Characterizing water security with a watershed approach: Case study Veracruz, Mexico

[EN] Mexico does not have an instrument to measure water security (WS) and 47 % of its states have extremely high water stress. This research characterized and evaluated a WS index in Veracruz, with a hydrological basin approach, using geographic information systems to analyze variables, indicators and dimensions in Mexico. The results indicated that 11 watersheds (19 %) had a High WS, 21 (36 %) Medium WS, 20 (35 %) Low WS and 6 (10 %) Very Low WS; no watershed reached Very High WS. 77 % of the basins presented a decrease of water from 2014-2020 and the indicator with the lowest value was “infrastructure”. Consequently, measuring the current water availability must be modified by a water balance and making a strategic planning infrastructure. For other regions, replication of the proposed WS index is considered feasible.[ES] México no cuenta con un instrumento de medición de la seguridad hídrica (SH) y 47 % de sus entidades federativas tienen estrés hídrico extremadamente alto. Esta investigación caracterizó y evaluó un índice de SH en Veracruz, con enfoque de cuenca hidrológica, utilizando sistemas de información geográfica para analizar variables, indicadores y dimensiones relevantes en México. Los resultados indicaron que 11 cuencas (19 %) tienen una SH Alta, 21 (36 %) SH Media, 20 (35 %) SH Baja y 6 (10 %) SH Muy baja, ninguna cuenca alcanzó la SH Muy Alta. El 77 % de las cuencas presentó una disminución de agua del 2014-2020 y el indicador con los valores más bajos fue “infraestructura”. En consecuencia, debe modificarse la forma de medir la disponibilidad de agua a través de un balance hídrico y una planeación estratégica en obras de infraestructura. Para otras regiones, se considera viable la réplica del índice de SH planteado.Los autores agradecen al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por la beca N° 635886 otorgada al candidato a Doctor en Desarrollo Regional Sustentable, Mtro. Andrés de la Rosa Portilla; por la cual, fue posible esta investigación. Y a los revisores anónimos por sus sustanciales aportaciones y correcciones en la mejora del artículo.De La Rosa, A.; Valdés-Rodríguez, OA.; Villada-Canela, M.; Manson, R.; Murrieta-Galindo, R. (2021). Caracterizando la seguridad hídrica con enfoque de cuenca hidrológica: Caso de estudio Veracruz, México. Ingeniería del agua. 25(3):187-203. https://doi.org/10.4995/ia.2021.15221187203253Acevedo, F., Llanos, J. 2015. Consideraciones hidrometeorológicas relacionadas con el deslizamiento de laderas en el estado de Veracruz. En L. Jiménez (Ed.), Inestabilidad de laderas en el Estado de Veracruz: necesidades de investigación y búsqueda de soluciones (Instituto, p. 139). Instituto de Ecología A.C.Aguilar, C., Martínez, E., Arriaga, L. 2000. Deforestación y fragmentación de ecosistemas:¿ Qué tan grave es el problema en México. Biodiversitas, 30(1), 7-11.Ávila, P. 2008. Vulnerabilidad socioambiental, seguridad hídrica y escenarios de crisis por el agua en México Ciencias. Ciencias, 90, 46-57.Barrios-Ordóñez, J.E., Salinas-Rodríguez, S.A., Martínez, A., López-Pérez, M., Villón-Bracamonte, R.A., Rosales-Ángeles, F., Beuermann, D., Jackson, C.K., Sierra, R., Nin-Pratt, A. 2015. Programa Nacional de Reservas de Agua en México: Experiencias de caudal ecológico y la asignación de agua al ambiente. Inter-American Development Bank.Bates, B., Kundzewicz, Z.W., Wu, S., Palutikof, J. 2008. El cambio climático y el agua. PNUMA, Ginebra (Suiza) Organización Meteorológica Mundial, Ginebra (Suiza).Becerra-Pérez, M., Sáinz-Santamaría, J., Muñoz-Piña, C. 2006. Los conflictos por agua en México. Diagnóstico y análisis. Gestión y política pública, 15(1), 111-143.Beck, M.B., Villarroel, R. 2013. On water security, sustainability, and the water-food-energy-climate nexus. Frontiers of Environmental Science and Engineering, 7(5), 626-639. https://doi.org/10.1007/s11783-013-0548-6Burgos, A., Bocco, G., Sosa, J. 2015. Dimensiones sociales en el manejo de cuencas. CIGA-UNAM, DF, 236.Carrillo-Martínez, J.T., Backhoff-Pohls, M.A., Carrasco-Esparza, R.D., González-Moreno, J.O., Hernández-Mauricio, M.R., Meza-Martínez, L.I., Montoya-Ortíz, L.A., Morales-Bautista, E.M., Rangel-Espinosa, M. del R., Rodríguez-Bonilla, J.C., Rodríguez-García, E., Serna-García, M., Vallecillo-Palos, R.I., Vázquez -Paulino, J.C., Velázquez-Navarro, T. 2019. Red Nacional de Caminos. IMT-INEGI.CENAPRED. 2020. Sistema de Consulta de Declaratorias 2000-2019. Atlas Nacional de Riesgos; Secretaría de Gobernación. Centro Nacional de Prevención de Desastres (CENAPRED). http://www.atlasnacionalderiesgos.gob.mx/apps/Declaratorias/#Cerda, M.E.H., Anaya, G.C., Sánchez, G.A. 2007. Mitos y realidades de la sequía en México. Universidad Nacional Autónoma de México.Cervantes-Jiménez, M., Díaz-Delgado, C., González-Sosa, E., Gómez-Albores, M.A., Mastachi-Loza, C.A. 2020. Proposal of a water management sustainability index for the 969 sub-basins of Mexico. Journal of Maps, 16(2), 432-444. https://doi.org/10.1080/17445647.2020.1763486Chen, J., Yang, S., Li, H., Zhang, B., Lv, J. 2013. Research on geographical environment unit division based on the method of natural breaks (Jenks). Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci, 3, 47-50. https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XL-4-W3-47-2013CONABIO. 2020. Monitoring Activity Data for the Mexican REDD+ program (MAD-Mex). Cobertura de Suelo Sentinel 2, 2018. https://monitoreo.conabio.gob.mx/snmb_charts/descarga_datos_madmex.htmlCONAGUA-CONACYT. 2018. Demanda 3 - Estudio de la seguridad hídrica en México y el mundo. (Convocatoria 2018-1 CONAGUA - CONACYT).CONAGUA. 2013. Estudio de inundaciones fluviales y mapas de peligro para el atlas nacional de riesgos por inundaciones.CONAGUA. 2018a. Agua renovable. Sistema Nacional de Información del Agua. http://sina.conagua.gob.mx/sina/tema.php?tema=aguaRenovable&ver=mapaCONAGUA. 2018b. Estadísticas del Agua en México 2018. Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. http://sina.conagua.gob.mx/publicaciones/EAM_2018.pdfCONAGUA. 2019. Obras de protección contra inundaciones 2019. Sistema Nacional de Información del Agua. http://sina.conagua.gob.mx/sina/geosinav2.html#&ui-state=dialogCONAGUA. 2020a. Categorías de sequía. https://smn.conagua.gob.mx/es/categorias-de-sequiaCONAGUA. 2020b. Sistema Nacional de Información del Agua (SINA). http://sina.conagua.gob.mx/sina/index.phpCONAPO. 2012. Índice de marginación por localidad 2010. Consejo Nacional de Población (CONAPO).Damania, R., Desbureaux, S., Rodella, A.S., Russ, J., Zaveri, E. 2019. Quality unknown: The invisible water crisis. The World Bank. https://doi.org/10.1596/978-1-4648-1459-4De la Rosa, A., Ruelas-Monjardín, L.C., Cortés, J.A. 2020. Aptitud territorial de sitios de disposición final de residuos sólidos urbanos. En Editorial Resistencia S.A. de C.V. (Ed.), Dialogando lo ambiental, compartiendo experiencias e intercambiando saberes (Primera ed, p. 348). Secretaria de Medio Ambiente del estado de Veracruz.De Smith, M.J., Goodchild, M.F., Longley, P. 2018. Geospatial analysis: a comprehensive guide to principles, techniques and software tools. Troubador publishing ltd.ESRI. 2019. ArcGis (10.8).FAO. 2013. Forests and water. International momentum and action. United Nations.FAO. 2020. Global Forest Resources Assessment 2020: Data Export. (FAO (ed.)).Fondo para la Comunicación y la Educación Ambiental. 2020. Cuerpos de agua. https://agua.org.mx/cuerpos-de-agua/Gain, A., Giupponi, C., Wada, Y. 2016. Measuring global water security towards sustainable development goals. Environmental Research Letters, 11(124015). https://doi.org/10.1088/1748-9326/11/12/124015García-Jiménez, F., Fuentes-Mariles, O., Matías-Ramirez, L.G. 2002. Sequías. Centro Nacional para la Prevención de Desastres (CENAPRED). Serie Fasciculos. Secretaría de Gobernación Mexico.Global Forest Watch. 2020a. Global Forest Watch. México. https://www.globalforestwatch.org/dashboards/country/MEX/?category=forest-change&dashboardPrompts=eyJzaG93UHJvbXB0cyI6dHJ1ZSwicHJvbXB0c1ZpZXdlZCI6WyJzdWJzY3JpYmVUb0FyZWEiLCJ2aWV3TmF0aW9uYWxEYXNoYm9hcmRzIiwiZG93bmxvYWREYXNoYm9hcmRTdGF0cyIsInNoYXJlV2lkZ2V0IGlobal Forest Watch. 2020b. Pérdida de cobertura arbórea en Veracruz, Mexico. https://www.globalforestwatch.org/dashboards/country/MEX/30?category=summary&dashboardPrompts=eyJvcGVuIjpmYWxzZSwic3RlcEluZGV4IjowLCJzdGVwc0tleSI6ImRvd25sb2FkRGFzaGJvYXJkU3RhdHMiLCJmb3JjZSI6dHJ1ZX0%3D&firesAlerts=eyJpbnRlcmFjdGlvbiI6e319&gladAlerts=eyJpbnGrey, D., Sadoff, C.W. 2007. Sink or swim? Water security for growth and development. Water policy, 9(6), 545-571. https://doi.org/10.2166/wp.2007.021Guerra-Martínez, A., López-Galindo, L.K., Álvarez-Ramírez, M.M., Antonio-Sánchez, D.G. 2020. Caracterización de la sequía en el Estado de Veracruz (2007-2018) y su efecto en la Seguridad Alimentaria. Observatorio de Seguridad Alimentaria y Nutricional de Veracruz. https://doi.org/10.25009/uvserva.v0i10.2706GWP. 2016. GWP in action 2015 annual report.Hansen, M.C., Potapov, P.V, Moore, R., Hancher, M., Turubanova, S.A., Tyukavina, A., Thau, D., Stehman, S.V, Goetz, S.J., Loveland, T.R. 2013. High-resolution global maps of 21st-century forest cover change v1.7. Science, 342, 850-853. https://doi.org/10.1126/science.1244693Hofste, R.W., Kuzma, S., Walker, S., Sutanudjaja, E.H., Bierkens, M.F.P., Kuijper, M.J.M., Faneca-Sánchez, M., Van Beek, R., Wada, Y. 2019. Aqueduct 3.0: Updated Decision Relevant Global Water Risk Indicators." Technical Note. World Resources Institute. https://doi.org/10.46830/writn.18.00146Howard, G., Bartram, J., Williams, A., Overbo, A., Geere, J.A., Organization, W.H. 2020. Domestic water quantity, service level and health. World Health Organization.Ibarrarán, M.E., Mendoza, A., Pastrana, C., Manzanilla, E.J. 2017. Determinantes socioeconómicos de la calidad del agua superficial en México. Región y sociedad, 29(69), 89-125. https://doi.org/10.22198/rys.2017.69.a325INEGI. 2017. Guía para la interpretación de cartografía uso del suelo y de vegetación: Escala 1: 250 000 (VI). INEGI.INEGI. 2018. Encuesta Nacional de la Dinámica Demográfica.INEGI. 2019. Marco Geoestadístico. Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI).Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático. 2019. Cambio climático: estados y municipios. https://cambioclimatico.gob.mx/estadosymunicipios/IG/IG_30.htmlIPCC. 2018. Global Warming of 1.5 °C. OMM,PNUMA.IPCC. 2019. Climate Change and Land. https://www.ipcc.ch/report/srccl/Jiménez, B., Marín, L., Morán, D., Fuentes, O.A.E., Alcocer, J., Martínez, V.H. 2004. El agua en México vista desde la academia. Academia Mexicana de Ciencias México.Jiménez-Cisneros, B.E., Torregrosa, M.L., Aboites, L. 2010. El agua en México: cauces y encauces (Número 363.610972 A3).Kaimowitz, D. 2008. The prospects for reduced emissions from deforestation and degradation (REDD) in Mesoamerica. International Forestry Review, 10(3), 485-495. https://doi.org/10.1505/ifor.10.3.485Kauffer, E., Gallardo, V. 2019. Seguridad hídrica (SH) en México: ¿Cómo y para quién?Knapp, K.R., Diamond, H.J., Kossin, J.P., Kruk, M.C., Schreck, C.J.I. 2018. International Best Track Archive for Climate Stewardship (IBTrACS) Project, Version 4. NA. National Centers for Environmental (NOAA).Ley de Aguas Nacionales, 1992.López, A. 2012. Deforestación en México: Un análisis preliminar. Centro de Investigación y Docencia Económicas, AC México, DF, México, 527, 46.Makarieva, A.M., Gorshkov, V.G., Sheil, D., Nobre, A.D., Li, B.L. 2013. Where do winds come from? A new theory on how water vapor condensation influences atmospheric pressure and dynamics. Atmospheric chemistry and Physics, 13(2), 1039-1056. https://doi.org/10.5194/acp-13-1039-2013Maldonado, N.A., Jiménez, F.J.V., Apreza, J.L.D., Cerecero, E.C. 2018. Obras de protección contra inundaciones. Revista Innova Ingeniería, 1(3), 8.Martín, L., Justo, J.B. 2015. Análisis, prevención y resolución de conflictos por el agua en América Latina y el Caribe.Martínez, A.T., del Valle Cárdenas, B., Rodríguez, C.M.W., Martínez, C.A.O. 2020. Veracruz, una década ante el cambio climático (Gobierno del Estado de Veracruz (ed.)).Martínez-Austria, P.F. 2013. Los retos de la seguridad hídrica. Tecnología y Ciencias del Agua, 4(5), 172-173.Martínez-Austria, P.F., Díaz-Delgado, C., Moeller, G. 2017. Seguridad hídrica en México. Academia de Ingeniería México.Martínez-Austria, P.F., Díaz-Delgado, C., Moeller-Chavez, G. 2019. Seguridad hídrica en México: diagnóstico general y desafíos principales. Ingeniería del agua, 23(2), 107-121. https://doi.org/10.4995/ia.2019.10502Maynez-Navarro, O.D., Gómez-Gallegos, M.A., Bautista-Guerrero, A. 2018. Diagnóstico del agua en México y seguridad hídrica. Entorno UDLAP, 6, 43.National Integrated Drought Information System. 2020. Monitor de Sequía de América del Norte. Intensidad de la sequía. https://www.drought.gov/nadm/content/north-american-drought-monitorOCDE. 2018. Getting it Right: Prioridades estratégicas para México (OCDE).Olivares, O.S., Burgos, A.L., Ramírez, J.S., Bocco, G. 2019. Valoración de la seguridad hídrica con enfoque de cuenca hidrográfica: Aplicación en cuencas rurales del Centro Occidente de México. Journal of Latin American Geography, 18(2), 88-119. https://doi.org/10.1353/lag.2019.0035Organización Meteorológica Mundial. 2020a. Declaración de la OMM sobre el estado del clima mundial en 2019.Organización Meteorológica Mundial. 2020b. Nuevas predicciones climáticas de las temperaturas mundiales de los próximos cinco años. https://public.wmo.int/es/media/comunicados-de-prensa/nuevas-predicciones-climáticas-de-las-temperaturas-mundiales-delosPeña, H. 2016. Desafíos de la seguridad hídrica en América Latina y el Caribe. Naciones Unidas Comisión Económica para América Latina y el Caribe (CEPAL).Potapov, P., Xinyuan, L., Hernandez-Serna, A., Tyukavina, A., Hansen, M.C., Kommareddy, A., Pickens, A., Turubanova, S., Tang, H., Edibaldo-Silva, C., Armston, J., Dubayah, R., Blair, B.J., Hofton, M. 2020. Mapping and monitoring global forest canopy height through integration of GEDI and Landsat data. Zenodo, In review, 27. https://doi.org/10.5281/zenodo.4008406Reig, P., Maddocks, A., Gassert, F. 2013. World's 36 most water-stressed countries. World Resources Institute. https://www.wri.org/insights/worlds-36-most-water-stressed-countries.Requena, C.I. 2017. Cambio Climático, deforestación y agua. 1. Panorama internacional y regional, 55.Rodríguez, J.M., Tzatchkov, V., Cortez, P., Sainos, A., Llaguno, Ó., Sandoval, L., Ortega, D., Mendoza, E.Y., Navarro, S. 2017. Índices de seguridad hídrica. http://hdl.handle.net/20.500.12013/1831Rosete-Vergés, F.A., Pérez-Damián, J.L., Villalobos-Delgado, M., Navarro-Salas, E.N., Salinas-Chávez, E., Remond-Noa, R. 2014. El avance de la deforestación en México 1976-2007. Madera y bosques, 20(1), 21-35. https://doi.org/10.21829/myb.2014.201173SEMARNAT. 2003. Norma Oficial Mexicana NOM-083-SEMARNAT-2003. Especificaciones de protección ambiental para la selección del sitio, diseño, construcción y operación, monitoreo, clausura y obras complementarias de un sitio de disposición final de residuos sólidos urbanos. Diario Oficial de la Federación.Shah, T. 2016. Increasing water security: the key to implementing sustainable development goals. En TEC Background Papers (Número 22, pp. 1-56). Global Water Partnership.Toledo, A. 2002. El agua en México y el mundo. Gaceta Ecológica, 64, 9-18.Torres-Beristáin, B., González-López, G., Rustrián-Portilla, E., Houbron, E. 2013. Enfoque de cuenca para la identificación de fuentes de contaminación y evaluación de la calidad de un río, Veracruz, México. Revista Internacional de contaminación ambiental, 29(3), 135-146.Townshend, J. 2016. Global Forest Cover Change (GFCC) Tree Cover Multi-Year Global 30 m V003. NASA EOSDIS Land Processes DAAC. https://doi.org/10.5067/MEaSUREs/GFCC/GFCC30TC.003UN Water. 2013. Water Security and the Global Water Agenda. The UN-Water analytical brief. United Nations.UN Water. 2017. Integrated Monitoring Guide for Sustainable Development Goal 6 on Water and Sanitation.Targets and globalindicators.UNESCO. 2020. La seguridad hídrica y los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Manual de capacitación para tomadores de decisión.Valdés-Rodríguez, O.A., Soares, D., Vázquez-Aguirre, J.L. 2020. Encuentros y desencuentros en la evaluación de la sequía en Veracruz. En C.M. Welsh-Rodríguez (Ed.), Octava Reunión Nacional 2020 de la Red de desastres asociados a fenómenos hidrometeorológicos y climáticos. (p. 50).van Beek, E., Arriens, W.L. 2014. Water security: Putting the concept into practice. TEC Background Papers, 20, 1-55.van Ginkel, K.C.H., Hoekstra, A.Y., Buurman, J., Hogeboom, R.J. 2018. Urban Water Security Dashboard: systems approach to characterizing the water security of cities. Journal of water resources planning and management, 144(12), 4018075. https://doi.org/10.1061/(ASCE)WR.1943-5452.0000997Wahlstrom, M. 2015. La función decisiva de los árboles y los bosques en la reducción del riesgo de desastres. Unasylva: revista internacional de silvicultura e industrias forestales, 66(243/244), 1-3.Ward, P.J., Winsemius, H.C., Kuzma, S., Bierkens, M.F.P., Bouwman, A., De Moel, H., Loaiza, A.D., Eilander, D., Englhardt, J., Erkens, G. 2020. Aqueduct Floods Methodology.WWAP. 2019. Informe Mundial de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos 2019.Cifras y datos.Zeitoun, M. 2011. The global web of national water security. Global Policy, 2(3), 286-296. https://doi.org/10.1111/j.1758-5899.2011.00097.