamente en el periodo simulado.
   2. Por ejemplo, se puede expresar que “la demanda urbana X se cubre al 100 % en el 95 % de los años simulados”.
   3. Este indicador es clave para clasificar las asignaciones futuras y para la toma de decisiones concesionales.

Salidas del sistema y ajuste  del modelo

Este componente del análisis se centra en dos aspectos fundamentales:

1. La identificación y cuantificación de los volúmenes de agua que salen del sistema de explotación.
2. La verificación y ajuste del modelo de simulación, evaluando si su comportamiento reproduce de forma adecuada la realidad del sistema y corrigiendo posibles desviaciones.

Ambos elementos son esenciales para garantizar la solidez técnica y operativa del balance, y asegurar que los resultados obtenidos tienen validez para sustentar las decisiones de planificación.

• Documentar las salidas no utilizadas ayuda a explicar por qué, a pesar de una aparente disponibilidad de recursos, no se alcanza una cobertura plena.
• La validación del modelo no implica obtener un ajuste perfecto, sino asegurar que las diferencias entre el comportamiento simulado y el real son razonables, explicables y aceptables para los fines del plan.
• Este paso refuerza la trazabilidad y credibilidad técnica del análisis, especialmente en contextos donde se proponen medidas estructurales o se justifican decisiones concesionales.

1. Salidas del sistema

Las salidas del sistema son todos aquellos flujos que, estando técnicamente disponibles en algún momento del análisis, no se utilizan para atender demandas internas y abandonan el sistema. Estas salidas pueden tener múltiples causas y deben registrarse para interpretar correctamente los resultados del balance.

Tipos de salidas comunes:

• Vertidos no aprovechados:
  • Aguas que superan la capacidad de regulación o transporte del sistema y se vierten al cauce sin uso.
  • Pueden producirse en periodos húmedos, en zonas con infraestructura limitada o en sistemas con baja flexibilidad operativa.
• Excedentes regulados:
  • Volúmenes liberados desde embalses o infraestructuras una vez satisfechas las demandas prioritarias y cumplidos los requisitos operativos (Por ej., caudales ecológicos, niveles máximos de embalse).
• Retornos no reutilizados:
  • Agua que regresa al medio tras su uso (retornos agrícolas, urbanos o industriales) pero no es aprovechada dentro del propio sistema.
  • Pueden contribuir a otros sistemas aguas abajo, pero no cuentan como recurso disponible local.
• Transferencias a otros sistemas:
  • En sistemas interconectados, parte del recurso puede derivarse intencionadamente a otro sistema de explotación.
  • Estas transferencias deben registrarse y cuantificarse explícitamente.

2. Ajuste y validación del modelo

Una vez ejecutada la simulación, es fundamental verificar si el comportamiento del modelo es coherente con la realidad del sistema y con los objetivos del análisis. El ajuste del modelo asegura que los resultados del balance no solo sean lógicos internamente, sino también confiables desde el punto de vista técnico.

Aspectos a verificar:

• Comparación con datos históricos observados:
  • Aforos en ríos o canales.
  • Series de explotación de embalses.
  • Registros de consumo real por uso.
  • Volúmenes efectivamente suministrados o déficit observados en el pasado.
• Coherencia interna de resultados:
  • Verificar que no haya asignaciones que superen la disponibilidad real.
  • Confirmar que las prioridades y reglas de operación se reflejan correctamente en la simulación.
  • Revisar que los déficits y coberturas se comportan lógicamente entre escenarios.
• Ajustes necesarios:
  • Si se detectan desviaciones relevantes, deben revisarse los parámetros del modelo: dotaciones, rendimientos, reglas operativas, estructura de nodos, etc.
  • Se recomienda documentar cualquier modificación realizada para mejorar la consistencia del modelo.