La Directiva Marco del Agua de la UE (2000/60/CE) tiene como objetivo establecer un marco para la protección de las aguas superficiales continentales, las aguas de transición, las aguas costeras y las aguas subterráneas que prevenga todo deterioro adicional, proteja y mejore el estado de los ecosistemas acuáticos. El fitoplancton es uno de los indicadores biológicos propuestos para establecer el estado ecológico de las masas de agua, que incluye diversos aspectos como la biomasa (clorofila a), para la cual ya han sido establecidos los criterios pertinentes para definir el estado ecológico de las diferentes masas, composición y abundancia fitoplanctónica todavía no desarrolladas por el MED-GIG. En este trabajo se desarrolla un índice multimétrico PHYMED de clasificación ecológica de las masas de aguas costeras basado en la composición, abundancia y biomasa de la comunidad fitoplanctónica. Para ello se han utilizado los datos de la red de monitoreo de la Comunidad Valenciana para el periodo comprendido entre agosto de 2005 a julio de 2008, en la que los recuentos de las comunidades fitoplanctónicas han sido llevados a cabo mediante microscopía de epifluorescencia, permitiendo diferenciar y contar un amplio grupo de organismos. En primer lugar, se establece el modelo conceptual para el desarrollo de un sistema de indicadores basados en la composición de la comunidad fitoplanctónica. Esto se ha llevado a cabo a partir del análisis de las correlaciones existentes entre los distintos parámetros relacionados con la composición y abundancia de la comunidad fitoplanctónica (principales grupos fitoplanctónicos y las variables relacionadas con éstos) y las variaciones en el contenido de clorofila a y fósforo total (indicadores de presión) de las diferentes masas de agua costeras. En función del análisis de presiones e impactos y de un análisis territorial, las condiciones de referencia para la Comunidad Valenciana son la Sierra de Irta (norte de Castellón) para la tipología II-A (con influencia continental moderada) y el cabo de San Antonio-Peñon de Ifach (norte de Alicante) para la tipología III (sin influencia continental). / Pachés Giner, MAV. (2010). PHYMED: Un sistema de indicadores ecológicos para la Directiva Marco del Agua basado en la composición de la comunidad fitoplanctónica [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8347

Las salinas son masas de agua situadas normalmente en el litoral, cuyo objeto es la obtención de sal a través de la evaporación del agua de mar (o en algunos casos de aguas salinas continentales). Generalmente están constituidas por un sistema de balsas someras cuya salinidad es mayor que la del agua marina y su ubicación, modo de explotación y la salinidad de las balsas, especialmente las que se dan al final del circuito, marcan la pauta para el desarrollo de las condiciones ambientales. Las elevadas concentraciones salinas hacen que estos sistemas presenten unas condiciones ambientales extremas a las que sólo unos pocos organismos especializados han podido adaptarse. En la presente tesis doctoral se realiza un estudio exhaustivo de los principales parámetros físico-químicos de estos ecosistemas tan extremos de la Comunidad Valenciana (salinas de Santa Pola, La Mata-Torrevieja y Calpe) que en gran medida están determinados por las condiciones de gestión humana. El principal parámetro considerado en el estudio de estos sistemas lógicamente es la salinidad, que presenta diferencias significativas entre las salinas dadas las condiciones particulares de cada una de ellas. Además, se estudia el comportamiento de diversos parámetros físico-químicos (pH, amonio, nitrito, nitrato, NID, PSR, relación NID/PSR, PT y ácido ortosilícico) así como las variaciones que estos parámetros presentan estacionalmente, a lo largo del gradiente salino, e incluso en diferentes zonas dentro de una misma salina. Se revisa si el estado de los diferentes parámetros físico-químicos deriva del sistema de explotación salinero o de causas distintas, y se realiza una comparación entre salinas con el fin de determinar si existen pautas de comportamiento similares entre ellas, o por el contrario, particularidades propias de cada una. Finalmente, se procede a revisar los principales criterios a tener en cuenta para el establecimiento del potencial ecológico en las salinas de la Comunidad Valenciana. / Martí Insa, CM. (2010). CARACTERIZACIÓN ECOLÓGICA Y ESTABLECIMIENTO DE LOS CRITERIOS PARA DETERMINAR EL POTENCIAL ECOLÓGICO EN LAS SALINAS DE LA COMUNIDAD VALENCIANA [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/9034

[EN] The strive for the good status of water bodies in a drainage basin is an ambitious project that requires decisions that will surely lead to major financial investment, technical and operational, which must be supported in tools and look for their optimal design. Therefore, an economic analysis of scale using economic tools such as Cost-Effectiveness Analysis -CEA- and hydro-economic models -HEM-, would select the combination of measures to achieve environmental objectives (EO) proposed by the European Water Framework Directive (WFD) at the lowest cost. The main objective of this Doctoral Thesis is to develop a methodology and hydro-economic tools necessary to provide decision makers the selection and combination of measures to achieve the EO in a drainage basin. The focus of the research includes an Integrated Water Resources Management (IWRM), considering the quantity, quality and the optimization of parameters not conservative as the Biological Oxygen Demand (BOD) and parameters conservative such as Phosphorus (P). Prior to the hydro-economic modeling, it is a detailed study of the pressures and impacts of bodies of water in the basin, identifying the most polluted bodies and to be applied different measures such as: Basic Measures (MB), Reuse Measures to meet consumptive demands (MRDC) and Complementary Measures (MC), this in order to reach these OMA in the set masses by the WFD. In hydro-economic models (HEM) using No Linear Mathematical Programming (NLP) to optimize the parameters of BOD, incorporating the temporal variability for a given period, while optimizing the parameter Phosphorus is used Mathematical programming Mixed Integer (MIP) and mathematical programming "semi-soft" and Mixed Integer Nonlinear (MINLP), using variables of activation and clearance for selecting optimal combination of measures. Mathematical programming tools have been used GAMS ¿ (General Modelling Algebraic System), and EXCEL ¿ spreadsheet. The CEA integrated with multiple objectives, including pollution control measures on time (Sewage), system management (flow, security of supply, demand control (modernization of irrigation systems) and reuse of reclaimed water. Alongside hydro- economic models, Support System Decision is used to AQUATOOL (Andreu et al, 1996), which allows to know in detail the behavior of circulating flows for the balance equations and concentrations in water bodies in the basin. This methodology with a focus on comprehensive analysis that includes hydro-economic models, CEA and SSDs has been implemented in different basins and drainage basins in the river basin district Júcar (Serpis, Albaida, Arquillo, Magro), and the findings allow to meet mathematically the environmental objectives at the lowest possible cost of the different bodies of water in a drainage basin, it allows the economic analysis which may include the study of shadow prices, multiple objectives, analysis of goodness of the constraints of quality, uncertainty analysis of hydrological multiple equiprobability scenarios and study the downstream externalities that arise in the different masses in a drainage basin, among others, strengthening the focus of a methodology for Integrated Water Resources Management (IWRM), contributing to the implementation of the European Water Framework Directive (WFD). Prior to the hydro-economic modeling (HEM), it is done a detailed analysis of pressures and impacts and schemes of important issues (SII) of water bodies in the basin, where the most polluted bodies are identified and that different measures should be applied. / [ES] El propender por el buen estado de las masas de agua en una cuenca hidrográfica es un proyecto ambicioso que requiere de decisiones que seguramente conllevan grandes inversiones financieras, técnicas y operativas, las cuales han de estar soportadas en herramientas y estudios para lograr su diseño óptimo. Por lo anterior, un análisis económico a escala de cuenca mediante herramientas económicas de medidas que permiten lograr los objetivos medioambientales (OMA), como el Análisis Coste-Eficacia -ACE- y Modelos Hidro-Económicos -MHE-, permitiría seleccionar la combinación de medidas para alcanzar los OMA propuestos por la Directiva Marco europea del Agua (DMA) al menor coste. El objetivo principal de esta Tesis Doctoral es desarrollar una metodología y las herramientas hidro-económicas necesarias para facilitar a los tomadores de decisión la selección y combinación de medidas que permitan alcanzar los OMA en una cuenca hidrográfica. El enfoque de la investigación incluye una gestión integrada del recurso hídrico (GIRH) considerando la cantidad, la calidad y la optimización económica de las medidas para alcanzar los objetivos medioambientales, entre ellos los correspondientes a constituyentes no conservativos como la Demanda Biológica de Oxígeno (DBO) y conservativos como el fósforo (P). Previo a la modelación hidro-económica, se hace un estudio detallado de las presiones e impactos de las masas de agua en la cuenca, donde se identifican las masas más contaminadas y que deban de aplicarse diferentes medidas tales como: Medidas Básicas (MB), Medidas de Reutilización para atender Demandas Consuntivas (MRDC) y Medidas Complementarias (MC), esto con el fin de que dichas masas alcancen OMA fijados por la DMA. En los modelos hidro-económicos se utiliza la programación matemática no lineal para determinar la combinación de medidas óptima para alcanzar los OMA (DBO), incorporando la variabilidad temporal para un periodo dado; mientras que para alcanzar el OMA relacionado con el fósforo (P) se utiliza programación matemática entera mixta y programación matemática "semiblanda" entera mixta y no lineal, utilizando variables de activación y de holgura para la selección óptima de la combinación de medidas. Las herramientas de programación matemática usadas han sido GAMS¿ (General Algebraic Modeling System), y la hoja de cálculo EXCEL¿. El ACE integrado con objetivos múltiples, incluye medidas de control de contaminación puntual (Depuradoras) y reutilización de aguas regeneradas. Paralelamente a los modelos hidro-económicos, se utiliza Sistema de Apoyo a la Decisión AQUATOOL¿ (Andreu et al, 1996), el cual permite conocer detalladamente el comportamiento de caudales circulantes para realizar las ecuaciones de equilibrio y concentraciones en las masas de agua de una cuenca. Esta metodología con un enfoque de análisis integral que incluye modelos hidro-económicos, ACE y SADs, ha sido implementada en diferentes cuencas y subcuencas de la Demarcación Hidrográfica del Júcar (Serpis, Albaida, Arquillo, Magro), y los resultados permiten matemáticamente alcanzar los objetivos medioambientales al menor coste posible de las diferentes masas de agua en una cuenca hidrográfica. Además, permite realizar análisis económicos que pueden incluir el estudio de precios sombra, objetivos múltiples, análisis de bondad de las restricciones de calidad, análisis de incertidumbre con múltiples escenarios hidrológicos equiprobables, y estudiar las externalidades aguas abajo que se presentan en las diferentes masas en una cuenca, entre otros; fortaleciendo el enfoque de una metodología de Gestión Integrada de Recursos Hídricos, contribuyendo a la implementación de la DMA. Previo a la modelación hidro-económica, se hace un estudio detallado de las presiones e impactos y esquemas de temas importante (ETI) de las masas de agua en la cuenca, donde se identifican las masas más contaminadas y qu / [CA] El propendir pel bon estat de les masses d'aigua en una conca hidrogràfica és un projecte ambiciós que requerix de decisions que segurament comporten grans inversions financeres, tècniques i operatives, les quals han d'estar suportades en ferramentes i estudis per a aconseguir el seu disseny òptim. Per l'anterior, una anàlisi econòmica a escala de conca per mitjà de ferramentes econòmica com l'Anàlisi Coste-Eficacia (ACE) i Models HidroEconómicos, permetria seleccionar la combinació de mesures que permeten aconseguir els objectius mediambientals (OMA) proposats per la Directiva Marco Europea de l'Aigua (DMA) al menor cost. L'objectiu principal d'esta Tesi Doctoral és desenrotllar una metodologia i les ferramentes hidro-económicas necessàries per a facilitar als acceptants de decisió la selecció i combinació de mesures que permeten aconseguir els OMA en una conca hidrogràfica. L'enfocament de la investigació inclou una gestió integrada del recurs hídric (GIRH) considerant la quantitat, la qualitat i l'optimització econòmica de paràmetres No conservatius com la Demanda Biològica d'Oxigen (DBO) i conservatius com el Fòsfor (P). Previ a la modelació hidro-económica, es fa un estudi detallat de les pressions i impactes de les masses d'aigua en la conca, on s'identifiquen les masses més contaminades i que deguen aplicar-se diferents mesures com ara: Mesures Bàsiques (MB) , Mesures de Reutilització per a atendre Demandes Consumptives (MRDC) i Mesures Complementàries (MC) , açò a fi que les dites masses aconseguixen OMA fixats per la DMA. En els models hidro-económicos s'utilitza la programació matemàtica no lineal (NLP) per a optimitzar el paràmetre de, incorporant la variabilitat temporal per a un període donat; mentres que per a optimitzar el paràmetre de Fòsfor s'utilitza programació matemàtica sencera mixta (MIP) i programació matemàtica 'semiblanda' sencera mixta i no lineal (MINLP), utilitzant variables d'activació i de folgança per a la selecció òptima de la combinació de mesures. Les ferramentes de programació matemàtica usades han sigut GAMS¿ (General Algebraic Modeling System), i el full de càlcul EXCEL¿. L'ACE integrat amb objectius múltiples, inclou mesures de control de contaminació puntual (Depuradoras), gestió del sistema (caudales, garanties de subministrament, control de demanda (modernización de regadíos) i reutilització d'aigües regenerades. Parallelament als models hidro-econòmics, s'utilitza Sistema de Suport a la Decisió AQUATOOL¿ (Andreu et al, 1996), el qual permet conèixer detalladament el comportament de cabals circulants per a realitzar les equacions d'equilibri i concentracions en les masses d'aigua d'una conca. Esta metodologia amb un enfocament d'anàlisi integral que inclou models hidro-económicos, ACE i SSDs, ha sigut implementada en diferents conques i subconques de la Demarcació Hidrogràfica del Xúquer (Serpis, Abaida, Arquillo, Magre), i els resultats permeten matemàticament assolir els objectius mediambientals al menor cost possible de les diferents masses d'aigua en una conca hidrogràfica. A més, permet realitzar anàlisis econòmiques que poden incloure l'estudi de preus ombra, objectius múltiples, anàlisi de bondat de les restriccions de qualitat, anàlisi d'incertesa amb múltiples escenaris hidrològics equiprobables, i estudiar les externalitats aigües baix que es presenten en les diferents masses en una conca, entre altres; enfortint l'enfocament d'una metodologia de Gestió Integrada de Recursos Hídrics (GIRH), contribuint a la implementació de la Directiva Marco Europea de l'Aigua (DMA). Previ a la modelación hidro-economica, se fa un estudi detallat de les pressions i impactes i esquemes de temes important (ETI) de les masses d'aigua en la conca, a on s'identifiquen les masses mes contaminades i que degue aplicar-se diferents mesures / Lozano Sandoval, G. (2016). MODELACION HIDROECONOMICA Y ANALISIS COSTE EFICACIA DE MEDIDAS PARA ALCANZAR OBJETIVOS MEDIOAMBIENTALES EN UNA CUENCA HIDROGRAFICA. Contribución a la Directiva Marco europea del Agua [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62354

La Directiva Marco del Agua de la UE (2000/60/CE) (en adelante, DMA) tiene como objetivo establecer un marco para la protección de las aguas superficiales continentales, las aguas de transición, las aguas costeras y las aguas subterráneas, para prevenir todo deterioro adicional y proteger y mejorar el estado de los ecosistemas acuáticos. El objetivo final de la DMA es llegar a un buen estado ecológico de los ecosistemas acuáticos para el año 2015. Para lograr este objetivo se precisa caracterizar e identificar previamente la calidad ecológica de las masas de agua mediante elementos indicadores de calidad ecológica, bien sean biológicos, fisicoquímicos o hidromorfológicos. Otra de las acciones clave es realizar un ejercicio de intercalibración que asegure que los umbrales de las clases ecológicas para los diferentes elementos indicadores de calidad se correspondan con niveles comparables respecto a la alteración del ecosistema en los diferentes lugares a caracterizar. Uno de los indicadores biológicos que la DMA establece para determinar el estado ecológico de las masas de agua costeras es el fitoplancton. Dentro de éste hay dos aspectos: " Composición fitoplanctónica. " Biomasa fitoplanctónica (clorofila a), apartado donde se centra el trabajo de esta tesis doctoral. Esta tesis trata de establecer adecuadamente el modelo conceptual previo imprescindible para llegar a establecer los criterios pertinentes para definir las tipologías de las diferentes masas de agua del Mediterráneo, las zonas de referencia y los umbrales para establecer las clases de estado ecológico utilizando la clorofila a como parámetro indicador de calidad. En primer lugar, se analizan las implicaciones de la red de muestreos a la hora de determinar el estado trófico del sistema utilizando la clorofila a como parámetro indicador. / Hermosilla Gómez, Z. (2009). Desarrollo metodológico para la correcta evaluación del estado ecológico de las aguas costeras de la Comunidad Valenciana, en el ámbito de la Directiva Marco del Agua, utilizando la clorofila a como parámetro indicador de la calidad [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6064

[ES] El agua como recurso natural en condiciones adecuadas para los ecosistemas terrestres y las actividades humanas es cada vez más escasa, lo cual es origen de tensiones crecientes entre los diferentes grupos sociales. A esta escasez se suma la capacidad actual del ser humano de modificar significativamente el ciclo hidrológico, tanto cuantitativa como cualitativamente, por lo que el recurso natural puede verse mermado, una vez más, de forma importante por las actividades humanas. La calidad del agua en las masas de agua superficiales y subterráneas depende de las características naturales de la cuenca así como de las afecciones antrópicas que se producen en la misma, y es un aspecto determinante de la salud de los ecosistemas acuáticos y de las actividades humanas que se puedan desarrollar en un territorio. Actualmente, un paso crucial para poder determinar la situación de las masas de agua y su previsible evolución futura, consiste en conocer adecuadamente el ciclo hidrológico en su etapa terrestre y como le afectan las actividades humanas. Debido a que la degradación de la calidad del agua genera externalidades negativas en el medio ambiente, y finalmente en todas las actividades humanas que pueden tener un impacto muy elevado, la sociedad europea, consciente de esta situación, establece mediante la Directiva 60/2000/CE Marco del Agua (DMA) (EC, 2000) el desarrollo de un proceso de análisis y de actuaciones para mejorar el estado de todas las masas de agua europeas en el año 2015. Uno de los pasos de este proceso es el “Análisis de Presiones e Impactos”, en el cual se trata de identificar las presiones que ejercen las actividades humanas y al mismo tiempo relacionarlas con los impactos que se producen en las masas de agua, de forma que se puedan establecer las medidas necesarias que mayor efectividad tengan en la mitigación de los impactos de las actividades humanas. En la presente tesis doctoral se ha desarrollado un módulo o herramienta para la modelación matemática del ciclo hidrológico y calidad del agua en grandes cuencas hidrográficas, dedicando especial atención a la componente subterránea y a las relaciones río-acuífero. El objeto de este módulo consiste en poder construir modelos de simulación que permitan conocer los flujos de agua, con sus características químicas, que se producen en una cuenca hidrográfica. El módulo PATRICAL (Precipitación Aportación en Tramos de Red Integrados con Calidad del Agua) permite construir modelos espacialmente distribuidos del ciclo hidrológico, obteniendo los flujos de agua que se producen en los diferentes puntos de la cuenca y los niveles piezométricos medios en los acuíferos. Además, incluye la simulación del contenido de nitrato y de la conductividad eléctrica del agua en el suelo, en el medio no saturado, en los acuíferos y en las aguas superficiales. Se ha definido también, en esta tesis, una metodología de aplicación gradual para la realización del análisis de presiones e impactos establecido en la DMA, de forma que los modelos de simulación que se construyen con esta herramienta permiten realizar la fase más compleja del análisis de presiones e impactos y también se podrá, con los mismos, cuantificar el efecto de las medidas que se definan en el futuro. La utilidad práctica de la herramienta y metodología desarrollada se demuestra con la aplicación que se ha realizado, la construcción de un modelo de simulación de una cuenca de gran tamaño como es el ámbito de la Confederación Hidrográfica del Júcar, con más de 42.000 km2, obteniéndose los flujos de agua que se producen en la misma y los valores de concentración de nitrato y de conductividad eléctrica en las masas de agua superficiales y subterráneas. Estos resultados permiten identificar los agentes causantes de las modificaciones de las condiciones químicas en los diferentes puntos de la cuenca y, además, conocer la evolución histórica y la tendencia hacia el futuro. / [CA] L'aigua com a recurs natural en condicions adequades per als ecosistemes terrestres i les activitats humanes és cada vegada més escàs, la qual cosa és origen de tensions creixents entre els diferents grups socials. A esta escassetat es suma la capacitat actual del ser humà de modificar significativament el cicle hidrològic, tant quantitativa com qualitativament, motiu pel qual el recurs natural pot veure's minvat, una vegada més, de forma important per les activitats humanes. La qualitat de l'aigua en les masses d'aigua superficials i subterrànies depén de les característiques naturals de la conca així com de les afeccions antròpiques que es produeixen en la mateixa, i és un aspecte determinant de la salut dels ecosistemes aquàtics i de les activitats humanes que es puguen desenvolupar a un territori. Un pas crucial, actualment, per a poder determinar la situació de les masses d'aigua i la seua previsible evolució futura, consisteix a conéixer adequadament el cicle hidrològic en la seua etapa terrestre i com li afecten les activitats humanes. Pel fet que la degradació de la qualitat de l'aigua genera externalitats negatives en el medi ambient i, finalment, en totes les activitats humanes que poden tindre un impacte molt elevat, la societat europea conscient d'esta situació estableix, per mitjà de la Directiva 60/2000/CE Marc de les Aigües (DMA) (EC, 2000) el desenvolupament d'un procés d'anàlisi i d'actuacions per a millorar l'estat de totes les masses d'aigua europees l'any 2015. Un dels passos d'aquest procés és el “Anàlisi de Pressions e Impactes”, en el qual es tracta d'identificar les pressions que exerceixen les activitats humanes i, al mateix temps, relacionar-les amb els impactes que es produeixen en les masses d'aigua, de manera que es puguen establir la mesures necessàries en les activitats humanes que major efectivitat tinguen en la mitigació dels impactes que es produeixen. En la present tesi doctoral s’ha desenvolupat un mòdul o ferramenta per a realitzar la modelació matemàtica del cicle hidrològic i de la qualitat de les aigües en conques hidrogràfiques de gran tamany, dedicant especial atenció a la component subterrània i a les relacions riu-aqüífer. L'objecte d'aquest mòdul consisteix a poder construir models de simulació que permeten conéixer els fluxos d'aigua, amb les seues característiques químiques, que es produeixen a una conca hidrogràfica. El mòdul PATRICAL (Precipitació Aportació en Trams de Xarxa Integrats amb Qualitat de les Aigües) permet construir models espacialment distribuïts del cicle hidrològic, obtenint els fluxos d'aigua que es produeixen a diferents punts de la conca i els nivells piezomètrics en els aqüífers, a més inclou la simulació del contingut de nitrat i de la conductivitat elèctrica de l'aigua en el sòl, en el medi no saturat, en els aqüífers i en les aigües superficials. S’ha definit, en aquesta tesi doctoral, una metodologia d'aplicació gradual per a la realització de l'anàlisi de pressions e impactes establit en la DMA, de forma que els models de simulació que es construeixen amb aquesta ferramenta permeten realitzar la fase més complexa de l'anàlisi de pressions e impactes, i també es podrà, amb els mateixos, quantificar l'efecte de les mesures que es definisquen en el futur. La utilitat pràctica de la ferramenta i metodologia desenvolupada es demostra amb l'aplicació que s'ha realitzat, la construcció d'un model de simulació d'una conca de gran tamany, com és l'àmbit de la Confederació Hidrogràfica del Xúquer de més de 42.000 km2, obtenint-se els fluxos d'aigua que es produeixen en la mateixa i els valors de concentració de nitrat i de conductivitat elèctrica en les masses d'aigua superficials i subterrànies. Aquests resultats permeten identificar els agents causants de les modificacions de les condicions químiques als diferents punts de la conca, i a més, conéixer l'evolució històrica i la tendència cap al futur. / [EN] Water as natural resource in conditions adapted for the terrestrial ecosystems and the human activities is more and more scarce, which is origin of increasing tensions between the different social groups. The present-day capability of the human to modify the hydrologic cycle significantly adds to this scarcity, as much of quantitative form as of qualitative form, reason why the natural resource can be seen decreased, once again, of important form by the human activities Water quality in the superficial and groundwater bodies depends on the natural characteristics of the river basin and human affections that take place in the same one, and it is a determinant aspect of the health of the aquatic ecosystems and the human activities that can be developed in a territory. At the moment, a crucial step to be able to determine the situation of water bodies and its foreseeable future evolution consists of suitably knowing the hydrologic cycle in its terrestrial stage and as it affect human activities to it. Because the degradation of the quality of water generates negative external effects in the environment and finally, in all the human activities that they can have a very high impact, the European society, conscious of this situation, establishes by means of the Directive 60/2000/CE Frame of Waters (WFD) (EC, 2000) the development of a analysis process and performances to improve the state of all the European water bodies in 2015. One of the steps of this process is the “Analysis of Pressures and Impacts”, in which one tries to identify the pressures that exercise the human activities and at the same time to relate them to the impacts that take place in the water bodies, so that the necessary measures can be established that greater effectiveness must to reduce the impacts of the human activities In this doctoral thesis it has developed a module or tool for the mathematical modeling of the hydrologic cycle and the quality of water to large basins, dedicating especial attention to the underground component and relations river-aquifer. The object of this module consist of being able to do simulation models that allow to know water flows, with their chemical characteristics, that take place in a hydrographic river basin. The module PATRICAL allows to construct spacely distributed models of the hydrologic cycle, getting the water flows that are produced in the different points from the river basin and piezometric levels in the aquifers, in addition includes the simulation of the nitrate contents and of the electrical conductivity of water in the soil, in means non saturated, in the aquifers and in surface waters bodies. Besides, in this doctoral thesis has been defined a methodology of gradual application for the accomplishment pressures and impacts analysis established in the WFD, in order to simulation models that they are constructed with this tool they allow to make the most complex phase of pressures and impacts analysis, and also it will be able with them to quantify the effect of the measures that are defined in the future. The practical utility of the tool and developed methodology is demonstrated with the application that have been made, the construction of a simulation model of a large basin, the Júcar River District of over 42,000 km2, obtaining water flows that are produced in the same one and concentration values of nitrate and electrical conductivity in the superficial and underground water bodies. These results allow to identify the agents that cause chemical conditions modifications in the different points from the river basin, and in addition to know the historical evolution and the tendency towards the future / A la Comission of the European Communities por su financiación a través del proyecto "Water resources Management Under Drought Conditions, WAM-ME", contrato ICA3.1999.00014 (Directorate General XII Science, Research & Development); y del proyecto "SEDEMED - Sécheresse et Desertification dans les bassins méditerranées", ref. 2002-02-4.4-1084 (INTERREG III B-Mediterranée Occidentale). Al Ministerio de Educación y Cultura de España por su financiación a través de la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología, CICYT mediante el proyecto "Desarrollo de Elementos de un Sistema Soporte de Decisión para la Gestión de Recursos Hídricos", contrato HID1999-0656 y el proyecto "Sistema de apoyo a la decisión para la gestión cuantitativa, cualitativa y ambiental de cuencas hidrográficas", referencia REN2002/03192. / Pérez Martín, MÁ. (2005). Modelo distribuido de simulación del ciclo hidrológico y calidad del agua, integrado en sistemas de información geográfica para grandes cuencas. Aportación al análisis de presiones e impactos de la directiva marco del agua [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191462