Rainfall uncertainty and water availability: Elements for planning water allocation to users in irrigation districts of Mexico. Study case: Irrigation District 041, Yaqui River

Abstract

ABSTRACT The aim of this work is to present a protocol for analyzing readily available climatic and hydrological information on watersheds, in order to achieve a rational planning of irrigation water allocation under rainfall uncertainty conditions. We present as case study the Yaqui River watershed and Irrigation District (ID) No. 041 in the state of Sonora, Mexico. The watershed is divided into three sub-watersheds that drain into three reservoirs. Our findings indicate a strong dependence of water availability on the reservoirs, conditioned by El Niño phenomenon. In addition, rainfall-runoff relationships indicate the capability to produce a runoff for each sub-watershed and the differentiated impact of El Niño. The three sub-watersheds require about the same amount of antecedent rainfall for initiating the runoff (5 mm). A standardized precipitation index (SPI) highlights the dynamics of dry and wet spells and the impact on the planted area within the irrigation district. Overall, the functional relationships between El Niño, the SPI, and the planted area in the irrigation district may serve for planning purposes under climate uncertainty scenarios.

Translated abstract

RESUMEN El objetivo de este trabajo es presentar un protocolo para el análisis de información climática e hidrológica fácilmente disponible de cuencas, con el fin de lograr una planeación racional de la distribución de agua en condiciones de incertidumbre sobre la precipitación. Se analiza el caso de la cuenca del Rio Yaqui y el distrito de riego Núm. 041 en el estado de Sonora. La cuenca se divide en tres subcuencas que drenan a tres embalses. Los resultados indican una fuerte dependencia de la disponibilidad de agua en los embalses condicionada al fenómeno El Niño. Adicionalmente, las relaciones precipitación-escurrimiento indican la capacidad de producir escurrimiento en cada subcuenca y el impacto diferenciado de El Niño. Las tres subcuencas requieren de casi la misma cantidad de humedad antecedente para que se inicie el escurrimiento (5 mm). El índice estandarizado de precipitación (SPI, por sus siglas en inglés) resalta la dinámica de periodos húmedos y secos, así como el impacto en la superficie sembrada en el distrito de riego. De manera general, las relaciones funcionales entre El Niño, el SPI y la superficie sembrada en el distrito de riego, pueden servir con fines de planeación en escenarios de incertidumbre climática.