La naturaleza interdisciplinar de los problemas relacionados con el uso del agua requiere el desarrollo de metodologías de análisis que integren los aspectos técnicos, económicos, medioambientales, sociales y legales para la definición de estrategias de gestión eficientes y sostenibles. En esta tesis doctoral se ha desarrollado una metodología para la asignación de los costes de los servicios del agua a escala de cuenca basada en el uso de la teoría de juegos cooperativos. La teoría de juegos cooperativos proporciona las herramientas para analizar los problemas de asignación de costes comunes entre los beneficiarios de las inversiones en servicios hidráulicos y definir los incentivos adecuados para la cooperación entre los usuarios del agua. Su fortaleza reside en la capacidad de implementar, a través de formulaciones matemáticas, los principios de eficiencia, equidad y aceptabilidad que guían los procesos de reparto justo de costes bajo un punto de vista estratégico, en el que las decisiones de un jugador pueden afectar el comportamiento de otros jugadores. La metodología propuesta consiste en la definición de un juego de asignación de costes a partir de la modelación de un sistema hídrico y se basa en el concepto de responsabilidad de los usuarios en el uso de los servicios del agua, es decir en la determinación del conjunto mínimo de inversiones que permitan alcanzar los niveles de servicio exigidos por cada usuario del sistema. Se propone el uso combinado de modelos de simulación (SIMGES, Andreu et al. 1996) y de optimización (WARGI, Sechi G.M. y Zuddas P., 2002) de la gestión de los sistemas de recursos hídricos para calcular las configuraciones de infraestructuras hidráulicas óptimas para cada usuario o coaliciones de usuarios. El resultado de la aplicación de la metodología es el cálculo de un insumo de pagos, que corresponden a la contribución de cada uno de los usuarios a los costes de los servicios del agua del sistema en condiciones de eficiencia de l / Deidda, D. (2009). Metodología para la asignación de los costes de los servicios del agua basada en la teoría de juegos cooperativos: aplicación a la cuenca del río Turia [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4771 / Palancia

La Tesis doctoral presentada pretende aportar diversas experiencias y técnicas que permitan optimizar y profundizar en el conocimiento que se tiene del funcionamiento de los sistemas de medición utilizados en los abastecimientos de agua, tanto urbana como agrícola. El motivo no es otro que mostrar que una correcta medición del caudal y de los consumos de los usuarios puede mejorar significativamente la gestión técnica de los abastecimientos de agua y reducir las pérdidas en la red. Inicialmente, en la Tesis, se realiza una breve revisión de los principios de funcionamiento de los principales instrumentos de medida de caudal y contadores de agua utilizados en los sistemas de distribución y de las diferentes fuentes de error que pueden influir en la medición del caudal o de los consumos de agua, con el objetivo de saber de qué forma se puede reducir la magnitud de los errores cometidos. Tras la descripción de cada uno de los aparatos y de los conceptos previos relativos a la medida de caudal, se presenta un detallado estudio en laboratorio del comportamiento de diversos tipos de contadores de agua frente a diversas variables. Otro punto clave es la determinación de la evolución de la curva de error en el tiempo de los contadores de pequeño calibre en abastecimientos urbanos. Para ello, se han llevado a cabo multitud de ensayos de contadores de diferentes edades. Respecto al estudio de los contadores de mediano y gran calibre, los parámetros que pueden afectar a las características de su curva de error son, fundamentalmente, la distorsión en el perfil de velocidades a la entrada del instrumento, el dimensionado inadecuado y la calidad del agua cuando pueda afectar, en el tiempo, a las características dimensionales de los aparatos. La segunda parte de la Tesis doctoral aborda aspectos que ayudan a mejorar la gestión global de estos sistemas. Entre las principales estrategias de mejora de los sistemas de medición, particularmente en abastecimientos urbanos, se encuent / Palau Estevan, CV. (2005). Aportaciones a la gestión de los sistemas de medición de caudal en redes de distribución de agua a presión [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1949 / Palancia

Las operaciones de llenado y vaciado de agua de una instalación conllevan el desplazamiento de grandes cantidades tanto de agua como de aire. Este tipo de operaciones, así como las posibles alteraciones de la presión del fluido durante el funcionamiento normal de la instalación, son algunas de las posibles causas por las cuales pueden aparecer bolsas de aire atrapado en la misma. El aire atrapado en un sistema de distribución de agua reduce la capacidad de trasporte de la misma al tiempo que puede ocasionar desperfectos en la instalación y en los diferentes elementos y accesorios, tales como, contadores de agua, válvulas, etc. Además, en los transitorios hidráulicos con aire atrapado se pueden llegar a generar sobrepresiones superiores a la sobrepresión de Allievi. También es cierto que, en ocasiones y bajo determinadas circunstancias, las bolsas de aire atrapado pueden actuar como colchón y atenuar la sobrepresión que se alcanza en un transitorio hidráulico. Los dispositivos que se utiliza generalmente en las instalaciones de distribución de agua para eliminar o admitir aire en las conducciones son las ventosas. Las ventosas convencionales abren y cierran automáticamente, de modo que no se puede actuar externamente para modificar su funcionamiento. Actualmente existen manuales como el de la American Water Works Association (AWWA) o los catálogos de algunos fabricantes basados en la experiencia acumulada a lo largo del tiempo que son una especie de guía sobre como seleccionar el diámetro adecuado de la ventosa y su ubicación óptima en la instalación. Sin embargo, no existe ninguna normativa firme al respecto, por lo que el finalmente el usuario es la persona que debe tomar la decisión que considere más oportuna. De este modo, los parámetros determinantes a la hora de seleccionar la ventosa más adecuada para un uso concreto en una instalación son el diámetro nominal de la ventosa y su coeficiente de descarga y admisión. A menudo, los fabricantes proporcionan va / Carlos Alberola, MDM. (2007). Estudio de la influencia de las ventosas en transitorios hidráulicos con aire atrapado [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1929 / Palancia

Unlike the traditional two-stage methods, a conditional and inverse-conditional simulation approach may directly generate independent, identically distributed realizations to honor both static data and state data in one step. The Markov chain Monte Carlo (McMC) method was proved a powerful tool to perform such type of stochastic simulation. One of the main advantages of the McMC over the traditional sensitivity-based optimization methods to inverse problems is its power, flexibility and well-posedness in incorporating observation data from different sources. In this work, an improved version of the McMC method is presented to perform the stochastic simulation of reservoirs and aquifers in the framework of multi-Gaussian geostatistics. First, a blocking scheme is proposed to overcome the limitations of the classic single-component Metropolis-Hastings-type McMC. One of the main characteristics of the blocking McMC (BMcMC) scheme is that, depending on the inconsistence between the prior model and the reality, it can preserve the prior spatial structure and statistics as users specified. At the same time, it improves the mixing of the Markov chain and hence enhances the computational efficiency of the McMC. Furthermore, the exploration ability and the mixing speed of McMC are efficiently improved by coupling the multiscale proposals, i.e., the coupled multiscale McMC method. In order to make the BMcMC method capable of dealing with the high-dimensional cases, a multi-scale scheme is introduced to accelerate the computation of the likelihood which greatly improves the computational efficiency of the McMC due to the fact that most of the computational efforts are spent on the forward simulations. To this end, a flexible-grid full-tensor finite-difference simulator, which is widely compatible with the outputs from various upscaling subroutines, is developed to solve the flow equations and a constant-displacement random-walk particle-tracking method, which enhances the com / Fu, J. (2008). A markov chain monte carlo method for inverse stochastic modeling and uncertainty assessment [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1969 / Palancia

La aportación de productos químicos en el agua, operación conocida como quimigación, es una técnica muy extendida hoy día en los sistemas de riego a presión, tanto en los sistemas de aspersión como de riego localizado, presentando ventajas importantes. Un equipo de inyección muy utilizado, en pequeñas y medianas explotaciones, es el inyector tipo Venturi. El inyector se instala sobre la solución madre, trabajando con presiones negativas en su garganta. Este sistema es económico, robusto y su funcionamiento es hidráulico, sin requerir aporte externo de energía. Sin embargo las pérdidas de carga que origina son como mínimo el 30% de la presión de entrada, además de presentar problemas de regulación, inyección de aire o cavitación. El planteamiento de partida, que se pretende estudiar en esta tesis, es que los problemas señalados pueden mitigarse modificando la forma típica de instalación. La forma de inyección propuesta sitúa el inyector en serie y se invierte la posición relativa de la superficie libre de la solución madre y la garganta del Venturi. Además podría lograrse, incluso, un funcionamiento semiautomático de la inyección. Se establecería un nivel mínimo en el depósito de la solución, condicionado por la presión requerida en la garganta, siendo ahora mayor que la atmosférica. Se han ensayado en laboratorio cuatro prototipos de inyector con diferentes dimensiones en sus secciones principales, registrando datos de funcionamiento para cada uno en tres situaciones distintas. Los ensayos se han realizado sin inyección, con inyección y presiones negativas en garganta y con inyección y presiones positivas en garganta. Simultáneamente se pretende comprobar si las técnicas Dinámica de Fluidos Computacional (Computational Fluid Dynamics - CFD) son suficientemente adecuadas para el diseño de nuevos inyectores y predicción del funcionamiento de modelos comerciales, así como el grado de fiabilidad de la formulación teórica actual. Las técnicas de CFD son una herramienta / Manzano Juarez, J. (2008). Análisis del inyector Venturi y mejora de su instalación en los sistemas de riego localizado [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3901 / Palancia

La realización de nuevas infraestructuras para la mejora de la eficiencia global del riego, deben de venir acompañadas de una gestión adecuada, ya que sin ésta no se justifican las grandes inversiones acometidas. Para optimizar el uso de todos los insumos que participan en el riego, agua, energía y fertilizantes, se necesita realizar un seguimiento de todos los procesos en que están implicados, con el fin de detectar los puntos débiles de la gestión y mejorarlos. Dada la gran cantidad de información requerida para ello, resulta recomendable desarrollar un Sistema de Soporte a la toma de Decisiones (DSS). Puesto que la mayoría de la información utilizada es de carácter espacial, los Sistemas de Información Geográfica (SIG) se muestran como la herramienta de trabajo más idónea para ello. En el trabajo desarrollado se describe la metodología seguida para la elaboración de un DSS orientado a la gestión del riego en redes a presión, denominado HuraGIS (Herramientas para el Uso Racional del Agua con el soporte de un GIS). Con este fin se ha diseñado primeramente un modelo de datos relacional, vinculado al propio tiempo con la información espacial. Para su implementación, se han desarrollado una serie de módulos que permiten la captura y edición de los datos, así como su depuración. Otros módulos de la aplicación HuraGIS permiten simular todos los procesos agronómicos del riego. Además, con el fin de reproducir los procesos hidráulicos se ha integrado el módulo de cálculo de EPANET. Finalmente, como herramientas de optimización se han incorporado librerías de programación lineal y de optimización heurística, como son los Algoritmos Genéticos. La metodología desarrollada se ha aplicado a un caso real de estudio, la Comunidad de Regantes de Senyera (Valencia). Para ello se tomaron los datos necesarios en campo y se introdujeron en la aplicación HuraGIS. En una primera fase se realizó un diagnóstico sobre la gestión llevada a cabo durante la campaña de riegos de 2006, media / Jiménez Bello, MÁ. (2008). Integración de los procesos agronómicos e hidráulicos del riego a presión en un entorno SIG para la gestión eficiente de comunidades de regantes [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4101 / Palancia