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[EN] Despite their recognized economic, social, cultural and environmental value, European lakes and wetlands are under severe pressures that threaten its conservation. Given that water withdrawals are among their most common pressures, the fact of ensure an adequate flood regime is considered a key factor in maintaining its rich biodiversity and associated ecosystem services. The objective of this thesis is to develop a methodology to meet the water needs of these ecosystems, based on sound scientist foundations and in compliance with legal requirements. This thesis first performs a synthesis of the legal framework for the protection of wetlands, both Spanish and EU level. The legal analysis was oriented to answer relevant questions around the concept of wetland, legal terminology, protection levels, etc. This analysis has been complemented with a review and synthesis of scientific and technical fundamentals that explain the role of the flood regime in the composition and distribution of species and the interactions between them, the natural processes involved and the abiotic environment. There has also been a review of the calculation methods of the water needs of lakes and wetlands, both in Spain and internationally. These three aspects (legal, scientific and technical) have served as a basis for designing the methodology for calculating the water needs of lakes and wetlands made in this thesis. The theoretical development of this calculation method is complemented with the application in five emblematic Spanish wetlands. These case studies allow assess the applicability of the methodology in very different types of wetlands, including a high mountain lake, endorheic inland wetlands and wetlands linked to river systems. Based on the available information, you carried out biological tests to validate the proposed water needs based on the flood regime with their environmental objectives, primarily for the good ecological status and favorable conservation status of selected habitats and species. Finally, the results from the methodology proposed in the thesis are discussed in the context of the scientific principles of ecosystem management and other methodologies used for that purpose. The case studies have allowed analyzing their applicability and the particularities of each one. You have also evaluated the benefits that could be obtained by applying the methodology at the national, European and international level, including its overall contribution to a more sustainable use of water. / [ES] Pese a su reconocido valor económico, social, cultural y ambiental, los lagos y humedales europeos están sometidos a fuertes presiones que amenazan su conservación. Teniendo en cuenta que las extracciones de agua figura entre sus afecciones más comunes, garantizar un régimen de inundación adecuado se considera un factor clave para mantener su rica biodiversidad y los servicios ambientales asociados. El objetivo de esta tesis es el desarrollo de una metodología para conocer las necesidades hídricas de estos ecosistemas, sobre la base de sólidos fundamentos científicos y en cumplimiento de las exigencias legales. En la tesis se realiza en primer lugar una síntesis del marco jurídico de protección de los humedales, tanto a nivel español como comunitario. El análisis legal se ha orientado a responder preguntas relevantes que han girado en torno al concepto de humedal, terminología legal, niveles de protección, etc. Este análisis se ha complementado con una revisión y síntesis de los fundamentos científicos y técnicos que explican el papel del régimen de inundación en la composición y distribución de las especies, así como las interacciones entre ellas, los procesos naturales que intervienen y el medio abiótico. También se ha realizado una revisión de los métodos de cálculo de las necesidades hídricas de lagos y humedales, tanto en España como a nivel internacional. Estos tres aspectos (legal, científico y técnico) han servido de base para diseñar la metodología para el cálculo de las necesidades hídricas de lagos y humedales formulada en esta tesis. El desarrollo teórico de esta metodología de cálculo se complementa con la aplicación a 5 humedales emblemáticos españoles. Estos casos de estudio permiten en primer lugar valorar la aplicabilidad de la metodología en tipos de humedales muy diferentes, incluyendo un lago de alta montaña, humedales endorreicos interiores y humedales ligados a sistemas fluviales. En función de la información disponible, se llevan a cabo análisis biológicos para validar las propuestas de necesidades hídricas basadas en el régimen de inundación con sus respectivos objetivos ambientales, fundamentalmente con el buen estado ecológico y el estado de conservación favorable de hábitats y especies seleccionadas. Finalmente, con los resultados obtenidos se discute el enfoque y diseño de la metodología propuesta en la tesis en el contexto de los principios científicos de la gestión ecosistémica y otras metodologías empleadas al efecto. Los casos de estudio han permitido valorar su aplicabilidad y las particularidades de cada uno de ellos. También se han valorado los beneficios que se podrían obtener con la aplicación de la metodología en el ámbito nacional, europeo e internacional, incluyendo su contribución general para un uso más sostenible del agua. / [CAT] Malgrat el seu reconegut valor econòmic, social, cultural i ambiental, els llacs i zones humides d'Europa estan sotmesos a fortes pressions que amenacen la seva conservació. Tenint en compte que les extraccions d'aigua figura entre les afeccions més comuns, garantir un règim d'inundació adequat es considera un factor clau per mantenir la seva rica biodiversitat i els serveis ambientals associats. L'objectiu d'aquesta tesi és el desenvolupament d'una metodologia per conèixer les necessitats hídriques d'aquests ecosistemes, sobre la base de sòlids fonaments científics i en compliment de les exigències legals. A la tesi es realitza en primer lloc una síntesi del marc jurídic de protecció de les zones humides, tant a nivell espanyol com comunitari. L'anàlisi legal s'ha orientat a respondre preguntes rellevants que han girat al voltant del concepte de zona humida, terminologia legal, nivells de protecció, etc. Aquesta anàlisi s'ha complementat amb una revisió i síntesi dels fonaments científics i tècnics que expliquen el paper del règim d'inundació en la composició i distribució de les espècies, així com les interaccions entre elles, els processos naturals que intervenen i el medi abiòtic. També s'ha realitzat una revisió dels mètodes de càlcul de les necessitats hídriques de llacs i zones humides, tant a Espanya com a nivell internacional. Aquests tres aspectes (legal, científic i tècnic) han servit de base per dissenyar la metodologia per al càlcul de les necessitats hídriques de llacs i aiguamolls formulada en aquesta tesi. El desenvolupament teòric d'aquesta metodologia de càlcul es complementa amb l'aplicació a cinc aiguamolls emblemàtics espanyols. Aquests casos d'estudi permeten en primer lloc valorar l'aplicabilitat de la metodologia en tipus d'ecosistemes molt diferents, incloent un llac d'alta muntanya, zones humides endorreiques interiors i aiguamolls lligats a sistemes fluvials. En funció de la informació disponible es duen a terme anàlisis biològiques per validar les propostes de necessitats hídriques basades en el règim d'inundació amb els seus respectius objectius ambientals, fonamentalment amb el bon estat ecològic i l'estat de conservació favorable d'hàbitats i espècies seleccionades. Finalment, amb els resultats obtinguts es discuteix l'enfocament i disseny de la metodologia proposada en la tesi en el context dels principis científics de la gestió ecosistèmica i altres metodologies emprades a l'efecte. Els casos d'estudi han permès valorar la seva aplicabilitat i les particularitats de cada un d'ells. També s'han valorat els beneficis que es podrien obtenir amb l'aplicació de la metodologia en l'àmbit nacional, europeu i internacional, incloent la seva contribució general per a un ús més sostenible de l'aigua. / Sánchez Navarro, R. (2016). Estudio de las necesidades hídricas de humedales españoles: condicionantes legales y posibilidades metodológicas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62197 / TESIS

Nowadays, eutrophication is the main problem affecting most our rivers and lakes. This has many negative effects on the affected ecosystems, such as high turbidity of the waters, an increase of algae biomass and a significant loss of the biodiversity, specially submerged aquatic vegetation. A clear example is the Albufera of Valencia Lake, a water body of extremely high ecological value. When the EU Water Framework Directive (2000/60/CE) came into force, the member states were required to protect, enhance and regenerate all surface water bodies, in order to achieve a good ecological and chemical status of these. Measures carried out to mitigate and control the eutrophication in aquatic ecosystems have been based generally on reducing external nutrient loads (mainly N and P), as these have historically been considered the main cause of eutrophication. Examples of these measures are the advances in urban wastewater treatment systems or the construction of artificial wetlands in the lower parts of the basins in order to intercept and reduce diffuse pollution. However despite implementing these necessary measures, the water quality improvement is not always achieved. This is due to the internal loads, i.e. nutrients released into the water column from sediments and from the phytoplankton biomass decomposition, can maintain this state and delays the recovery of aquatic ecosystems. This PhD Dissertation evaluates the use of constructed wetlands (CWs) to reduce nutrients and phytoplankton from eutrophic waters, and its implementation as an instrument for the improvement of water quality in damaged aquatic ecosystems. The study is focused on Tancat de la Pipa, a Natural Reserve located in the Natural Park of l'Albufera de Valencia, where three free water surface constructed wetlands (FWSCWs) have been built to treat the waters from Albufera of Valencia Lake. These CWs are also designed to improve and increase the biodiversity of habitat and wildlife. In this study is carried out a detailed analysis of the main factors (operational or environmental) that influence on the removal efficiencies achieved by these HAFS, in order to optimize its operation and propose recommendations for the management and design of FWSCWs to treat eutrophic waters. One of the main results of this study is the confirmation of the capacity of these systems to improve the eutrophic water quality and additionally their use as a buffer zone for diffuse pollution, specially agricultural runoff. / En la actualidad, la eutrofización es el principal problema que afecta a una gran parte de nuestros ríos y lagos. Ésta trae consigo numerosos efectos negativos sobre los ecosistemas a los que afecta, como por ejemplo, una elevada turbidez de las aguas, un incremento de la biomasa algal y una pérdida significativa de biodiversidad, especialmente de la vegetación subacuática. Un claro ejemplo es el lago de l'Albufera de Valencia, una masa de agua de incalculable valor ecológico. Con la entrada en vigor de la Directiva Marco del Agua (2000/60/CE), los estados miembros fueron instados a proteger, mejorar y regenerar todas las masas de agua superficial, con el objeto de alcanzar un buen estado ecológico y químico de las mismas. Las medidas llevadas a cabo para mitigar y controlar la eutrofización de los ecosistemas acuáticos se han centrado, generalmente, en reducir las cargas externas de nutrientes (principalmente N y P), dado que históricamente éstas se han considerado como la principal causa de eutrofización. Ejemplos de estas medidas son los avances en los sistemas de tratamientos de las aguas residuales urbanas o la construcción de humedales artificiales en las partes bajas de las cuencas para interceptar y reducir la contaminación difusa. No obstante, estas medidas, aunque necesarias, no siempre son suficientes para lograr mejorar la calidad de las aguas. Esto se debe a que las cargas internas de los propios ecosistemas eutrofizados (nutrientes liberados desde los sedimentos y desde la descomposición de la alta biomasa fitoplanctónica) pueden mantener este estado e impedir su recuperación. En la presente Tesis Doctoral se evalúa el uso de humedales artificiales (HA) para reducir los nutrientes y el fitoplancton de las aguas eutrofizadas, y su aplicabilidad como instrumento para la mejora de la calidad de las aguas de los ecosistemas acuáticos perjudicados. El estudio se centra en el Tancat de la Pipa, una Reserva Natural que se encuentra dentro del Parque Natural de l'Albufera de Valencia, y en la que se han construido tres humedales artificiales de flujo superficial (HAFS) para tratar las aguas del lago de l'Albufera de Valencia. Estos HA también están destinados a mejorar e incrementar la biodiversidad del hábitat y de la vida silvestre. En este trabajo se realiza un análisis pormenorizado de los principales factores (operacionales o ambientales) que influyen en las eficiencias de eliminación alcanzadas por estos HAFS, con la finalidad de optimizar su funcionamiento y proponer recomendaciones para la gestión y diseño de HAFS destinados al tratamiento de este tipo de aguas. Uno de los principales resultados de este estudio es la confirmación de la capacidad de estos sistemas para mejorar la calidad de las aguas eutróficas y además, para emplearlos como zona de amortiguación de la contaminación difusa, especialmente de la escorrentía agrícola. / En l'actualitat, l'eutrofització és el principal problema que afecta a una gran part dels nostres rius i llacs. Aquesta té nombrosos efectes negatius sobre els ecosistemes als que afecta, com per exemple, una elevada terbolesa de les aigües, un increment de la biomassa algal i una pèrdua significativa de biodiversitat, especialment de la vegetació subaquàtica. Un clar exemple és el llac de l'Albufera de València, una massa d'aigua d'incalculable valor ecològic. Amb l'entrada en vigor de la Directiva Marc de l'Aigua (2000/60/CE), els estats membres van ser instats a protegir, millorar i regenerar totes les masses d'aigua superficial, amb l'objectiu d'aconseguir un bon estat ecològic i químic de les mateixes. Les mesures dutes a terme per a mitigar i controlar l'eutrofització dels ecosistemes aquàtics s'han centrat, generalment, en reduir les càrregues externes de nutrients (principalment N i P), perquè històricament aquestes han sigut considerades la principal causa d'eutrofització. Exemples d¿aquestes mesures són els avanços en els sistemes de tractaments de les aigües residuals urbanes o la construcció d'aiguamolls artificials en les parts baixes de les conques per a interceptar i reduir la contaminació difusa. No obstant això, aquestes mesures, encara que necessàries, no sempre són suficients per a aconseguir millorar la qualitat de les aigües. Açò es relaciona amb que les càrregues internes dels propis ecosistemes eutròfics (nutrients alliberats des dels sediments i des de la descomposició de l'alta biomassa fitoplanctónica) poden mantenir aquest estat i impedir la seua recuperació. En la present Tesi Doctoral s'avalua l'ús d'aiguamolls construïts (AC) per a reduir els nutrients i el fitoplàncton de les aigües eutròfiques, i la seua aplicabilitat com a instrument per a la millora de la qualitat de les aigües dels ecosistemes aquàtics perjudicats. L'estudi se centra al Tancat de la Pipa, una Reserva Natural localitzada a l'interior del Parc Natural de l'Albufera de València, i en la què s'han construït tres aiguamolls construïts de flux superficial (ACFS) per a tractar les aigües del llac de l'Albufera de València. Aquests ACFS estan també destinats a millorar i incrementar la biodiversitat de l'hàbitat i de la vida silvestre. En aquest treball es realitza un anàlisi detallat dels principals factors (operacionals o ambientals) que influeixen en les eficiències d'eliminació aconseguides per aquests ACFS, amb la finalitat d'optimitzar el seu funcionament i proposar recomanacions per a la gestió i el disseny d'ACFS destinats al tractament d'aquest tipus d'aigües. Un dels principals resultats d'aquest estudi és la confirmació de la capacitat d'aquests sistemes per a millorar la qualitat de les aigües eutròfiques i a més, per a emprar-los com a zona d'amortiment de la contaminació difusa, especialment de l'escorrentia agrícola. / Oliver Rajadel, N. (2017). Estudio de los Humedales Artificiales de Flujo Superficial del Tancat de la Pipa como instrumentos para la restauración ambiental del lago de l'Albufera de Valencia [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90400 / TESIS

El presente trabajo de investigación se centra en el análisis territorial que abarca el humedal La Bocana de Ciudad Eten, la importancia de su ecosistema, historia, turismo y la representación que tiene el poblador sobre el lugar, dándonos a conocer el grado de identidad con el humedal, y las posibles intervenciones para reestructurarlo y protegerlo. Debido que el elemento base del paisaje en el humedal es el agua se estudio su dinámica en el río Reque, cuyo recorrido actúa directamente sobre su morfología y biodiversidad; teniendo en cuenta las variables naturales que modifican el comportamiento del río por períodos, causando desbordes, difurcaciones o el desplazamiento de su cause. Como es el caso del fenómeno del Niño Costero que no solo afecta directamente al humedal sino también a Ciudad Eten. Aparte de entender los trazos del río Reque se estudio la fisonomía del humedal, su flora y fauna, analizando sus diversas características para un mayor entendimientodel terreno y tomar decisiones sobre el emplazamiento de un proyecto arquitectónico. También se tuvo encuenta para este fin el desarrollo histórico del humedal vinculado con el poblador etenano, donde se describio el desplazamietno del pueblo por el humedal hasta su ubicación actual y el uso que hicieron de sus recursos naturales, siendo en la actualidad algunos vigente. Esto nos ayudo a comprender la transformación de la identidad del poblador etenano, respecto a sus costumbres ancestrales, hasta llegar a la representación que actualmente tienen. Así como el surgimiento de nuevos movimientos, que promueven el valor cultual y natural de la zona. Todos estos valores ambientales, culturales y paisajísticos; nos muestran una gama de potencialidades turísitcas no solo en el ámbito natural por el avistamietno de aves, sino también religioso e histórico. Los cuales se uso a la hora de plasmar las estrategias proyectuales a lo largo del territorio delimitado, el cual termina en la propuesta de un Centro de Interpretación.

En los Andes centrales de Perú se encuentran los bofedales: turberas con una diversidad única de biota endémica, que funcionan como reguladoras del recurso hídrico y como almacenes de carbono. Para las comunidades campesinas, estos humedales son áreas de pastoreo para su ganado, el cual es la base – o parte – de su economía local, como es el caso de la Comunidad Campesina de Santiago de Carampoma en Huarochirí, Lima. Sin embargo, desde hace más de diez años, los bofedales de su territorio comunal vienen siendo transformados por la extracción de turba. Esta actividad es conocida localmente como champeo y viene siendo realizada por personas externas a la comunidad, con el fin de comercializar el recurso. La presente investigación se planteó identificar los efectos socio-ecológicos que tiene el champeo en los bofedales. Para ello se trabajó sobre los aspectos hidrológicos del ecosistema y sobre el desarrollo de la comunidad campesina, que depende de ellos. Mediante imágenes satelitales y sistemas de información geográfica, se calculó una disminución espacial de 16.11% del área actual de la cobertura del humedal, atribuible a la actividad extractiva. Para evaluar el régimen hidrológico, se seleccionaron dos zonas de comparación en uno de los bofedales afectados: una champeada y no champeada. En ambas zonas, se recogió data in situ sobre la capa freática. Se encontraron diferencias significativas entre los parámetros medidos. Comparativamente, la zona perturbada mostró un mayor descenso en la profundidad de la capa freática en época seca, registro de aguas más ácidas y niveles más altos de conductividad eléctrica, que en la zona no perturbada. En cuanto a los efectos sociales, se analizó cómo la degradación de los bofedales afecta a la economía y quehaceres del campesinado, mediante casos de estudio y un taller de mapeo participativo. La disminución de la cobertura de bofedal afecta al sistema de producción pecuaria de los campesinos, especialmente al ganado ovino y camélido, con la pérdida de forrajes siempre verdes. Sus ingresos económicos, sin embargo, están basados principalmente en el ganado vacuno. / The existence of wetlands in arid environments seems contradictory; nevertheless, in the central Andes of Peru there are bofedales: peatlands with a unique diversity of endemic biota, which function as regulators of water resources and as carbon stores. For Andean communities, these wetlands are grazing areas for their livestock, which is the basis - or part - of their local economy, as is the case of the Peasant Community of Santiago de Carampoma in Huarochirí, Lima. However, for more than ten years, the bofedales of their communal territory have been preyed upon by peat extraction (known locally as champeo), by foreigners, in order to commercialize the resource. Thus, this research aims to identify the effects that peat extraction has on the bofedales and on the development of the peasant community. Using satellite imagery and geographic information systems, a spatial decrease of 16.11% of the current area of wetland coverage, attributable to the extractive activity, was calculated. To evaluate the hydrological regime, two comparison zones (impacted and nonimpacted) were determined in one of the affected bofedales and in situ data was collected on the water table. Significant differences were found between the measured parameters of the zones, such as a greater decrease in the depth of the water table in the dry season, record of more acidic waters and higher levels of electrical conductivity in the impacted-by-peat-extraction zone. Regarding the social effects, it was analyzed how the degradation and usurpation of the bofedales affects the economy and chores of the peasantry, through case studies and a participatory mapping workshop. The decrease in the availability of fodder for livestock, which is a source of economic income for the community members, plus the importance of the water regulator service that they attribute to peatlands, reflected the socio-ecological relationship of these ecosystems and the population.

Constructed wetlands (CWs) are anthropically designed systems to improve and optimize certain physical and biochemical processes that occur in the ecosystems of natural wetlands with the main objective of removing pollutants from the water. This technology, which usually has been used for the treatment of urban wastewater, is being recently applied for treating a great variety of flows, including eutrophic water. Treatment efficiency of these systems depends on the interrelation of a great variety of processes and factors that hinder the establishment of simple principles for its design and/or exploitation. Therefore, mathematical models are useful tools to increase the knowledge about this technology and to optimize their design and management. During the last decades, a remarkable advance has been produced in the modelling of CWs, especially subsurface flow systems. However, an equivalent level of development has not been reached in the modelling of surface flow systems. In this type of CWs, where there is not a porous medium through which the water to be treated circulates, the influence of environmental factors such as wind or avifauna, and the interaction with the layer of sediment can be more intense. Therefore, it is necessary having models applicable to this type of CWs which facilitate the representation of this particular casuistry. In this PhD Dissertation a mechanistic biokinetic model for the treatment of eutrophic water in free water surface constructed wetlands has been developed. The structure of the Activated Sludge Model (ASM) has been used to represent the processes that affect to the main variables of water quality in eutrophic systems, i.e., suspended solids, phytoplankton, different forms of nitrogen and phosphorus and matter organic. The model has been implemented in the software AQUASIM and has been calibrated and validated in two real systems that treated hypertrophic water from Lake l¿Albufera (Valencia) for three years. One of the most remarkable contributions of this model is the ability for simulating the operation conditions of full-scale systems, i.e., for reproducing the interactions that occur between the free water surface constructed wetland and the environment where it is integrated. A novel contribution of this model is the capacity for simulating the effects produced by the activity of the avifauna and by the action of the wind speed in the resuspension of sediments. Another important contribution is the quantification of the effect of the processes involved in the cycles of each variable. This has been able to determine the importance of resuspension in the removal of suspended solids, especially that caused by the action of the wind. Likewise, vegetation cover has been demonstrated to be an easy to monitor and valid parameter for the simulation of the effect of emerging macrophytes in water quality in surface flow CWs, in both sedimentation and resuspension processes, as well as in nutrients uptake. On the other hand, this research has allowed extend the knowledge about the immobility of microorganisms in surface flow CWs. It has also been proven that high vegetation covers as well as harvesting of emerging macrophytes are crucial factors in nutrients removal in this type of systems. / Los humedales artificiales (HHAA) son sistemas diseñados antrópicamente para mejorar y optimizar ciertos procesos físicos y bioquímicos que ocurren en los ecosistemas de los humedales naturales con el objetivo principal de eliminar contaminantes del agua. Esta tecnología, que habitualmente se ha utilizado para la depuración de aguas residuales urbanas, se está aplicando recientemente en el tratamiento de una gran variedad de corrientes, entre ellas las aguas eutróficas. La eficiencia de tratamiento de estos sistemas depende de la interrelación de una gran variedad de procesos y factores que dificultan el establecimiento de principios simples para su diseño y/o explotación. Por ello, los modelos matemáticos son una herramienta útil para aumentar el conocimiento sobre esta tecnología y para optimizar su diseño y gestión. Durante las últimas décadas se ha producido un avance notable en la modelación de los HHAA, especialmente en los sistemas de flujo subsuperficial. Sin embargo, no se ha alcanzado un nivel de desarrollo equivalente en la modelación de los sistemas de flujo superficial. En esta tipología de HHAA, donde no existe un medio poroso a través del cual circula el agua a tratar, la influencia de factores ambientales como el viento o la avifauna y la interacción con la capa de sedimentos puede ser más intensa. Por lo tanto, resulta necesario disponer de modelos aplicables a este tipo de HHAA que permitan representar esta casuística particular. En esta Tesis Doctoral se ha desarrollo un modelo mecanicista biocinético para el tratamiento de aguas eutróficas mediante humedales artificiales de flujo superficial. Se ha utilizado la estructura de los modelos Activated Sludge Model (ASM) para representar los procesos que afectan a las principales variables de calidad de aguas eutróficas, es decir, los sólidos en suspensión, el fitoplancton, las distintas formas de nitrógeno y fósforo y la materia orgánica. El modelo se ha implementado en el software AQUASIM y ha sido calibrado y validado en dos sistemas reales que han tratado durante tres años las aguas hipereutróficas del lago de l¿Albufera (València). Una de las contribuciones más destacables de este modelo es la capacidad para simular las condiciones de funcionamiento de los sistemas a escala real, es decir, para reproducir las interacciones que se producen entre el humedal artificial de flujo superficial y el medio en el que se integra. Una aportación novedosa de este modelo es la capacidad para simular los efectos producidos por la actividad de la avifauna y por la acción de la velocidad del viento en la resuspensión de los sedimentos. Otra aportación importante es la cuantificación del efecto de los procesos que intervienen en los ciclos de cada variable. Con ello se ha podido determinar la importancia de la resuspensión en la eliminación de los sólidos en suspensión, especialmente de la provocada por la acción del viento. Así mismo, se ha demostrado la aplicabilidad del grado de cobertura vegetal como un parámetro de fácil monitorización y válido para la simulación del efecto de las macrófitas emergentes en la calidad de las aguas en los HHAA de flujo superficial, tanto en los procesos de sedimentación y resuspensión del material particulado como en la toma de nutrientes. Por otra parte, esta investigación ha permitido ampliar el conocimiento sobre la inmovilidad de los microorganismos en los HHAA de flujo superficial. También se ha comprobado que un buen grado de cobertura vegetal, así como el cosechado de las macrófitas emergentes, son factores cruciales en la eliminación de nutrientes en este tipo de sistemas. / Els aiguamolls construïts (AACC) són sistemes antròpicament dissenyats per a millorar i optimitzar determinats processos físics i bioquímics que es produeixen en els ecosistemes de les zones humides naturals amb l'objectiu d'eliminar els contaminants de l'aigua. Aquesta tecnologia, que normalment s'ha utilitzat per al tractament d'aigües residuals urbanes, s'està aplicant recentment al tractament de diversos fluxos, com les aigües eutròfiques. L'eficàcia del tractament d'aquests sistemes depèn de la interrelació d'una gran varietat de processos i factors que dificulten l'establiment de principis simples per al seu disseny i/o explotació. Per això, els models matemàtics són una eina útil per a augmentar els coneixements sobre aquesta tecnologia i per a optimitzar el seu disseny i la gestió. Durant les últimes dècades s'ha produït un avanç notable en la modelització d'els AACC, especialment en els sistemes de flux subsuperficial. No obstant això, no s'ha assolit un nivell de desenvolupament equivalent en la modelització de sistemes de flux superficial. En aquesta tipologia d'AACC, on no existeix un medi porós a través del qual circula l'aigua a tractar, la influència de factors ambientals com el vent o les aus i la interacció amb la capa de sediments pot ser més intensa. Per tant, resulta necessari disposar de models aplicables a aquest tipus d'AACC que permeten representar aquesta casuística particular. En aquesta Tesi Doctoral s'ha desenvolupat un model mecanicista biocinètic per al tractament d'aigües eutròfiques mitjançant aiguamolls artificials de flux superficial. S'ha utilitzat l'estructura dels models Activated Sludge Model (ASM) per a representar els processos que afecten les principals variables de la qualitat de les aigües eutròfiques, és a dir, els sòlids en suspensió, el fitoplàncton, les diverses formes de nitrogen i fòsfor i la matèria orgànica. El model s'ha implementat en el software AQUASIM i ha estat calibrat i validat en dos sistemes reals que han tractat durant tres anys les aigües hipereutròfiques del llac de l¿Albufera (València). Una de les aportacions més remarcables d'aquest model és la capacitat per a simular les condicions de funcionament dels sistemes a escala real, és a dir, per a reproduir les interaccions que es produeixen entre l'aiguamoll artificial de flux superficial i el medi en el qual està integrat. Una aportació novedosa d'aquest model és la capacitat per a simular els efectes produïts per l'activitat de l'avifauna i per l'acció de la velocitat del vent en la resuspensió de sediments. Una altra aportació important és la quantificació de l'efecte dels processos implicats en els cicles de cada variable. Amb açò s'ha pogut determinar la importància de la resuspensió en l'eliminació dels sòlids en suspensió, especialment de la provocada per l'acció del vent. Així mateix, s'ha demostrat l'aplicabilitat del grau de cobertura vegetal com a un paràmetre de fácil monitorització i vàlid per a la simulació de l'efecte dels macròfits emergents en la qualitat de les aigües en els AACC de flux superficial, tant en els processos de sedimentació i resuspensió del material particulat com en la presa de nutrients. D'altra banda, aquesta recerca ha permès ampliar el coneixement sobre la immobilitat d'els microorganismes en els AACC de flux superficial. També s'ha comprovat que un bon grau de cobertura vegetal, així com la sega dels macròfits emergents, són factors clau en l'eliminació de nutrients en aquest tipus de sistemes. / Gargallo Bellés, S. (2017). Modelación de la calidad de las aguas en los humedales artificiales de flujo superficial (HAFS) Aplicación a los HAFS del Tancat de la Pipa en l'Albufera de Valencia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/78215 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

En el departamento de Puno, a 3800 m.s.n.m., se encuentra el lago navegable más alto del mundo: el Lago Titicaca. Este es parte de un ecosistema de humedales continentales que son fundamentales para las especies de flora y fauna endémicas de la zona; la importancia del lago además trasciende por sus valores geográficos, históricos y culturales, ya que sus servicios ecosistémicos son soporte imprescindible para las comunidades. Sin embargo, desde las últimas décadas, la extracción indiscriminada y sin control de recursos, así como la contaminación por la descarga de aguas servidas, son factores que representan una amenaza para la gran biodiversidad del ecosistema del lago Titicaca. Frente a esta problemática, se han planteado diferentes modalidades de conservación y control; pese a ello, no se cuenta con una propuesta integrada ni con infraestructura suficiente para la implementación de esta gestión en las zonas de conservación del Lago Titicaca. Por ello, se propone la creación de “Amuykipaña: Red de difusión del patrimonio en las Áreas Naturales Protegidas del Titicaca”. Esta se plantea con el objetivo de brindar un soporte físico para plantear y articular diferentes puntos de control alrededor del lago conformando una ruta paisajística que promueve el turismo sostenible, la conservación ecosistémica y que además refuerza el trabajo en conjunto que se viene realizando con las comunidades locales. Esta red, entonces, está compuesta por rutas en diferentes escalas que conectan las zonas de conservación del borde del lago con las ciudades más próximas; proponiendo en Huancané, ciudad estratégica debido a su ubicación y la preexistencia del único puesto de control de la zona norte del lago, un centro de interpretación para la investigación y protección de los recursos ecosistémicos del Lago Titicaca haciendo uso de los saberes de la comunidad.

El proyecto se plantea como una alternativa sistémica y estratégica para recuperar el sistema hídrico de los Pantanos de Villa. Este humedal es uno de los ecosistemas más importantes de Lima, pero ha sido afectado por la continua expansión urbana de las últimas décadas; y su sistema hídrico degradado debido a la contaminación del subsuelo local, a causa de las redes de drenaje urbano existentes, precarias o mal implementadas. A esto se suman los usos recreativos y dinámicas sociales que se dan en los bordes del humedal, donde los ciudadanos manifiestan su percepción recreativa sobre el paisaje, buscando espacios públicos de calidad, aquellos de los que carecen en su barrio. Por lo tanto, el proyecto busca responder a la problemática conjunta: ¿Cómo lograr recuperar la calidad hídricoecológica del humedal con intervenciones urbanas y a la vez mejorar la calidad de espacios públicos en su entorno? La alternativa propuesta es implementar un nuevo sistema hídrico para el humedal y el barrio, compuesto por un nuevo procedimiento de drenaje que trate use las aguas residuales domésticas del barrio para formar corredores ecológicos, que irriguen desde el espacio público barrial hasta el humedal, realimentando la napa freática de sus zonas degradadas. Esta propuesta, representa un cambio en el ciclo del uso urbano del agua, a uno sostenible donde se realimente al humedal con el recurso hídrico regenerado. De acuerdo con ello, el proyecto se sustenta en las bases y lineamientos de enfoque de Diseño Urbano Sensible al Agua, que promueve la gestión sostenible de los recursos hídricos en las ciudades como parte del diseño urbano. De esta manera, se identifican alternativas aplicables para gestionar los entornos urbanos de los humedales, aportando positivamente a la recuperación de estos ecosistemas en el país.

Los Humedales son ecosistemas importantes que están desapareciendo a nivel mundial. En la costa peruana existen alrededor de 40 humedales que conforman parte del corredor biológico de muchas aves y que debido al crecimiento urbano varios de ellos han terminado inmersos en cascos urbanos. Esta situación atenta la conservación de estos ecosistemas ya que los humedales no son integrados a la ciudad sino por el contrario son vistos como áreas residuales de la ciudad que terminan siendo contaminados. En el presente proyecto se toma como caso los Humedales de Ventanilla debido a su ubicación y dinámica del distrito ya que en él se encuentran las industrias más importantes de la ciudad siendo el Humedal de Ventanilla un importante agente purificador medioambiental. Debido a la relación problemática existente entre el humedal y la ciudad el proyecto propone a nivel de Master plan relacionar la ciudad con el humedal a través de sus bordes recuperando la relación hombre-naturaleza generando a su vez la zona de amortiguamiento carente hacia la ciudad. En un nivel intermedio se diseña un tratamiento de borde hacia la parte más urbanizada de la ciudad que conecta con el humedal a través de caminos y se piensa como un borde de uso público con actividades comerciales, productivas, deportivas, lúdicas, de entretenimiento y dispersión que se posicionan en tres franjas generando así distintos filtros hacia el humedal. Finalmente, en el ingreso principal hacia el humedal, el cual conecta con la laguna de Ventanilla, se propone y trabaja un Centro de Investigación y Difusión el cual se diseña como un gran techo sobre el territorio que acoge el programa y contiene parte del humedal dándole menor escala a la inmensidad del paisaje para luego abrirse a este. El proyecto además propone como material constructivo el tejido realizado por personas de la zona al aprovechar la materia prima del humedal, lo cual logra que se apropien del proyecto.

El proyecto se formula como un ejercicio urbanístico producto de la búsqueda de una mejor relación de la ciudad y la vivienda con el entorno natural que la rodea, centrándose en su interacción con los cuerpos de agua con los que convive; interacción que suele devenir en un deterioro del ecosistema como consecuencia, entre otros factores, de la deficiente gestión de desechos y materiales contaminantes. La propuesta se desarrolla en los humedales de Ventanilla, en el Asentamiento Humano Defensores de la Patria, conjunto habitacional de viviendas de bajos recursos que se posa prácticamente sobre el ecosistema vivo de un humedal, desprovisto de servicios básicos y formado a partir de estructuras autoconstruidas. El objetivo del proyecto es proponer un sistema de ocupación que, lejos de deteriorar el entorno natural del humedal, se valga de este como recurso y no lo afecte de manera negativa, y que a su vez aproveche los espacios intermedios fomentando la apropiación por parte de los habitantes, desarrollando un sistema de intervención de bajos recursos que permita una implantación adecuada en el entorno natural. Como propuesta, se desarrolla un esquema de manzana que recupera el modelo de la quinta, lo reinterpreta, y lo adapta al ecosistema del humedal. Asimismo, se resalta la importancia de la infraestructura de tratamiento de aguas residuales como un componente esencial de cualquier ciudad, infraestructura que se configura como una oportunidad de formar espacios públicos que interactúen con el equipamiento urbano. En conclusión, el proyecto desarrolla una lógica de emplazamiento urbano que, lejos de separarse del entorno natural, busca integrarlo en la trama urbana para lograr una relación simbiótica, atendiendo una de las problemáticas más relevantes en la actualidad como lo es el cuidado de los recursos hídricos.