[en] The growing demand for water, energy, and food by the world population in the current context of water scarcity and variability due to climate change, has reinforced greater attention to the quantitative and qualitative status of inland water bodies, underlining the importance and need for sustainable management of water resources. In Spain, agriculture is the sector with the highest water use, incorporating more than 70% of freshwater withdrawals from rivers, reservoirs, and aquifers. The recent modernization of irrigation, stipulated in the 2001 National Irrigation Plan, boosted the adoption of localized irrigation and sprinkler-automated irrigation systems, significantly reducing the area currently irrigated by gravity. The modernization of irrigation and the adoption of more efficient systems brought with it a considerable increase in energy consumption for pumping and distribution of irrigation water, accentuating the water-energy-food nexus. In addition, the availability of water resources affected by droughts increases the need to manage demand in a context of growing complexity in Spanish irrigation. This thesis is structured in six chapters, focused on the historical evolution of irrigation management in Spain and its repercussions in the field of water scarcity. Chapter 1 is the introduction, placing in context the topic discussed in this thesis; the objectives of this thesis are presented in Chapter 2, which also details the structure of the document, as well as the publications and activities derived from the thesis. Chapter 3 describes the evolution of the Spanish irrigation sector and focuses on water abstraction, water consumption and energy use in the period 1950-2017. The analysis shows evidence that basins have reached closed status and the impact on energy use of irrigation supply. The response in the context of increasing water demand with limited supply has been investment in water saving and conservation technologies with the transformation of gravity irrigated areas to drip and sprinkler irrigation, leading to increased irrigation efficiency. The effect of this policy implies an increase in energy use by a factor of six in the period, while the irrigated area triples and its water use doubles in the same period. Water withdrawal peaks in 2004 and decreases slightly as a result of investment subsidies. The impact on energy consumption in pumping and treatment illustrates the water-energy nexus in Spanish agriculture and the shift in the water policy paradigm from supply augmentation to demand management. In Chapter 4, the research focuses on the main changes in the structure and use of land by the Spanish agricultural sector in recent years with the objective of identifying the drivers of these changes and their impact on productivity, pointing out some reflections on the future of irrigation in Spain. The results show that since the 70's the opening of the country has caused the low profitability of rainfed farming to force farmers to intensify the activity by increasing the irrigated area until reaching a maximum of water withdrawals around 2004, which marks an end of cycle and change of trend, reducing from that date onwards the water withdrawals for irrigation, increasing the use of non-conventional sources and accelerating technological change. All this has increased the productivity of factors (water, land, capital), increasing the dryland-irrigation differential, so that the pressure to increase extractions continues to grow and only strong governance can guarantee the sustainable use of resources. Chapter 5 investigates the economic effect of hydrological drought on different social groups (producers and consumers) for rainfed and irrigated crops, using as a case study the region of Andalusia (southern Spain), using the concept of economic surplus to estimate the impact of droughts on social welfare. The results show negative effects on regional social welfare, with an estimated overall loss of 1512 million euros, although this negative impact is unevenly distributed. There is a quantity effect (lower yield) and a price effect (increase) due to reduced supply. In general, rainfed farms experience a negative impact on their income, as the increase in prices only partially compensates for the reduction in yields, although, paradoxically, some irrigated farms increase their income when the increase in prices supports the lower yields. Consumers are always negatively affected by drought. This result can help in designing agricultural policy models and drought recovery policies. Finally, Chapter 6 synthesizes the main conclusions of this thesis, and possible avenues for future research in the field of water resources management in Spain. This thesis highlights the historical evolution of irrigation management in Spain and its repercussions in the context of water scarcity. The impact of climate change, the low or null profitability of rainfed agriculture and its vulnerability to droughts will increase the pressure to irrigate more land. Irrigation will only be able to adapt to this scenario through multiple strategies adapted to local conditions, such as improved governance, taking advantage of synergies in the water-energy-food nexus, precision irrigation systems, non-conventional water sources, as well as new economic instruments for management and risks.

[es] La creciente demanda de agua, energía, y alimentos por parte de la población mundial en el actual contexto de escasez de agua y variabilidad debido al cambio climático, ha reforzado una mayor atención al estado cuantitativo y cualitativo de las masas de agua continentales, subrayando la importancia y necesidad de una gestión sostenible del recurso hídrico. En España, la agricultura es el sector con mayor uso de agua, incorporando más del 70% de las extracciones de agua dulce procedente de ríos, embalses y acuíferos. La reciente modernización del regadío, estipulada en el Plan Nacional de Regadíos de 2001, impulsó la adopción de los sistemas de riego localizado y de aspersión-automotriz, disminuyéndose significativamente la superficie de riego por gravedad en la actualidad. La modernización del regadío y la adopción de sistemas más eficientes trajo consigo un considerable aumento del consumo de energía para bombeo y distribución del agua de riego, acentuando el nexo agua-energía-alimento. Además, la disponibilidad de los recursos hídricos al verse afectada por las sequías aumenta la necesidad de gestionar la demanda en un contexto de creciente complejidad en el regadío español. La presente tesis se estructura en seis capítulos, enfocados a la evolución histórica de la gestión del regadío en España y sus repercusiones en el ámbito de la escasez del agua. El capítulo 1, es la introducción situando en contexto el tema discutido en esta tesis; los objetivos de esta se presentan en el capítulo 2, donde además se detalla la estructura del documento, así como las publicaciones y actividades derivadas de la tesis. En el Capítulo 3 se describe la evolución del sector del regadío español y se centra en la extracción de agua, el consumo de agua y el uso de energía en el periodo 1950-2017. El análisis muestra la evidencia de que las cuencas han alcanzado el estado de cierre y el impacto en el uso de energía del suministro de riego. La respuesta en el contexto de una demanda de agua creciente con una oferta limitada ha sido la inversión en tecnologías de ahorro y conservación del agua con la transformación de las zonas de riego por gravedad en las de goteo y aspersión, lo que ha supuesto un aumento de la eficiencia del riego. El efecto de esta política implica un aumento del uso de la energía por un factor de seis en el período, mientras que la superficie regada se triplica y su uso de agua se duplica en el mismo período. La extracción de agua alcanza su máximo en el año 2004 y disminuye ligeramente como consecuencia de las subvenciones a la inversión. El impacto en el consumo de energía en el bombeo y el tratamiento ilustra el nexo agua-energía en la agricultura española y el cambio en el paradigma de la política del agua desde el aumento de la oferta hacia la gestión de la demanda. En el Capítulo 4, la investigación se centra en los principales cambios de la estructura y uso de la tierra por el sector agrario español en los últimos años con el objetivo de identificar los motores de dichos cambios y su impacto en la productividad, apuntando algunas reflexiones sobre el futuro del regadío en España. Los resultados muestran que desde los años '70 la apertura del país ha provocado que la baja rentabilidad del secano forzara a los agricultores a intensificar la actividad aumentando la superficie regada hasta llegar a un máximo de extracciones de agua alrededor del año 2004, que marca un fin de ciclo y cambio de tendencia, reduciéndose a partir de esa fecha las extracciones para el riego, aumentando el uso de fuentes no convencionales y acelerando el cambio tecnológico. Todo ello ha incrementado la productividad de los factores (agua, tierra, capital) aumentando el diferencial secano-riego por lo que la presión para aumentar extracciones sigue creciendo y solo una gobernanza firme puede garantizar el uso sostenible de los recursos. El Capítulo 5 investiga el efecto económico de la sequía hidrológica sobre los diferentes grupos sociales (productores y consumidores) para los cultivos de secano y regadío, empleando como estudio de caso la región de Andalucía (sur de España), utilizando el concepto de excedente económico para estimar el impacto de las sequías en el bienestar social. Los resultados muestran efectos negativos sobre el bienestar social regional, con una pérdida global estimada de 1512 millones de euros, aunque este impacto negativo se distribuye de forma desigual. Existe un efecto cantidad (menor rendimiento de cosechas) y un efecto precio (aumento de precios) debido a la reducción de la oferta. En general, las explotaciones de secano experimentan un impacto negativo en sus ingresos, ya que el aumento de los precios sólo compensa parcialmente la reducción de los rendimientos, aunque, paradójicamente, algunas explotaciones de regadío aumentan sus ingresos cuando el aumento de los precios soporta los menores rendimientos. Los consumidores siempre se ven afectados negativamente por la sequía. Este resultado puede ayudar a diseñar modelos de política agrícola y políticas de recuperación de la sequía. Finalmente, en el Capítulo 6 se sintetizan las principales conclusiones de esta tesis, y las posibles vías de investigación futura en el ámbito de la gestión de los recursos hídricos en España. Esta tesis resalta la evolución histórica de la gestión del regadío en España y sus repercusiones en el contexto de la escasez del agua. El impacto del cambio climático, la baja o nula rentabilidad del secano y su vulnerabilidad frente a sequías aumentará la presión por regar más tierras. El regadío solo podrá adaptarse a este escenario mediante múltiples estrategias adecuadas a las condiciones locales, como lo son la mejora de la gobernanza, el aprovechamiento de las sinergias en el nexo agua-energía-alimento, los sistemas de riego de precisión, las fuentes de agua no convencionales, así como nuevos instrumentos económicos para gestión y riesgos.