Tesis por compendio / [ES] Las grandes presas, así como los diques de protección, son infraestructuras críticas cuyo fallo puede conllevar importantes consecuencias económicas y sociales. Tradicionalmente, la gestión del riesgo y la definición de estrategias de adaptación en la toma de decisiones han asumido la invariabilidad de las condiciones climáticas, incluida la persistencia de patrones históricos de variabilidad natural y la frecuencia de eventos extremos. Sin embargo, se espera que el cambio climático afecte de forma importante a los sistemas hídricos y comprometa la seguridad de las presas, lo que puede acarrear posibles impactos negativos en términos de costes económicos, sociales y ambientales. Los propietarios y operadores de presas deben por tanto adaptar sus estrategias de gestión y adaptación a medio y largo plazo a los nuevos escenarios climáticos. En la presente tesis se ha desarrollado una metodología integral para incorporar los impactos del cambio climático en la gestión de la seguridad de presas y en el apoyo a la toma de decisiones. El objetivo es plantear estrategias de adaptación que incorporen la variabilidad de los futuros riesgos, así como la incertidumbre asociada a los nuevos escenarios climáticos. El impacto del cambio climático en la seguridad de presas se ha estructurado utilizando modelos de riesgo y mediante una revisión bibliográfica interdisciplinaria sobre sus potenciales efectos. Esto ha permitido establecer un enfoque dependiente del tiempo que incorpore la evolución futura del riesgo, para lo cual se ha definido un nuevo indicador que evalúa cuantitativamente la eficiencia a largo plazo de las medidas de reducción de riesgo. Además, para integrar la incertidumbre de los escenarios futuros en la toma de decisiones, la metodología propone una estrategia robusta que permite establecer secuencias optimizadas de implementación de medidas correctoras para la adaptación al cambio climático. A pesar de las dificultades para asignar probabilidades a eventos específicos, esta metodología permite un análisis sistemático y objetivo, reduciendo considerablemente la subjetividad. Esta metodología se ha aplicado al caso real de una presa española susceptible a los efectos del cambio climático. El análisis se centra en el escenario hidrológico, donde las avenidas son la principal carga a la que está sometida la presa. Respecto de análisis previos de la presa, los resultados obtenidos proporcionan nueva y valiosa información sobre la evolución de los riesgos futuros y sobre cómo abordarlos. En general, se espera un aumento del riesgo con el tiempo; esto ha llevado a plantear nuevas medidas de adaptación que no están justificadas en la situación actual. Esta es la primera aplicación documentada de un análisis exhaustivo de los impactos del cambio climático sobre el riesgo de rotura de una presa que sirve como marco de referencia para la definición de estrategias de adaptación a largo plazo y la evaluación de su eficiencia. / [CAT] Les grans preses, així com els dics de protecció, són infraestructures crítiques que si fallen poden produir importants conseqüències econòmiques i socials. Tradicionalment, la gestió del risc i la definició d'estratègies d'adaptació en la presa de decisions han assumit la invariabilitat de les condicions climàtiques, inclosa la persistència de patrons històrics de variabilitat natural i la probabilitat d'esdeveniments extrems. No obstant això, s'espera que el canvi climàtic afecte de manera important als sistemes hídrics i comprometi la seguretat de les preses, la qual cosa pot implicar possibles impactes negatius en termes de costos econòmics, socials i ambientals. Els propietaris i operadors de preses deuen per tant adaptar les seues estratègies de gestió i adaptació a mitjà i llarg termini als nous escenaris climàtics. En la present tesi s'ha desenvolupat una metodologia integral per a incorporar els impactes del canvi climàtic en la gestió de la seguretat de preses i en el suport a la presa de decisions. L'objectiu és plantejar estratègies d'adaptació que incorporen la variabilitat dels futurs riscos, així com la incertesa associada als nous escenaris climàtics. L'impacte del canvi climàtic en la seguretat de preses s'ha estructurat utilitzant models de risc i mitjançant una revisió bibliogràfica interdisciplinària sobre els seus potencials efectes. Això ha permès establir un enfocament dependent del temps que incorpori l'evolució futura del risc, per a això s'ha definit un nou indicador que avalua quantitativament l'eficiència a llarg termini de les mesures de reducció de risc. A més, per a integrar la incertesa dels escenaris futurs en la presa de decisions, la metodologia proposa una estratègia robusta que permet establir seqüències optimitzades d'implementació de mesures correctores per a l'adaptació al canvi climàtic. A pesar de les dificultats per a assignar probabilitats a esdeveniments específics, esta metodologia permet una anàlisi sistemàtica i objectiva, reduint considerablement la subjectivitat. Aquesta metodologia s'ha aplicat al cas real d'una presa espanyola susceptible a l'efecte del canvi climàtic. L'anàlisi se centra en l'escenari hidrològic, on les avingudes són la principal càrrega a la qual està sotmesa la presa. Respecte d'anàlisis prèvies de la presa, els resultats obtinguts proporcionen nova i valuosa informació sobre l'evolució dels riscos futurs i sobre com abordar-los. En general, s'espera un augment del risc amb el temps; això ha portat a plantejar noves mesures d'adaptació que no estarien justificades en la situació actual. Aquesta és la primera aplicació documentada d'una anàlisi exhaustiva dels impactes del canvi climàtic sobre el risc de trencament d'una presa que serveix com a marc de referència per a la definició d'estratègies d'adaptació a llarg termini i l'avaluació de la seua eficiencia. / [EN] Large dams as well as protective dikes and levees are critical infrastructures whose failure has major economic and social consequences. Risk assessment approaches and decision-making strategies have traditionally assumed the stationarity of climatic conditions, including the persistence of historical patterns of natural variability and the likelihood of extreme events. However, climate change has a major impact on the world's water systems and is endangering dam safety, leading to potentially damaging impacts in terms of economic, social and environmental costs. Owners and operators of dams must adapt their mid- and long-term management and adaptation strategies to new climate scenarios. This thesis proposes a comprehensive approach to incorporate climate change impacts on dam safety management and decision-making support. The goal is to design adaptation strategies that incorporate the non-stationarity of future risks as well as the uncertainties associated with new climate scenarios. Based on an interdisciplinary review of the state-of-the-art research on its potential effects, the global impact of climate change on dam safety is structured using risk models. This allows a time-dependent approach to be established to consider the potential evolution of risk with time. Consequently, a new indicator is defined to support the quantitative assessment of the long-term efficiency of risk reduction measures. Additionally, in order to integrate the uncertainty of future scenarios, the approach is enhanced with a robust decision-making strategy that helps establish the consensus sequence of measures to be implemented for climate change adaptation. Despite the difficulties to allocate probabilities to specific events, such framework allows for a systematic and objective analysis, reducing considerably the subjectivity. Such a methodology is applied to a real case study of a Spanish dam subjected to the effects of climate change. The analysis focus on hydrological scenarios, where floods are the main load to which the dam is subjected. The results provide valuable new information with respect to the previously existing analysis of the dam regarding the evolution of future risks and how to cope with it. In general, risks are expected to increase with time and, as a result, new adaptation measures that are not justifiable for the present situation are recommended. This is the first documented application of a comprehensive analysis of climate change impacts on dam failure risk and serves as a reference benchmark for the definition of long-term adaptation strategies and the evaluation of their efficiency. / Fluixá Sanmartín, J. (2020). Adaptation strategies of dam safety management to new climate change scenarios informed by risk indicators [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/157634 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] Uno de los mayores retos para el mercado de bombas de calor geotérmicas es el alto coste asociado a la perforación de los intercambiadores de calor geotérmicos. Conseguir unos intercambiadores de calor geotérmicos más eficientes reduciría dicho coste, ya que sería necesaria una menor longitud de intercambiador para obtener las mismas temperaturas de trabajo en él (misma eficiencia de la bomba de calor). La eficiencia térmica de un intercambiador de calor geotérmico está caracterizada por su resistencia térmica. Dicha resistencia térmica depende de una serie de elementos entre los que se encuentran: propiedades y caudal del fluido que recorre el intercambiador de calor, diámetro de la perforación geotérmica, geometría y materiales de la tubería del intercambiador de calor y las propiedades del material de relleno de la perforación (grouting). Cuanto mayor sea la resistencia térmica del intercambiador de calor, menor será el calor transferido entre el fluido caloportador y el terreno, traduciéndose en una necesidad mayor de longitud de intercambiador enterrado. Por lo tanto, es necesario una reducción de este parámetro al mínimo posible. En consecuencia, el objetivo principal de esta tesis doctoral consiste en, a partir de un modelo analítico comprensivo de cuantificación del impacto de los parámetros anteriores, realizar un estudio detallado para analizar su influencia combinada en la resistencia térmica del intercambiador geotérmico, pero también examinando dicho efecto en otros planos, como costes económicos de ejecución del intercambiador y de explotación (consumo eléctrico de la bomba de calor y costes de bombeo asociados). / [CA] Un dels majors reptes per al mercat de bombes de calor geotèrmiques és l'alt cost associat a la perforació dels bescanviadors de calor geotèrmics. Aconseguir uns bescanviadors de calor geotèrmics més eficients reduiria aquest cost, ja que seria necessària una menor longitud de bescanviador per a obtenir les mateixes temperatures de treball en ell (mateixa eficiència de la bomba de calor). L'eficiència tèrmica d'un bescanviador de calor geotèrmic està caracteritzada per la seva resistència tèrmica. Aquesta resistència tèrmica depèn d'una sèrie d'elements entre els quals es troben: propietats i cabal del fluid que recorre el bescanviador de calor, diàmetre de la perforació geotèrmica, geometria i materials de la canonada del bescanviador de calor i les propietats del material de farciment de la perforació (grouting). Com més gran sigui la resistència tèrmica del bescanviador de calor, menor serà la calor transferida entre el fluid termòfor i el terreny, traduint-se en una necessitat major de longitud de bescanviador enterrat. Per tant, és necessari una reducció d'aquest paràmetre al mínim possible. En conseqüència, l'objectiu principal d'aquesta Tesi Doctoral consisteix en, a partir d'un model analític comprensiu de quantificació de l'impacte dels paràmetres anteriors, realitzar un estudi detallat per a analitzar la seva influència combinada en la resistència tèrmica del bescanviador geotèrmic, però també examinant aquest efecte en altres plans, com a costos econòmics d'execució del bescanviador i d'explotació (consum elèctric de la bomba de calor i costos de bombament). / [EN] One of the biggest challenges for the ground source heat pump market is the high cost associated with drilling geothermal borehole heat exchangers. Achieving more efficient geothermal heat exchangers would reduce this cost, since a shorter exchanger length would be required to obtain the same working temperatures in it (same efficiency of the heat pump). The thermal efficiency of a geothermal heat exchanger is characterized by its borehole thermal resistance. This borehole thermal resistance depends on a number of parameters, mainly: properties and flow rate of the working fluid that flows through the borehole heat exchanger, diameter of the geothermal borehole, geometry and materials of the heat exchanger pipe and the properties of the borehole grouting material. The higher thermal resistance of the heat exchanger, the less heat is transferred between the heat carrier fluid and the ground, resulting in an increased requirement for the length of the buried heat exchanger. Consequently, it is essential to reduce this parameter to the minimum possible. Therefore, the main objective of this Ph. Doctoral Thesis is to carry out, based on a comprehensive analytical model of quantification of the impact of the above mentioned parameters, a detailed study to analyze their combined influence on the thermal resistance of the geothermal borehole, but also exploring this effect in other less researched areas, such as economic costs of running the exchanger and operating it (electricity consumption of the heat pump and associated pumping costs). / This research has received funding from the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation program under grant agreement No [657982], [727583] and [792355]. / Badenes Badenes, B. (2020). Optimización teórico-experimental de sondas de calor para intercambio geotérmico (SGE) según condiciones hidrogeológicas, características geométricas y propiedades de sus materiales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/160477 / Compendio

[ES] El municipio de Serra se asienta en la vertiente meridional de la Sierra Calderona. El término municipal ocupa una superficie de 5.730 hectáreas de las cuales, el 95 % de su territorio se encuentra dentro del ámbito del Parque Natural de la Sierra Calderona y el 85% del territorio corresponde a Suelo Forestal. La estructura económica del municipio ha tenido, desde 1960, al sector de la construcción como eje principal de la economía, quedando el subsector forestal, como actividad residual. Esto ha provocado un flujo de mano de obra desde el sector primario hacia otros más productivos, teniendo como consecuencia un crecimiento desordenado de la masa forestal, provocando un deterioro del paisaje. Esto ha aumentado considerablemente el riesgo de incendios y plagas y amenaza en definitiva el patrimonio forestal del Parque Natural de la Sierra Calderona. Siguiendo las directrices marcadas por las prioridades de la UE en desarrollo rural se ha puesto en marcha un proyecto de investigación dirigido hacia la creación de empleo local mediante el fomento de actividades sostenibles cuyos resultados se reinviertan en la sociedad local generando una economía circular que constituya la base del desarrollo socio económico local. El proyecto consiste en el aprovechamiento energético sostenible de la biomasa forestal, agrícola y de jardinería y su reconversión a un combustible sólido (pélet) empleado en la calefacción de edificios públicos y por otra parte, comercializando el excedente de pélet, con esto se pretende un ahorro económico energético y de gestión del residuo y un beneficio que podrá ser empleado directamente en la creación de empleo local. El proyecto contribuye además a la protección y mejora de los montes de Serra. La presente Tesis trata de estudiar si un adecuado modelo de gestión de la biomasa en zonas de la interfaz urbano forestal de municipios, como Serra, incluidos en el Parque Natural de la Sierra Calderona puede tener efectos directos positivos en la prevención de incendios forestales y la lucha contra el cambio climático, la Tesis estudia además si estos modelos de gestión pueden ser económica y medioambientalmente sostenibles y su capacidad para contribuir a mejorar el desarrollo socioeconómico de estas poblaciones, fijando su población y ofreciendo un verdadero desarrollo rural basado en el aprovechamiento racional de sus recursos naturales. / [CA] El municipi de Serra s'assenta en el vessant meridional de la Serra Calderona. El terme municipal ocupa una superfície de 5.730 hectàrees de les quals, el 95 % del seu territori es troba dins de l'àmbit del Parc Natural de la Serra Calderona i el 85% del territori correspon a Sòl Forestal. L'estructura econòmica del municipi ha tingut, des de 1960, al sector de la construcció com a eix principal de l'economia, quedant el subsector forestal, com a activitat residual. Açò ha provocat un flux de mà d'obra des del sector primari cap a uns altres més productius, tenint com a conseqüència un creixement desordenat de la massa forestal, provocant una deterioració del paisatge. Açò ha augmentat considerablement el risc d'incendis i plagues i amenaça en definitiva el patrimoni forestal del Parc Natural de la Serra Calderona. Seguint les directrius marcades per les prioritats de la UE en desenvolupament rural s'ha engegat un projecte de recerca dirigit cap a la creació d'ocupació local mitjançant el foment d'activitats sostenibles els resultats de les quals es reinverteixen a la societat local generant una economia circular que constituïsca la base del desenvolupe soci econòmic local. El projecte consisteix en l'aprofitament energètic sostenible de la biomassa forestal, agrícola i de jardineria i la seua reconversió a un combustible sòlid (pélet) emprat en la calefacció d'edificis públics i d'altra banda, comercialitzant l'excedent de pélet, amb açò es pretén un estalvi econòmic energètic i de gestió del residu i un benefici que podrà ser emprat directament en la creació d'ocupació local. El projecte contribueix a més a la protecció i millora de les muntanyes de Serra. La present Tesi tracta d'estudiar si un adequat model de gestió de la biomassa en zones de la interfície urbà forestal de municipis, com Serra, inclosos en el Parc Natural de la Serra Calderona pot tenir efectes directes positius en la prevenció d'incendis forestals i la lluita contra el canvi climàtic, la Tesi estudia a més si aquests models de gestió poden ser econòmica i mediambientalment sostenibles i la seua capacitat per a contribuir a millorar el desenvolupament socioeconòmic d'aquestes poblacions, fixant la seua població i oferint un vertader desenvolupament rural basat en l'aprofitament racional dels seus recursos naturals. / [EN] The municipality of Serra sits on the southern slope of the Sierra Calderona mountains. The municipality occupies an area of 5,730 hectares of which, 95% of its territory is within the Sierra Calderona Natural Park and 85% of the territory corresponds to forest land. The economic structure of the municipality has had, since 1960, the construction sector as the main axis of the economy, leaving the forestry sub-sector as a residual activity. This has caused a labor flow from the primary sector to more productive ones, resulting in a disorderly growth of the forest mass, causing a deterioration of the landscape. This has considerably increased the risk of fire and pests and ultimately threatens the forest heritage of the Sierra Calderona Natural Park. Following the guidelines set by the EU priorities for rural development, a research project aimed at the creation of local jobs has been launched through the promotion of sustainable activities whose results are reinvested in the Local society generating a circular economy that constitutes the basis of the local socio-economic development. The project consists of the sustainable energetic use of forest, agricultural and garden biomass and its conversion to a solid fuel (wood pélet) used in the heating of public buildings and on the other hand, marketing the surplus of this wood pélet, this aims to a saving of energy bills and waste management costs and brings a benefit that can be used directly in the creation of local employment. The project also contributes to the protection and improvement of the Serra Mountains. This thesis aims to study whether an adequate model of management of biomass in the municipal urban forest interface, such as Serra, included in the Natural Park of the Sierra Calderona can have direct positive effects on the prevention of forest fires and the fight against climate change, the thesis also studies whether these management models can be economically and environmentally sustainable and their ability to contribute to improving the socioeconomic development of these populations, setting their Population and offering a true rural development based on the rational use of their natural resources. / Mayans Díaz, JJ. (2021). Gestión integral de la biomasa en la interfaz urbano-forestal, en ámbito supramunicipal y sus efectos en la lucha contra el cambio climático, Red Natura 2000 y prevención de incendios forestales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/166094

Tesis por compendio / [ES] En las próximas décadas, los fenómenos extremos como las sequías podrían volverse más frecuentes e intensos debido al cambio climático, afectando en gran medida a las cuencas con problemas de escasez hídrica. Por lo tanto, el estudio de estos fenómenos es esencial, así como predecir sus impactos asociados para garantizar una buena gestión de los recursos hídricos disponibles, sobre todo en sistemas de explotación altamente regulados y estresados, que bajo estas circunstancias ven afectadas su fiabilidad y vulnerabilidad. En esta tesis se aborda esta problemática por medio de un compendio de cinco publicaciones, todas ellas artículos. Dos de estos artículos están publicados en revistas indexadas en el Journal Citation Report (JCR), otros dos están publicados en una revista de reconocido prestigio de habla hispana, y el último se encuentra en proceso de revisión en otra revista indexada en el JCR. Todos los artículos publicados están relacionados con el desarrollo de una metodología de integración de proyecciones climáticas en la gestión y planificación hidrológica, para ayudar en el proceso de toma de decisiones e intentar prevenir los impactos cuantitativos y cualitativos de futuros eventos de sequía. Por otro lado, el artículo en proceso de revisión se centra en la integración de pronósticos estacionales en la evaluación del riesgo de sequía en tiempo real con la misma finalidad. En ambos casos se lleva a cabo un proceso de evaluación del riesgo de sequía, a medio o largo plazo, mediante una cadena de modelos y procesos de corrección y ajuste al caso de estudio, la cuenca del Júcar. De este proceso se obtiene un indicador de riesgo de sequía muy intuitivo que informa sobre la evolución probabilística de los recursos disponibles en el sistema, facilitando así la toma de decisiones a medio o largo plazo. Los principales resultados asociados a la gestión en tiempo real de la sequía indican que los métodos propuestos son prometedores, ya que todos ellos muestran mejores capacidades de predicción que el método implementado en la actualidad. Por otro lado, los resultados de cambio climático prevén un futuro complicado para la cuenca de estudio, con reducciones importantes de las aportaciones futuras (sobre todo para finales de siglo) y altas probabilidades de disponer de menores recursos hídricos en el sistema. Lo mismo ocurre al analizar la calidad del agua, ya que se estiman mayores afecciones para horizontes futuros, sobre todo en zonas relacionadas con la actividad agrícola. Sin embargo, existe una gran incertidumbre en estos resultados más allá de mediados de siglo, debido principalmente a la naturaleza variante de las proyecciones climáticas. A pesar de esta incertidumbre, las metodologías desarrolladas podrían considerarse como el primer paso para tener en cuenta las afecciones de un futuro cambiante en la gestión y planificación hidrológica de forma fiable y robusta, pudiendo implementarse en otras cuencas con la misma problemática y facilitando así la toma de decisiones frente a eventos extremos de sequía. / [CA] En les pròximes dècades, els fenòmens extrems com les sequeres podrien tornar-se més freqüents i intensos a causa del canvi climàtic, afectant en gran mesura a les conques amb problemes d'escassesa hídrica. Per tant, l'estudi d'estos fenòmens és essencial, així com predir els seus impactes associats per a garantir una bona gestió dels recursos hídrics disponibles, sobretot en sistemes d'explotació altament regulats i estressats, que davall estes circumstàncies veuen afectades la seua fiabilitat i vulnerabilitat. En esta tesi s'aborda esta problemàtica per mitjà d'un compendi de cinc publicacions, totes elles articles. Dos d'estos articles estan publicats en revistes indexades en el Journal Citation Report (JCR), altres dos estan publicats en una revista de reconegut prestigi de parla hispana, i l'últim es troba en procés de revisió en una altra revista indexada en el JCR. Tots els articles publicats estan relacionats amb el desenvolupament d'una metodologia d'integració de projeccions climàtiques en la gestió i planificació hidrològica, per a ajudar en el procés de presa de decisions i intentar previndre els impactes quantitatius i qualitatius de futurs esdeveniments de sequera. D'altra banda, l'article en procés de revisió es centra en la integració de pronòstics estacionals en l'avaluació del risc de sequera en temps real amb la mateixa finalitat. En ambdós casos es du a terme un procés d'avaluació del risc de sequera, a mig o llarg termini, per mitjà d'una cadena de models i processos de correcció i ajust al cas d'estudi, la conca del Xúquer. D'este procés s'obté un indicador de risc de sequera molt intuïtiu que informa sobre l'evolució probabilística dels recursos disponibles en el sistema, facilitant així la presa de decisions a mig o llarg termini. Els principals resultats associats a la gestió en temps real de la sequera indiquen que els mètodes proposats són prometedors, ja que tots ells mostren millors capacitats de predicció que el mètode implementat en l'actualitat. D'altra banda, els resultats de canvi climàtic preveuen un futur complicat per a la conca d'estudi, amb reduccions importants de les aportacions futures (sobretot per a finals de segle) i altes probabilitats de disposar de menors recursos hídrics en el sistema. El mateix ocorre al analitzar la qualitat de l'aigua, ja que s'estimen majors afeccions per a horitzons futurs, sobretot en zones relacionades amb l'activitat agrícola. No obstant això, hi ha una gran incertesa en estos resultats més enllà de mitjans de segle, degut principalment a la naturalesa variant de les projeccions climàtiques. A pesar d'esta incertesa, les metodologies desenvolupades podrien considerar-se com el primer pas per a tindre en compte les afeccions d'un futur canviant en la gestió i planificació hidrològica de forma fiable i robusta, podent implementar-se en altres conques amb la mateixa problemàtica i facilitant així la presa de decisions enfront d'esdeveniments extrems de sequera. / [EN] In the coming decades, extreme events such as droughts could become more frequent and intense due to climate change, greatly affecting basins with water scarcity problems. Therefore, the study of these phenomena is essential, as well as predicting their associated impacts to ensure good management of available water resources, especially in highly regulated and stressed exploitation systems, whose reliability and vulnerability are affected under these circumstances. This thesis addresses this problem by means of a compendium of five publications, all of them articles. Two of these articles are published in journals indexed in the Journal Citation Report (JCR), other two are published in a prestigious Spanish-language journal, and the last one is under review in another journal indexed in the JCR. All the published articles are related to the development of a methodology for the integration of climate projections in water planning and management, to help in the decision-making process and try to prevent the quantitative and qualitative impacts of future drought events. On the other hand, the article under revision focuses on the integration of seasonal forecasts in real-time drought risk assessment for the same purpose. In both cases, a drought risk assessment process is carried out, in the medium or long term, by means of a model chain and correction and adjustment processes to the case study, the Júcar River Basin. From this process, a very intuitive drought risk indicator is obtained, providing information on the probabilistic evolution of the resources available in the system and facilitating medium or long-term decision making. The main results associated with real-time drought management indicate that the proposed methods are promising, as they all show better predictive capabilities than the current method implemented in the basin. On the other hand, the climate change results predict a complicated future for the case study, with significant reductions in future inflows (especially by the end of the century) and high probabilities of having lower water resources in the system. The same occurs when analyzing water quality, since greater impacts are estimated for future horizons, especially in areas related to agricultural activity. However, there is great uncertainty in these results beyond mid-century, mainly due to the natural variability of climate projections. Despite this uncertainty, the methodologies developed could be considered as the first step to take into account the effects of a changing future in hydrological management and planning in a reliable and robust way, and could be implemented in other basins with the same problems, thus facilitating decision making to face extreme drought events. / Suárez Almiñana, S. (2021). Incorporación de las predicciones meteorológicas y climáticas en la planificación y gestión de las sequías. Aplicación a la Cuenca del Júcar [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/174533 / Compendio

[ES] La gestión de los recursos hídricos es de vital importancia para la comprensión de las sequias a largo plazo. En la actualidad, se presentan problemas debido a la disponibilidad y manejo del recurso hídrico. Además, el cambio climático afecta de manera negativa las variables climáticas y la disponibilidad del recurso hídrico. El tomar decisiones en base a información confiable y precisa conlleva un arduo trabajo y es necesario contar con diferentes herramientas que permitan llegar a la gestión de los recursos hídricos. La modelización de las variables climáticas es parte fundamental para determinar la disponibilidad del recurso hídrico. Las más importantes son la precipitación y temperatura o precipitación y evapotranspiración. Los modelos estocásticos se encuentran en un proceso de evolución que permiten reducir la escala de análisis. En esta investigación se ha abordado la modelación de variables climáticas con detalle diario. Se ha planteado una metodología para la generación de series sintéticas de precipitación y temperatura mediante modelización estocástica continua multivariada a escala diaria. Esta metodología también incorpora la corrección del sesgo para precipitación y temperatura de los escenarios de cambio climático con detalle diario. Los resultados de la presente tesis indican que los modelos estocásticos multivariados pueden representar las condiciones espaciales y temporales de las diferentes variables climáticas (precipitación y temperatura). Además, se plantea una metodología para la determinación de la evapotranspiración en función de los datos climáticos disponibles. Por otro lado, los modelos estocásticos multivariados permiten la corrección del sesgo con resultados diarios, mensuales y anuales más realistas que otros métodos de corrección de sesgo. Estos modelos climáticos son una herramienta para pronosticar eventos o escenarios futuros que permiten tomar mejores decisiones de manera anticipada. Estos modelos se programaron en el entorno de MatLab con el objetivo de aplicarlos a diferentes zonas de estudio de manera eficiente y automatizada. Los análisis realizados en la presente tesis se realizaron para la cuenca del Júcar con un buen desempeño para las condiciones de la cuenca. / [CA] La gestió dels recursos hídrics és de vital importància per a la comprensió de les sequeres a llarg termini. En l'actualitat, es presenten problemes a causa de la disponibilitat i maneig del recurs hídric. A més, el canvi climàtic afecta de manera negativa les variables climàtiques i la disponibilitat del recurs hídric. El prendre decisions sobre la base informació de confiança i precisa comporta un ardu treball i és necessari comptar amb diferents eines que permeten arribar a la gestió dels recursos hídrics. La modelització de les variables climàtiques és part fonamental per a determinar la disponibilitat del recurs hídric. Les més importants són la precipitació i temperatura o precipitació i evapotranspiració. Els models estocàstics es troben en un procés d'evolució que permet la incorporació de més detalls reduint l'escala d'anàlisi. En aquesta investigació s'ha abordat el modelatge de variables climàtiques amb detall diari. S'ha plantejat una metodologia per a la generació de sèries sintètiques de precipitació i temperatura mitjançant modelització estocàstica contínua multivariada a escala diària. Aquesta metodologia també incorpora la correcció del biaix per a precipitació i temperatura dels escenaris de canvi climàtic amb detall diari. Els resultats de la present tesi indiquen que els models estocàstics multivariats poden representar les condicions espacials i temporals de les diferents variables climàtiques (precipitació i temperatura). A més es planteja una metodologia per a la determinació de l'evapotranspiració en funció de les dades climàtiques disponibles. D'altra banda, els models estocàstics multivariats permeten la correcció del biaix amb resultats diaris, mensuals i anuals més realistes que altres mètodes de correcció de biaix. Aquests models climàtics són una eina per a pronosticar esdeveniments o escenaris futurs que permeten prendre millors decisions de manera anticipada. Aquests models es van programar a l'entorn de Matlab amb l'objectiu d'aplicar-los a diferents zones d'estudi de manera eficient i automatitzada. Les anàlisis realitzades en la present tesi es van realitzar per a la conca del Xúquer amb un bon acompliment per a les condicions de la conca. / [EN] Management of the water resources is important for understanding long-term droughts. Currently, there are problems due to the availability and management of water resources. Furthermore, climate change negatively affecting climate variables and the availability of water resources. Making decisions based on reliable and accurate information involves hard work and it is necessary to have different tools to achieve the management of water resources. The modeling of the climatic variables is a fundamental part to determine the availability of the water resource. The most important are precipitation and temperature or precipitation and evapotranspiration. Stochastic models are in a process of evolution that allows the incorporation of more details by reducing the scale of analysis. In this research, the modeling of climatic variables has been approached in daily detail. A methodology has been proposed for the generation of synthetic series of precipitation and temperature by means of multivariate continuous stochastic modeling on a daily scale. This methodology also incorporates the bias correction for precipitation and temperature of the climate change scenarios with daily detail. The results of this thesis indicate that multivariate stochastic models can represent the spatial and temporal conditions of the different climatic variables (precipitation and temperature). In addition, a methodology is proposed for the determination of evapotranspiration based on the available climatic data. On the other hand, multivariate stochastic models allow bias correction with more realistic daily, monthly and annual results than other bias correction methods. These climate models are a tool to forecast future events or scenarios that allow better decisions to be made in advance. These models were programmed in the MatLab software with the aim of applying them to different study areas in an efficient and automatically. The work in this thesis was carried out for the Júcar basin with a good performance for the conditions of the basin / Hernández Bedolla, J. (2022). Análisis estocástico de datos climáticos como predictor para la gestión anticipada de sequías en recursos hídricos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/182095

[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

Tesis por compendio / [ES] El agua constituye un recurso esencial cuya disponibilidad limitada y su creciente demanda hace que sea considerado como un elemento de gran valor desde diversos puntos de vista (ambiental, biológico, social, económico, etc.). El mantenimiento de condiciones favorables que permitan un equilibrio medioambiental adecuado es una de las metas de una adecuada planificación y gestión de recursos hídricos. Una de las acciones principales para la preservación de la biodiversidad de las cuencas consiste en la implementación de caudales ecológicos. Para ello, es importante poder contar con herramientas adecuadas que permitan cuantificar los efectos de los cauda-les ecológicos sobre las actividades socioeconómicas y el medio ambiental. Esta tesis tiene como objetivo proponer metodologías para la obtención y análisis de indicadores que permitan la optimización de regímenes de caudales ecológicos en sistemas de recursos hídricos complejos. Estas metodologías posibilitan evaluar los efectos de los caudales ecológicos en la alteración hidrológica, la alteración del hábitat, las garantías de las demandas, y la explotación del recurso hídrico. Esta tesis doctoral se estructura como un compendio de tres artículos científicos publicados en revistas del primer y segundo cuartil del Journal Citation Reports. En el primer artículo se define una metodología para el análisis de la alteración hidrológica en sistemas altamente regulados para diferentes escenarios de caudales ecológicos, apoyada en la utilización de modelos de simulación de la gestión de sistemas de recursos hídricos, y la posterior estimación y agrupación de indicadores de alteración hidrológica. Dicha metodología ha sido aplicada en la parte española de la Demarcación Hidrográfica del Duero. El segundo artículo plantea una metodología para la obtención de un indicador de alteración del hábitat en cuencas reguladas, mediante la aplicación conjunta de un modelo de simulación de la gestión de cuencas y un modelo de estimación de series temporales de hábitat de las especies acuáticas presentes en la zona de estudio. La metodología se aplica en el sistema de explotación del Órbigo, perteneciente a la Demarcación Hidrográfica del Duero. Las series temporales de hábitat fueron obtenidas y analizadas para diferentes escenarios de regímenes de caudales ecológicos, evaluando sus efectos en la alteración del hábitat y las garantías de las demandas. El tercer artículo propone una metodología para evaluar la variación temporal y espacial del índice de explotación del recurso hídrico (WEI+) en cuencas reguladas. Esta metodología, que fue aplicada en la cuenca del río del Órbigo, permite analizar los efectos de los regímenes de caudales eco-lógicos en el estrés hídrico de los distintos tramos de rio de una cuenca regulada. El enfoque propuesto para reducir la escala espacial del índice de explotación del recurso hídrico es también es útil para identificar las mejores fuentes de agua en las cuencas fluviales para satisfacer futuras demandas de agua y/o restricciones ambientales. Finalmente, a partir de la información obtenida de estas metodologías, se realiza un análisis conjunto de todos estos parámetros para las diferentes alternativas de caudal ecológicos planteadas. Para ello, se evalúan de manera conjunta indicadores globales de alteración hidrológica, alteración de hábitat, déficits de las demandas y estrés hídrico. Estos indicadores globales facilitan, tanto a los gestores como a los usuarios del agua, el análisis de estrategias de planificación y gestión de recursos hídricos. / [CA] L'aigua constitueix un recurs essencial la disponibilitat limitada del qual i la seua creixent demanda fa que siga considerat com un element de gran valor des de diversos punts de vista (ambiental, biològic, social, econòmic, etc.). El manteniment de condicions favorables que permeten un equilibri mediambiental adequat és una de les metes d'una adequada planificació i gestió de recursos hídrics. Una de les accions principals per a la preservació de la biodiversitat de les conques consisteix en la implementació de cabals ecològics. Per a això, és important poder comptar amb eines adequades que permeten quantificar els efectes dels cabals ecològics sobre les activitats socioeconòmiques i el mitjà ambiental. Aquesta tesi té com a objectiu proposar metodologies per a l'obtenció i anàlisi d'indicadors que permeten l'optimització de règims de cabals ecològics en sistemes de recursos hídrics complexos. Aquestes metodologies possibiliten avaluar els efectes dels cabals ecològics en l'alteració hidrològica, l'alteració de l'hàbitat, les garanties de les demandes, i l'explotació del recurs hídric. Aquesta tesi doctoral s'estructura com un compendi de tres articles científics publicats en revistes del primer i segon quartil del Journal Citation Reports. En el primer article es defineix una metodologia per a l'anàlisi de l'alteració hidrològica en sistemes altament regulats per a diferents escenaris de cabals ecològics, recolzada en la utilització de models de simulació de la gestió de sistemes de recursos hídrics, i la posterior estimació i agrupació d'indicadors d'alteració hidrològica. Aquesta metodologia ha sigut aplicada en la part espanyola de la Demarcació Hidrogràfica del Duero. El segon article planteja una metodologia per a l'obtenció d'un indicador d'alteració de l'hàbitat en conques regulades, mitjançant l'aplicació conjunta d'un model de simulació de la gestió de conques i un model d'estimació de sèries temporals d'hàbitat de les espècies aquàtiques presents en la zona d'estudi. La metodologia s'aplica en el sistema d'explotació del Órbigo, pertanyent a la Demarcació Hidrogràfica del Duero. Les sèries temporals d'hàbitat van ser obtingudes i analitzades per a diferents escenaris de règims de cabals ecològics, avaluant els seus efectes en l'alteració de l'hàbitat i les garanties de les demandes. El tercer article proposa una metodologia per a avaluar la variació temporal i espacial de l'índex d'explotació del recurs hídric (WEI+) en conques regulades. Aquesta metodologia, que va ser aplicada en la conca del riu del Órbigo, permet analitzar els efectes dels règims de cabals ecològics en l'estrés hídric dels diferents trams de va riure d'una conca regulada. L'enfocament proposat per a reduir l'escala espacial de l'índex d'explotació del recurs hídric és també és útil per a identificar les millors fonts d'aigua en les conques fluvials per a satisfer futures demandes d'aigua i/o restriccions ambientals. Finalment, a partir de la informació obtinguda d'aquestes metodologies, es realitza una anàlisi conjunta de tots aquests paràmetres per a les diferents alternatives de cabal ecològics plantejades. Per a això, s'avaluen de manera conjunta indicadors globals d'alteració hidrològica, alteració d'hàbitat, dèficits de les demandes i estrés hídric. Aquests indicadors globals faciliten, tant als gestors com als usuaris de l'aigua, l'anàlisi d'estratègies de planificació i gestió de recursos hídrics. / [EN] Water is an essential resource whose limited availability and growing demand means that it is considered an element of great value from various points of view (environmental, biological, social, economic, etc.). The maintenance of favourable conditions that allow an adequate environmental balance is one of the goals of water resources planning and management. One of the main actions for the preservation of the basin biodiversity in the implementation of environmental flows. To this end, it is important to have adequate tools that allow assessing the effects of environmental flows on socioeconomic activities and the environment. This thesis aims to propose methodologies for assessing and analysing indicators that allow the optimization of ecological flow regimes in complex water resource systems. These methodologies enable evaluating the effects of ecological flows on hydrological alteration, habitat alteration, reliability of water demands, and water resources exploitation. This doctoral thesis is structured as a compendium of three research papers published in journals indexed in the first and second quartiles of the Journal Citation Reports. In the first paper, a methodology for the analysis of hydrological alteration in highly regulated systems for different scenarios of ecological flows is pro-posed. The methodology is endorsed using models for the management of water resource systems, and the subsequent computation and grouping of indicators of hydrological alteration. This methodology was applied to the Spanish part of the Duero Water District. The second paper proposes a methodology for assessing an indicator of habitat alteration in regulated basins through the joint application of a basin management simulation model and a model to estimate habitat time series of the aquatic species present in the study zone. The methodology is applied to the Órbigo exploitation system, which belongs to the Duero Water District. Habitat time series were obtained and analysed for different environmental flow regime scenario, and the effects of this environmental flows on habitat alteration and water demand reliability were assessed. The third paper proposes a methodology to evaluate the temporal and spatial variation of the water exploitation index (WEI+) in regulated basins. This methodology, which was applied in the Órbigo river basin, allows ana-lysing the effects of ecological flow regimes on water stress in the different river sections of a regulated basin. The proposed approach to reduce the spatial scale of the water exploitation index is also helpful to identify the best water sources in river basins to meet future water demands and/or higher values of environmental restrictions. Finally, based on the information obtained through the application of these methodologies, a joint analysis of all these parameters was carried out for the different proposed environmental flow alternatives. To this end, global indicators of hydrological alteration, habitat alteration, water demand deficits and water stress are jointly evaluated. These global indicators help water managers and users to analyse strategies of water resources planning and management. / The authors thank the Spanish Ministry of Science and Innovation (MCIN) and Spanish Research Agency (AEI) for the financial support MCIN/AEI/10.13039/501100011033 to RESPHIRA project (PID2019- 106322RB-I00). RB was partly funded by MCIN/AEI /10.13039/501100011033 through Juan de la Cierva program (IJC2019-038848-I). Funding for open ac- cess charge: CRUE-Universitat Politècnica de València. The authors also thank three anonymous reviewers for their suggestions to improve this work. / Pardo Loaiza, J. (2023). Mejora de la gestión del recurso hídrico mediante la incorporación de indicadores de regímenes ecológicos en el análisis de sistemas de recursos hídricos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192461 / Compendio

[ES] La Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible establece una serie de retos ambiciosos para la comunidad mundial denominados Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). Entre ellos se encuentran retos específicos como el acceso al agua potable y al saneamiento y una mejor planificación de los recursos hídricos, además de objetivos dirigidos con el fin de combatir las desigualdades y la discriminación, entre los cuales se incluyen los siguientes objetivos generales "no dejar a nadie atrás" y "llegar primero a los más rezagados". Hasta la fecha, se ha demostrado que estos retos son difíciles de cumplir, en parte porque son complejos, pero también debido a la inercia política. Por otra parte, las potabilizadoras son capaces de suministrar agua segura para el consumo humano, sin embargo, es posible que su calidad se vea deteriorada a lo largo de su recorrido por el sistema de distribución antes su llegada al consumidor; si el abastecimiento de agua se ve restringido, las posibilidades de degradación de la calidad física, química y, sobre todo, microbiológica a nivel doméstico se incrementan, por ese motivo, para garantizar la calidad del agua se debe asegurar la integridad física, química y cualitativa del agua. Al aplicar los métodos de análisis de riesgos a los sistemas de agua potable para el consumo humano, se está desarrollando como una importante técnica de gestión preventiva, que ya está ofreciendo resultados muy significativos a la hora de anticiparse a eventuales situaciones de peligro, lo que permite intervenir con rapidez y evitar el impacto de los eventos de origen natural contra las infraestructuras y el agua para el consumo humano. En esta tesis se aborda la problemática de la seguridad del agua destinada al consumidor, identificando los fundamentos de la buena gobernanza y proponiendo un nuevo enfoque para llevar a cabo un análisis del riesgo a lo largo de la cadena del agua, integrando la modelización predictiva y las técnicas de árbol de eventos y de fallos. El estudio ha demostrado la gran capacidad del nuevo enfoque para reproducir escenarios reales y evaluar los niveles de ooquistes después del tratamiento, teniendo en cuenta la heterogeneidad de los aportes resultantes de diferentes niveles de ooquistes contenidos en las aguas superficiales, la eficiencia del tratamiento, los controles del proceso y los aportes de agua. El nuevo planteamiento también puede utilizarse para la evaluación de la exposición de otros agentes patógenos en el agua, y en todas las etapas de la cadena del agua, con el fin de evaluar el impacto real de las desviaciones o los fallos en las condiciones del proceso y los controles de seguridad sobre el riesgo para los consumidores provocado por los agentes patógenos. / [CA] L'Agenda 2030 per al desenvolupament Sostenible estableix una sèrie de reptes ambiciosos per a la comunitat mundial denominat Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS). Aquests inclouen reptes com l'accés a l'aigua, el sanejament segur i una millor gestió de l'aigua, igual que objectius per a afrontar la desigualtat i la discriminació incloent propòsits generals per a "no deixar a ningú arrere" i "arribar primer als més ressagats". Fins hui, s'ha demostrat que aquests reptes són difícils de complir, en part perquè són complexos però també a causa de la inèrcia política. D'altra banda, les plantes de tractament d'aigua potable poden proveir aigua segura per al consum humà, però la seua qualitat es pot alternar durant el pas pel Sistema de Distribució d'Aigua abans d'arribar al consumidor; si el proveïment d'aigua és restringit, la possibilitat de deterioració de la qualitat física, química i principalment microbiològica a nivell intradomiciliària s'incrementa havent-se de protegir la integritat física, hidràulica i de qualitat de l'aigua per a garantir l'assegurament del subministrament de l'aigua potable. L'aplicació dels mètodes d'anàlisi de risc aplicats als serveis d'aigua i sanejament s'està convertint en una estratègia imprescindible en la gestió preventiva, que comença a mostrar resultats importants en l'anticipació oportuna de desastres potencials, facilitant les accions anticipades per a enfrontar les amenaces previsibles per a mitigar els impactes dels esdeveniments naturals en la infraestructura d'aigua i sanejament. En aquesta tesi s'aborda la problemàtica de la seguretat de l'aigua destinada al consumidor, identificant els fonaments de la bona governança i proposant un nou enfocament per a dur a terme una anàlisi de risc al llarg de la cadena de l'aigua, integrant la modelització predictiva i les tècniques d'arbre d'esdeveniments i de fallades. L'estudi ha demostrat la gran capacitat del nou enfocament per a reproduir escenaris reals i avaluar els nivells d'ooquistes després del tractament, tenint en compte l'heterogeneïtat de les aportacions resultants de diferents nivells d'ooquistes continguts en les aigües superficials, l'eficiència del tractament, els controls del procés. L'eficiència de la planta, l'eficiència del tractament, els controls del procés i les aportacions d'aigua. El nou plantejament també pot utilitzar-se per a l'avaluació de l'exposició d'altres agents patògens en l'aigua i en totes les etapes de la cadena de l'aigua, amb la finalitat d'avaluar l'impacte real de les desviacions o les fallades en les condicions del procés i els controls de seguretat sobre el risc per als consumidors provocat per agents patògens. / [EN] The 2030 Agenda for Sustainable Development sets out a series of ambitious challenges for the global community. These Sustainable Development Goals (SDGs) include targets for access to safe water and sanitation and improved water management, as well as goals to tackle inequality and discrimination, including overarching proposals to "leave no one behind" and "reach the most disadvantaged first". To date, these are challenges that have proved difficult to meet, partly because they are complex, but also because of political inertia. On the other hand, drinking water treatment plants can provide safe water for human consumption, but its quality can be altered during its passage through the water distribution system before it reaches the consumer; if the water sup-ply is restricted, the possibility of physical, chemical and mainly microbiological quality detection at the household level increases, and the physical, hydraulic and quality integrity of the water must be protected to ensure the safety of the drinking water supply. The application of risk analysis methods applied to water and sanitation ser-vices is becoming an important preventive management strategy, which is be-ginning to show significant results in the timely anticipation of potential disas-ters, facilitating anticipatory actions to address foreseeable hazards and to mit-igate the impacts of natural events on water and sanitation infrastructure. This thesis addresses the issue of consumer water safety by identifying the fundamentals of good governance and proposing a new approach for conduct-ing risk analysis along the water chain, integrating predictive modelling and event and fault tree techniques. The study has demonstrated the high capacity of the new approach to reproduce real scenarios and to evaluate the levels of oocysts after treatment, taking into account the heterogeneity of the inputs resulting from different levels of oocysts contained in the surface water, the efficiency of the treatment, the process controls and the water in-puts. The new approach can also be used for exposure assessment of other pathogens in water, and at all stages of the water chain, to assess the real im-pact of deviations or failures in process conditions and safety controls on the risk to consumers from pathogens. / Kombo Mpindou, GOM. (2023). Aportación a la implantación del análisis de riesgo en los sistemas de distribución del agua: caso del Cryptosporidium para distintos niveles de desarrollo tecnológico en la potabilizadora [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/193340

Tesis por compendio / [ES] Los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) plantean un llamamiento global para conseguir la sostenibilidad en aspectos esenciales de la vida humana. El actual consumo de energía para el tratamiento de aguas residuales es muy elevado, y las previsiones apuntan a un incremento de la demanda en la próxima década. En este contexto, resulta necesario aplicar la perspectiva de sostenibilidad, para conseguir de forma simultánea todos los ODS. Un desempeño energético más sostenible de las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) implica acciones en dos líneas, reducir el consumo, y generar energías renovables in situ. Para implantar medidas a corto plazo, es necesario explorar las posibilidades que pueden ofrecer las tecnologías ya maduras, y evaluar su potencial contribución a la descarbonización del sector. La generación de electricidad mediante maquinaria hidráulica aprovechando la energía potencial de los efluentes podría ser una de ellas. El principal objetivo de esta tesis doctoral consiste en desarrollar una metodología, dirigida a los agentes de gobernanza, para evaluar el potencial de generación de energía hidráulica en EDAR, considerando las tres dimensiones de sostenibilidad. De este modo, poder ilustrar las posibilidades de aplicación de esta tecnología, actualmente poco conocida para el sector, que podría contribuir a una gestión más sostenible de las aguas residuales. Las fases desarrolladas incluyeron: 1) Contextualización: Se revisó el estado del arte sobre las necesidades energéticas y las tecnologías para la generación de energía renovable en EDAR. Paralelamente sobre el estado de la tecnología para la recuperación de energía en redes de agua existentes mediante maquinaria hidráulica. Para completar este marco, la revisión se amplió con una búsqueda exhaustiva de casos de estudio reales de aplicación en EDAR. En esta fase se identificaron 49 casos de estudio y se analizó su desempeño energético. Los resultados de esta fase en general demostraron que existe una experiencia real en la aplicación práctica de esta tecnología que no se está utilizando para el desarrollo de todo su potencial en este sector. 2) Desarrollo de la metodología: Se analizaron las metodologías existentes para evaluación del potencial de esta tecnología, y el resultado se comparó con la información obtenida en la contextualización. Como resultado, durante esta tesis se ha desarrollado una metodología con una nueva perspectiva. En primer lugar, se introduce la necesidad de considerar el nivel al que se produce la toma de decisiones, para adaptar el alcance del estudio (un grupo de EDAR). A continuación, la metodología se desarrolla en dos etapas. En la etapa 1 (evaluación técnica) el potencial de generación de energía hidráulica se estima de forma individual para cada EDAR. En la etapa 2 (evaluación global) se propone un método de decisión multicriterio (MCDA) introduciendo criterios de sostenibilidad. La alineación de la metodología con su contexto de aplicación se considera una cuestión clave, de modo que el método propuesto se basa en las directrices del instrumento de gobernanza para aguas residuales en España (Plan DSEAR). 3) Aplicación práctica: Esta fase completa el estudio con la aplicación a un grupo de 186 EDAR de la Comunidad Valenciana (España), con la misma modalidad de financiación. Se estimó una generación de electricidad de 340,472 kWh/año, aunque como hallazgo se observó la posibilidad de que dicho potencial sea mayor. En la etapa 2 se mostró que, cuando los resultados de la etapa 1 se ponen en el contexto de sostenibilidad, se obtiene una nueva perspectiva. Esta investigación demuestra que, en el marco de los ODS, la recuperación de energía hidráulica del agua residual podría ser una opción más en la descarbonización de este sector. Tomando como base esta propuesta, agentes de gobernanza para la gestión de aguas residuales en otro contexto podrían desarrollar metodologías similares adaptadas a su propio entorno. / [CA] Els Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS) plantegen una crida global per a aconseguir la sostenibilitat en aspectes essencials de la vida humana. L'actual consum d'energia per al tractament d'aigües residuals és molt elevat, i les previsions apunten a un increment de la demanda en la dècada vinent. En este context, resulta necessari aplicar la perspectiva de sostenibilitat, per a aconseguir de manera simultània tots els ODS. Un acompliment energètic més sostenible de les Estacions Depuradores d'Aigües Residuals (EDAR) implica accions en dues línies, reduir el consum, i generar energies renovables in situ. Per a implantar mesures a curt termini, és necessari explorar les possibilitats que poden oferir les tecnologies ja madures, i avaluar la seua potencial contribució a la descarbonització del sector. La generació d'electricitat mitjançant maquinària hidràulica aprofitant l'energia potencial dels efluents podria ser una d'elles. El principal objectiu d'esta tesi doctoral consisteix a desenvolupar una metodologia, dirigida als agents de governança, per a avaluar el potencial de generació d'energia hidràulica en EDAR, considerant les tres dimensions de sostenibilitat. D'aquesta manera, poder il·lustrar les possibilitats d'aplicació d'esta tecnologia, actualment poc coneguda per al sector, que podria contribuir a una gestió més sostenible de les aigües residuals. Les fases desenvolupades van incloure: 1) Contextualització: Es va revisar l'estat de l'art sobre les necessitats energètiques i les tecnologies per a la generació d'energia renovable en EDAR. Paral·lelament sobre l'estat de la tecnologia per a la recuperació d'energia en xarxes d'aigua existents mitjançant maquinària hidràulica. Per a completar este marc, la revisió es va ampliar amb una cerca exhaustiva de casos d'estudi reals d'aplicació en EDAR. En esta fase es van identificar 49 casos d'estudi i es va analitzar el seu acompliment energètic. Els resultats d'esta fase en general van demostrar que existeix una experiència real en l'aplicació pràctica d'esta tecnologia que no s'està utilitzant per al desenvolupament de tot el seu potencial en este sector. 2) Desenvolupament de la metodologia: Es van analitzar les metodologies existents per a avaluació del potencial d'esta tecnologia, i el resultat es va comparar amb la informació obtinguda en la contextualització. Com a resultat, durant esta tesi s'ha desenvolupat una metodologia amb una nova perspectiva. En primer lloc, s'introdueix la necessitat de considerar el nivell al qual es produeix la presa de decisions, per a adaptar l'abast de l'estudi (un grup de EDAR). A continuació, la metodologia es desenvolupa en dues etapes. En l'etapa 1 (avaluació tècnica) el potencial de generació d'energia hidràulica s'estima de manera individual per a cada EDAR. En l'etapa 2 (avaluació global) es proposa un mètode de decisió multicriteri (MCDA) introduint criteris de sostenibilitat. L'alineació de la metodologia amb el seu context d'aplicació es considera una qüestió clau, de manera que el mètode proposat es basa en les directrius de l'instrument de governança per a aigües residuals a Espanya (Pla DSEAR). 3) Aplicació pràctica: Esta fase completa l'estudi amb l'aplicació a un grup de 186 EDAR de la Comunitat Valenciana, amb la mateixa modalitat de finançament. Es va estimar una generació d'electricitat de 340,472 kWh/any, encara que com a troballa es va observar la possibilitat que aquest potencial siga major. En l'etapa 2 es va mostrar que, quan els resultats de l'etapa 1 es posen en el context de sostenibilitat, s'obté una nova perspectiva. Esta investigació demostra que, en el marc dels ODS, la recuperació d'energia hidràulica de l'aigua residual podria ser una opció més en la descarbonització d'este sector. Prenent com a base esta proposta, agents de governança per a la gestió d'aigües residuals en un altre context podrien desenvolupar metodologies similars adaptades al seu propi entorn. / [EN] The Sustainable Development Goals establish a universal agenda to call for action and achieve sustainability in essential aspects of human life. Nowadays the energy demand for wastewater treatment is very high and it is expected to increase in the next decade. Therefore, the performance of this industry will have an effect on SDG 6, but also on SDG 7 and 13. In this context, it is necessary to apply the sustainability approach to wastewater systems to simultaneously achieve all these goals. More sustainable energy performance of wastewater treatment plants (WWTPs) implies two parallel steps: a reduction of energy consumption and the implementation of renewable energy technologies. To take action in the short term, existing mature technologies should be explored to evaluate their potential contribution to the decarbonization roadmaps in the wastewater industry. Hydropower might be one of these technologies. The main objective of this thesis is to develop a methodology, addressed to wastewater governance stakeholders, to assess the potential of hydropower application to WWTPs, regarding all three dimensions of sustainability. According to this, the final aim of this study is to illustrate the practical possibilities, usually unknown, that hydropower could offer to the wastewater sector in the pathway towards more sustainable systems. To achieve that aim, the steps in this research included: 1) Contextualization: The review of the state of the art was conducted in two lines. Firstly, about the energy needs for wastewater treatment and technologies for renewable energy generation. Secondly, about hydropower for energy recovery from existing networks. To complete the framework, this stage was extended with an exhaustive search and analysis of real case studies of hydropower applications to WWTPs. In this stage, 49 case studies were identified, and their energy data were extracted to obtain energy self-sufficiency indicators and analyze their renewable energy profiles. Furthermore, the technical data of their hydropower systems were examined. The overall results of this stage showed that there is an existing experience that is not being used to explore hydropower as an option for energy recovery in the wastewater sector. 2) Methodology development: In a preliminary step, existing methodologies for hydropower potential assessment were analyzed and compared with the framework obtained from the contextualization. As a result, a methodology with a broader approach was developed. First, it introduces the consideration of the decision-making level to select the scope of the study (a group of WWTPs). Then, the proposed methodology consists of two steps. In step 1 (technical assessment of hydropower potential) individual power output is estimated for each site. This step was validated with the data obtained during the contextualization. In step 2 (global assessment), after analyzing existing guidelines, a multi-criteria decision analysis (MCDA) method with sustainability criteria is defined. As the alignment with the context is a key issue introduced in this proposal, this method is based on the guidelines in the wastewater governance instrument in Spain (PDSEAR). 3) Practical application: This stage completes the research with the application of the proposed methodology to a case study, a group of 186 WWTPs in the region of Valencia (Spain), selected according to their management model. The generation was estimated at 340,472 kWh/year, but it was found that the potential could be higher. The results also showed that the perspective may be different, if the outcomes from step 1, are put into context in step 2, with the application of the MCDA method. This research demonstrates that, in a sustainability framework, hydropower might be an interesting option to consider for the decarbonization of wastewater systems. Based on this study, decision-making stakeholders could design their own methodologies, adapted to the specific context. / The authors would like to acknowledge grant PID2020–114781RA-I00 funded by MCIN/AEI/ 10.13039/501100011033. / Llácer Iglesias, RM. (2023). Hydropower Potential for Energy Recovery in Wastewater Systems. Assessment Methodology and Practical Application [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/201558 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] Se ha demostrado que los pavimentos permeables conforman una herramienta eficiente para la mejora de la calidad del agua de escorrentía urbana. No obstante, su funcionamiento puede verse afectado negativamente cuando reciben escorrentías con una elevada carga de sedimento en suspensión, llegando a colmatar la estructura. Además, la fuerte correlación que existe entre el comportamiento de sólidos en suspensión y microplásticos, sugiere pensar que los pavimentos permeables pueden representar un gran potencial para evitar que estos contaminantes alcancen el medio ambiente. De este modo, la presente Tesis Doctoral trata de profundizar en el conocimiento del comportamiento hidráulico de los pavimentos permeables, así como en su capacidad para el tratamiento de la escorrentía urbana, poniendo especial énfasis en la gestión de contaminantes emergentes como los microplásticos. La Tesis Doctoral se presenta en formato por compendio de 4 artículos. El Artículo 1 revisa el estado actual de las normas y criterios de diseño de estructuras de pavimento permeable que recogen las principales guías básicas españolas para el diseño de SUDS. Además, discute las principales y más recientes innovaciones llevadas a cabo en España en el ámbito de esta técnica. Por último, se identifican las principales barreras que impiden formalizar la implementación de los pavimentos permeables en las ciudades, y propone una serie de recomendaciones para ser incorporadas a los documentos de referencia para el diseño de estas estructuras. Con el objetivo de contribuir a resolver las limitaciones identificadas en el capítulo anterior, el Artículo 2 examina el comportamiento hidrológico y ambiental de un pavimento permeable de asfalto poroso, sometido a colmatación prolongada en el tiempo, empleando sedimentos reales de diferentes características físicas y ambientales. Finalmente, se estudia la movilización (distribución y destino) de los sedimentos empleados en la investigación, en función de los procesos de filtración, retención y producción de escorrentía superficial. Los SUDS se confirman como herramientas eficaces en la gestión de contaminantes presentes en las escorrentías urbanas. El reciente descubrimiento de la fuerte correlación entre uno de los contaminantes que más eficientemente retienen (sólidos en suspensión), y los microplásticos, plantea la cuestión sobre cómo responderán ante la presencia de este contaminante emergente. El Artículo 3, muestra una exhaustiva revisión y recopilación del potencial de las diferentes tipologías de SUDS para la gestión de microplásticos presentes en la escorrentía urbana. Además, analiza la capacidad de retención de microplásticos de las técnicas estudiadas, así como la distribución de partículas en su estructura. Por último, se identifican posibilidades de mejora en su diseño. A pesar de que todavía falta mucho por investigar en este campo, cada vez son más los trabajos que estudian los SUDS como herramienta de control de microplásticos. Humedales artificiales, estanques, o elementos de biorretención y filtración, son las tipologías de más analizadas hasta el momento, siendo muy escasos los estudios que se han centrado de los pavimentos permeables. Con el objetivo de ampliar y contribuir al conocimiento respecto de esta técnica, el Artículo 4 examina de manera experimental el comportamiento de varias estructuras piloto de pavimento permeable para el control de microplásticos. Además, determina la capacidad de retención de microplásticos, a nivel global y capa por capa, estudiando la influencia de varios factores como el modo de entrada de agua y de microplásticos en el pavimento permeable, el tipo de superficie permeable empleada, el número de capas de geotextil dispuestas, y la incorporación de material adsorbente en la estructura. / [CA] Ha quedat demostrat que els paviments permeables són una eina eficient per a millorar la qualitat de l'aigua de l'escorrentia urbana. No obstant això, el seu funcionament pot veure's afectat negativament quan reben escorrenties amb una elevada càrrega de sediments en suspensió, arribant a colmatar l'estructura. A més, la forta correlació que existeix entre el comportament dels sòlids en suspensió i els microplàstics suggereix que els paviments permeables poden representar un gran potencial per a evitar que aquests contaminants arriben al medi ambient. D'aquesta manera, aquesta Tesi Doctoral tracta d'aprofundir en el coneixement del comportament hidràulic dels paviments permeables, així com en la seua capacitat per al tractament de l'escorrentia urbana, posant especial èmfasi en la gestió de contaminants emergents com els microplàstics. La Tesi Doctoral es presenta en format de compendi de 4 articles. L'Article 1 revisa l'estat actual de les normes i criteris de disseny d'estructures de paviment permeable que recullen les principals guies bàsiques espanyoles per al disseny de SUDS. A més, discuteix les principals i més recents innovacions realitzades a Espanya en l'àmbit d'aquesta tècnica. Finalment, s'identifiquen les principals barreres que impedeixen formalitzar la implementació dels paviments permeables a les ciutats i es proposen una sèrie de recomanacions per a ser incorporades als documents de referència per al disseny d'aquestes estructures. Amb l'objectiu de contribuir a resoldre les limitacions identificades en el capítol anterior, l'Article 2 examina el comportament hidrològic i ambiental d'un paviment permeable d'asfalt porós, sotmès a colmatació prolongada en el temps, emprant sediments reals de diferents característiques físiques i ambientals. Finalment, s'estudia la mobilització (distribució i destí) dels sediments emprats en la investigació, en funció dels processos de filtració, retenció i producció d'escorrentia superficial. Els SUDS es confirmen com a eines eficaces en la gestió de contaminants presents en les escorrenties urbanes. El recent descobriment de la forta correlació entre un dels contaminants que més eficientment reté (sòlids en suspensió) i els microplàstics planteja la qüestió de com respondran davant la presència d'aquest contaminant emergent. L'Article 3 mostra una exhaustiva revisió i recopilació del potencial de les diferents tipologies de SUDS per a la gestió de microplàstics presents en l'escorrentia urbana. A més, analitza la capacitat de retenció de microplàstics de les tècniques estudiades, així com la distribució de partícules en la seua estructura. Finalment, s'identifiquen possibilitats de millora en el seu disseny. Malgrat que encara falta molt per investigar en aquest camp, cada vegada hi ha més treballs que estudien els SUDS com a eina de control de microplàstics. Aiguamolls artificials, estanys o elements de biorretenció i filtració són les tipologies més analitzades fins al moment, sent molt escassos els estudis que s'han centrat en els paviments permeables. Amb l'objectiu d'ampliar i contribuir al coneixement respecte d'aquesta tècnica, l'Article 4 examina de manera experimental el comportament de diverses estructures pilot de paviment permeable per al control de microplàstics. A més, determina la capacitat de retenció de microplàstics, a nivell global i capa per capa, estudiant la influència de diversos factors com el mode d'entrada d'aigua i de microplàstics en el paviment permeable, el tipus de superfície permeable emprada, el nombre de capes de geotèxtil disposades i la incorporació de material adsorbent en l'estructura. / [EN] Permeable pavements have been demonstrated as an efficient tool for improving the quality of urban runoff water. However, their performance can be negatively affected when they receive runoff with a high suspended sediment load, leading to clogging of the structure. Additionally, the strong correlation between the behavior of suspended solids and microplastics suggests that permeable pavements may hold significant potential in preventing these contaminants from reaching the environment. Thus, this doctoral thesis aims to deepen our understanding of the hydraulic behavior of permeable pavements, as well as their capacity for treating urban runoff, with a special focus on managing emerging contaminants such as microplastics. The thesis is presented in the form of a compendium of four articles. Article 1 reviews the current state of norms and design criteria for permeable pavement structures, based on the main Spanish guidelines for Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS) design. It also discusses recent innovations in Spain related to this technique. Finally, it identifies key barriers hindering the implementation of permeable pavements in cities and proposes recommendations to be incorporated into reference documents for their design. To address the limitations identified in the previous chapter, Article 2 examines the hydrological and environmental behavior of porous asphalt permeable pavement subjected to prolonged clogging over time. Real sediments with different physical and environmental characteristics are used in the investigation. The study also analyzes the mobilization (distribution and fate) of sediments based on filtration, retention, and surface runoff production processes. SUDS are confirmed as effective tools for managing contaminants in urban runoff. The recent discovery of a strong correlation between one of the most efficient contaminants retained (suspended solids) and microplastics raises questions about how permeable pavements will respond to the presence of this emerging pollutant. Article 3 provides a comprehensive review and compilation of the potential of different SUDS typologies for managing microplastics in urban runoff. It also examines the microplastic retention capacity of the studied techniques and the distribution of particles within their structure. Finally, possibilities for improvement in their design are identified. Although much research remains to be done in this field, there is a growing body of work studying SUDS as a tool for microplastic control. With the aim of expanding knowledge in this area, Article 4 experimentally examines the behavior of several pilot permeable pavement structures for microplastic control. It determines the global and layer-by-layer microplastic retention capacity, studying the influence of factors such as water and microplastic entry mode, type of permeable surface used, number of geotextile layers, and the incorporation of adsorbent material into the structure. / García Haba, E. (2024). Análisis del comportamiento hidráulico y ambiental a largo plazo de pavimentos permeables y de su potencial para el control de microplásticos en la gestión avanzada de escorrentías urbanas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207352 / Compendio