No disponible a texto completo / En este trabajo se desarrolló una metodología analítica empleando la cromatografía gaseosa acoplada a un detector masa-masa (GC-MS/MS) la cual permite la determinación simultánea de 68 contaminantes orgánicos para las familias de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), bifenilos policlorados (PCBs), difenil éter polibromados (PBDEs) y pesticidas (GC-MS/MS) en matrices acuosas y de sedimento. Además se desarrolló una metodología utilizando la cromatografía líquida acoplada detector de masa-masa que permite la determinación, en las mismas matrices, de 8 pesticidas y 5 alquifenoles junto a sus derivados etoxilados (LC-MS/MS). El tiempo de análisis cromatográfico para ambas técnicas es menor a 26 minutos aproximadamente. Además se desarrollaron técnicas de extracción de estos contaminantes orgánicos en las matrices ambientales. Para muestras acuosas se empleó la extracción líquido-líquido utilizando diclorometano como extractante a pH neutro (para analitos determinados por GC-MS/MS) obteniéndose recuperaciones entre 70-130% y límites de detección entre 0,75-19,8 ng L-1. Por otra parte para analitos determinados por LC-MS/MS se utilizó acetato de etilo a pH 2, obteniéndose recuperaciones entre 74-120% y límites de detección entre 1-63 ng L-1. Para muestras de sedimento se optimizaron las condiciones de extracción asistida por energía de ultrasonido. Para los compuestos determinados por GC, las condiciones óptimas fueron empleando tres ciclos de extracción, a un tiempo de 14 minutos cada uno, utilizando 17 g de muestra y un volumen de solvente de 40 mL de acetona-hexano 1:1 v/v, obteniéndose recuperaciones entre 72-116% y límites de detección entre 0,02-0,19 ng g-1. Para los compuestos determinados por LC-MS/MS, las condiciones óptimas fueron de tres ciclos de extracción de 10 minutos cada uno, utilizando 4 g de muestra y un volumen de solvente de 40 mL de acetonitrilo-agua 95:5 v/v a pH 3, obteniéndose recuperaciones entre 77-109% y límites de detección de 0,25-6,25 ng g-1. Por otra parte, estas metodologías fueron aplicadas en la determinación de los contaminantes orgánicos en la cuenca del río Maipo. Se estableció un conjunto de 29 sitios de muestreo en el río Maipo como en sus afluentes más importantes, que permitió evaluar su comportamiento en distintas épocas del año. La presencia de los diferentes pesticidas cuantificados en los 3 muestreos realizados, se atribuye a la actividad agrícola existente en las zonas y la aplicación de éstos en los cultivos adyacentes. Para la matriz acuosa se cuantificó su presencia entre 10-240 ng L-1 y en sedimento se cuantificó su presencia entre 0,82-2,65 ng g-1. Respecto de los PAHs en muestras acuosas, sólo en el monitoreo de otoño se encontraron valores (entre 180-245 ng L-1) por sobre lo establecido en normas europeas y estadounidenses. La presencia de estos analitos, sin embargo, es difícil de atribuirla a una fuente específica. Para el caso de sedimentos, las concentraciones encontradas de PAHs entre 0,65-6,71 ng g-1 fueron similares a las obtenidas en trabajos efectuados en distintos países, y se atribuye su presencia presumiblemente a la acción de incendios en zonas cercanas a los puntos positivos. La presencia de nonilfenol y sus derivados dietoxilados se atribuye a los desechos de tipo doméstico, debido al uso de lavalozas. No se detectó nonilfenol en la matriz acuosa y los valores obtenidos de los etoxilatos son comparables a los informados en la literatura, destacando el valor encontrado (1-7 μg L-1) en el punto Mapocho, los cuales si se expresan en función de nonilfenol (0,7-4,7 μg L-1) se estaría sobrepasando la normativa europea de calidad de agua para este analito, cuyo valor máximo es de 0,3 μg L-1, lo cual deja en claro la necesidad de normar las concentraciones de este disruptor endocrino. Para la muestra de sedimento se cuantificaron valores para nonilfenol entre 4,2-56,1 ng g-1 y para nonilfenol dietoxilado entre 4,2-10,3 ng g-1. Es importante destacar el hecho que no se detectó la presencia de PCBs ni de PBDEs en las muestras de agua y sedimento del río Maipo.

Ingeniero Civil Industrial / El trabajo de título a realizar consiste en la actualización del modelo hidrogeológico existente, desarrollado por el SERNAGEOMIN (2011), para el acuífero de Copiapó en el tramo entre La Puerta y Angostura, III Región de Atacama. Los recursos subterráneos en este sector han sufrido, en los últimos tiempos importantes descensos sostenidos en sus niveles. Ésto debido a los altos caudales de extracciones en el sector, comparado con la capacidad de recarga del acuífero. Se tienen como objetivos del trabajo complementar el catastro de aguas subterráneas para la cuenca de Copiapó, con la información hidrométrica actual y caudales de demanda entregados por la empresa sanitaria Aguas Chañar y minera Candelaria. Con esto, recalibrar el modelo hidrogeológico para analizar el efecto de futuros proyectos o instalaciones de las entidades recién nombradas, además de los efectos generados por la pérdida de rendimiento de los pozos, en particular los pertenecientes a la empresa sanitaria Aguas Chañar. Para su realización, se revisarán proyectos anteriormente desarrollados para obtener datos y antecedentes del sector. Con un catastro de las demandas para los recursos subterráneos a la fecha, se complementará el modelo hidrogeológico. Se espera obtener un balance más detallado de los recursos hídricos subterráneos del sector en estudio y un modelo que permita simular distintos escenarios para proyectos que se encuentran en discusión, para establecer medidas que permitan enfrentar la situación de escasez, mejorando la gestión de los recursos

Geóloga / La cuenca de drenaje Los Choros se encuentra inserta en el semiárido de Chile, es una cuenca costera que tiene un área 3.838 km2, razón por la cual califica como una cuenca grande, a pesar de que, en el presente, exhibe escorrentía superficial solo en eventos tormentosos, como los producidos durante el año 1997 y en marzo del 2015, y presenta un aporte nival despreciable. En el presente trabajo se estudia la morfometría y geomorfología de la cuenca de drenaje Los Choros, además de la sedimentología, granulometría y proveniencia de sedimentos de tamaño arena a lo largo de la quebrada principal, homónima, con el objeto de ser comparados con sedimentos del manto arenoso en los sectores de Choros Bajos y Punta de Choros. Todo lo anterior, tiene el fin de aportar en el estudio de la evolución geomorfológica de la cuenca Los Choros, caracterizar sus crecidas, y estudiar el movimiento de material fino dentro de la quebrada en períodos de sequía, además de su posible aporte de material sedimentario a mantos arenosos costeros de la zona. La morfometría actual de la cuenca Los Choros indica que durante eventos de crecida, el o los flujos, se generaría una respuesta gradual en el hidrograma de la desembocadura, a pesar de poseer un gran poder erosivo. Se interpreta que la cuenca de drenaje Los Choros tiene una actividad fluvio-aluvial de tipo costera desde el Mioceno, desde cuando ha sido afectada por varios eventos de alzamiento producto de la aceleración de la convergencia entre las placas de Nazca y Sudamericana, formando al menos 4 niveles de terrazas (T1, T2, T3, y T4), con diferencias métricas de altura, a los ~480, ~430, ~330 y 6 ka; mientras que los eventos recientes sólo habrían producido incisión centimétrica a lo largo de la quebrada (t' y t''), registrada en zonas altas de la misma. Mediante el análisis macro-granulométrico y sedimentológico de cuatro calicatas desarrolladas a lo largo de la Quebrada Los Choros, se estima que los tamaños que dividen el transporte por tracción-saltación y saltación-suspensión, dentro del flujo de crecida, serían de 24,9 mm y 2 mm, respectivamente. Sin embargo, estos tramos se superpondrían, y serían relativamente constantes a lo largo de la quebrada principal. Otra observación importante, es que, dada sus características sedimentológicas y de distribución granulométrica, se deduce que los flujos serían del tipo hiperconcentrados, el cual, con una altura hidráulica de 50 cm, tendría una velocidad teórica de 1,3 m/s, valor cercano al observado en el evento de marzo del 2015. Finalmente, mediante el estudio de proveniencia, se interpreta que existen dos tipos de fuentes de sedimentos en la Quebrada Los Choros: la primera, de mayor aporte, lejana, donde los sedimentos recorrerían cerca de 23 km, transportados por un medio fluvio-aluvial, y la segunda, de menor aporte, cercana, con un recorrido de 13 km (o mucho menor), transportados por un medio aluvio-coluvial. La cuenca Los Choros se encuentra en una fase agradacional, con transporte de sedimento despreciable, sin embargo presenta la capacidad de transportar grande volúmenes de sedimentos hacia el mar durante eventos de crecida.

Ingeniero Civil / El principio orientador del desarrollo de esta tesis consiste en la valoración del agua como recurso imprescindible para asegurar una vida digna al ser humano, económicamente sustentable y en armonía con su entorno físico y social, considerando una visión que coloque a la Sociedad Civil por sobre el Estado y el Mercado en la gestión del recurso. Este trabajo es parte de una iniciativa privada, cuyo objetivo va en el sentido anteriormente mencionado; se ha generado un proyecto pensando en el bienestar colectivo, considerando con el mayor esfuerzo y sensatez posible, sus múltiples variables. La propuesta considera un incremento significativo en la calidad de vida de los agentes de una cuenca en particular de nuestro país, la cuenca del río Aconcagua, sin mermar en ningún caso la situación de alguno de sus actores. Transfer S.A. ha diseñado un proyecto propio y exclusivo, en su etapa conceptual, el cual propone una estrategia eficiente para mejorar las condiciones en la cuenca del río Aconcagua (Proyecto TSA) el cual consiste en un trasvase desde la cuenca del río Rapel, (en el cual se ha demostrado que se pueden extraer al menos 25 m3/s sustentablemente de los 174 m3/s en promedio que llegan a su desembocadura), hacia el sistema gran Valparaíso por al menos 2 m3/s. A cambio de esto la empresa ESVAL, la sanitaria, libera sus derechos de aprovechamiento consuntivos, permanentes, en el río Aconcagua, los cuales se trasladarán aguas arriba hasta la restitución de la última central hidroeléctrica de pasada. Transformados en derechos de aprovechamiento consuntivo, eventuales en su gran mayoría (intercambio con el MOP), éstos serán trasladados hacía la cuenca del Río Blanco, donde se encuentra la mina Andina de CODELCO, donde serían embalsadas las aguas y gestionadas lo más eficientemente posible. El Proyecto TSA ha requerido un análisis en detalle de este último punto, para saber cuánta con cuánta agua se dispone para embalsar y en qué condiciones (Costos, seguridad, sustentabilidad, etc.). La labor realizada en este trabajo de título ha permitido cuantificar el agua disponible en la cuenca del río Blanco, particularmente aguas arriba del punto de captación de la central hidroeléctrica Aconcagua, donde se ubicaría un embalse de abastecimiento minero. A través de un modelo que considera la incertidumbre hidrológica generando series sintéticas en una sub-cuenca (modelo periódico auto-regresivo), se han obtenido curvas de distribución acumulada de probabilidad empírica de la tarifa implícita (valor del agua que hace el VAN cero, considerando costos por construcción de embalse y central a pie de presa, pago e ingresos por agua solicitada o entregada a central Aconcagua, beneficios de una central a pie de presa, etc.) a pagar por Codelco Andina y la distribución acumulada de probabilidad empírica de la seguridad de abastecimiento a la misma (Cantidad real de agua recibida por Codelco a lo largo de 40 años, dividida por la cantidad de agua a un caudal fijo constante). Lo anterior se ha realizado para 12 escenarios distintos, considerando las combinaciones de abastecimiento de 1 y 1.2 m3/s para volúmenes de un embalse de 30, 40 y 50 millones de metros cúbicos. Y además la posibilidad de intercambiar aguas con la central hidroeléctrica Aconcagua. Los resultados se presentan como una herramienta para la toma decisiones por parte de la Minera, la cual debe valorar dos elementos: El costo y la Seguridad, para poder escoger el escenario óptimo. El modelo considera la incertidumbre hidrológica, generando series sintéticas con modelos auto-regresivos y ha permitido simular de buena forma el sistema hidráulico mostrado un buen rendimiento, entregando como herramientas para la toma de decisiones de la Minera, la distribución de frecuencias de la tarifa implícita a pagar por el agua y la seguridad de abastecimiento.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / Geólogo / Una sección sísmica de reflexión 2D, de alta resolución en el sector sur de la Cuenca de Arauco muestra rasgos estructurales relacionados a la compresión cenozoica andina y a los procesos tectónicos de subducción. La Cuenca de Arauco presenta secuencias sedimentarias cretácicas superiores-pliocenas y se posiciona en el antearco, sobre la zona de subducción de Chile. La falta de estudios asociados a las unidades pre-miocenas en el valle central y en el intra-arco andino, hacen de la Cuenca de Arauco, sea el primer lugar donde se han registrado evidencias de deformación pre-miocenas en el antearco sur andino (34°-45°S). Esta línea sísmica ha sido utilizada para revelar y constreñir la evolución cinemática de la Cuenca de Arauco, mediante un análisis estratigráfico-sísmico y cinemático de las secuencias y estilos estructurales presentes. En este estudio se han identificados tres dominios estructurales: Inversión Tectónica, Extensión y Acrección, como también siete secuencias cinemáticas que sobreyacen el basamento pérmico-triásico y sus relaciones, con las cuatro tradicionales unidades tectono-estratigráficas de la Cuenca de Arauco: (S1) sin-Extensión, Cretácico Superior; (S2) sin-Extensión y (S3-S4) sin-Inversión, Eoceno; (S5-S6) sin-Inversión, Mioceno, con estructuras extensionales de mediana escala; (S7) pos-Inversión y sin-Compresión, Plioceno-Cuaternario. Dentro de la Cuenca de Arauco el acortamiento comenzó en el Eoceno Tardío coetáneo a un reajuste mayor en las placas tectónicas (34 Ma), lo cual es representado por geometrías y secuencias cinemáticas de inversión tectónica positiva. Una marcada discordancia erosiva (33.9-23.03 Ma) evidencia un subsecuente evento de erosión/alzamiento durante el Oligoceno Tardío. Un posterior evento de deformación contraccional mioceno realzó la inversión tectónica positiva de los antiguos depocentros y generó estructuras extensionales de mediana escala. Sumado al comienzo de un margen acrecionario o no erosivo desde el Plioceno, la colisión oblicua de la zona de fractura de Mocha a los 3.6 Ma (~38°S) y la rápida exhumación de la cordillera de Nahuelbuta (Plioceno a Reciente), dejaron como resultado la emergencia parcial de la Cuenca de Arauco, el carácter compresivo de las secuencias pliocenas-cuaternarias y la inversión tectónica positiva de algunas estructuras extensionales miocenas. El análisis de las geometrías estructurales presentes en el sector sur de la Cuenca de Arauco, permite entender los estilos de deformación y estimar una medida de acortamiento mínimo (~ 4%) de la porción occidental del antearco (~38°S) en respuesta al solevantamiento de los Andes. Por otra parte, este estudio confirma un desarrollo común dentro de las cuencas andinas (~38°S) atribuido a las fases tectónicas, incluso en sectores donde los procesos de transferencias de masa ocurren.

[ES] El enfoque tradicional en la calibración de modelos hidrológicos se basa únicamente en los caudales observados en alguna estación de aforos de la cuenca de estudio. Sin embargo, la evaluación de los caudales de manera puntual para una cuenca hidrográfica proporciona una respuesta agregada y limitada del comportamiento del sistema. Es por esto, que los datos obtenidos por teledetección se han convertido en una alternativa clave para hacer frente esta situación, aumentando significativamente el uso de este tipo de información en las últimas décadas para variables de estado utilizadas en Ecohidrología. De hecho, los datos obtenidos por teledetección proporcionan no solo información temporal, sino también información valiosa sobre la dinámica espacial, lo que puede facilitar una calibración del modelo teniendo en cuenta los patrones espaciales y la dinámica temporal, lo que a su vez aumenta la robustez del modelado. Actualmente existe una gran disponibilidad de datos de satélite, por citar entre otros: índice de área foliar, humedad del suelo superficial, evapotranspiración. Estos datos se encuentran disponibles casi en tiempo real, con resoluciones espacio-temporales suficientes para la Ecohidrología [30m-25km] en la mayoría de los casos y con una distribución espacial cubriendo toda la tierra. Para este trabajo se ha escogido la humedad del suelo superficial como variable de estado, y el índice de área foliar como variable de validación. Justificado en la importancia y el papel fundamental desempeñado por la humedad del suelo en el ciclo hidrológico, se ha decidido incluirla como variable de estado en esta investigación. A pesar de su importancia, las mediciones in-situ son todavía escasas en tiempo y espacio, si tenemos en cuenta su alta variabilidad espacial y temporal, lo que unido a los costos asociados a su funcionamiento y mantenimiento nos lleva a la realidad que generar la cantidad necesaria de datos observacionales in-situ es económicamente inviable, salvo en cuencas pequeñas experimentales o parcelas. Por todo ello, los datos de la mencionada variable obtenidos por teledetección se presentan como una buena alternativa para ser incorporados durante el modelado del ciclo hidrológico. Y es aquí donde se enmarca esta investigación. Primeramente, testear la posibilidad de calibrar una cuenca utilizando información satelital, desde un enfoque multiobjetivo en combinación con la serie de caudales, y desde un enfoque mono-objetivo considerando a la humedad del suelo como única variable de estado, es decir, en este caso se ha considerado a la cuenca como no aforada. En segundo lugar, también debe hacerse frente a un objetivo operacional que implica resolver cómo manejar este tipo de información para implementar y calibrar modelos ecohidrológicos. Para llevar a cabo la propuesta se ha seleccionado como área de estudio una cuenca mediterránea semiárida con un régimen efímero (la Rambla de la Viuda) y un modelo distribuido espacialmente (TETIS) para poder explotar mejor la información espacial proveniente de la teledetección. Los resultados obtenidos muestran principalmente que: a) considerando información espacio-temporal en el proceso de calibración multiobjetivo (en combinación con la serie de caudales) incrementa la robustez del modelo, debido a que el desempeño del mismo no presenta demasiada degradación en el paso del periodo de calibración al periodo de validación, y b) considerando a la cuenca como no aforada, es posible realizar una estimación coherente de la hidrología utilizando solamente la información de satélite como única variable de estado, manteniendo resultados aceptables también el periodo de validación. / [CAT] L'enfocament tradicional al calibratge de models hidrològics es fonamenta únicament en els cabals observats en alguna estació d'aforament de la conca d'estudi. No obstant això, l'avaluació dels cabals de manera puntual per a una conca hidrogràfica proporciona una resposta agregada i limitada del comportament del sistema. Per a fer front a aquesta situació, les dades obtingudes per teledetecció s'han convertit en una alternativa clau, augmentant significativament l'ús d'aquest tipus d'informació en les últimes dècades per a variables d'estat utilitzades en ecohidrología. De fet, les dades obtingudes per teledetecció no només proporcionen informació temporal, sinó també informació valuosa de la dinàmica espacial, el que pot facilitar un calibratge del model tenint en compte els patrons espacials i la dinàmica temporal. Actualment existeix una gran disponibilitat de dades de satèl·lit, quasi en temps real, amb resolucions espai temporals suficients per a la ecohidrología en la majoria dels casos i amb una distribució espacial cobrint tota la terra. Per a aquest treball s'ha triat la humitat del sòl superficial com a variable d'estat, i l'índex d'àrea foliar com a variable de validació. La humitat del sòl exerceix un paper fonamental al cicle hidrològic, a causa de la seua influència en molts processos que afecten directa o indirectament el balanç hídric, com poden ser el creixement de la vegetació, les propietats hidràuliques del sòl, la evapotranspiració, la generació d'escolament i processos d'infiltració i la percolació profunda. Malgrat la seua importància, els mesuraments in-situ són encara escassos en temps i espai, si tenim en compte la seua alta variabilitat espacial i temporal, la qual cosa unida als costos associats al seu funcionament i manteniment ens du a la realitat que generar la quantitat necessària de dades observacionals in-situ és econòmicament inviable, excepte en conques xicotetes experimentals o parcel·les. Per tot això, les dades de l'esmentada variable obtingudes per teledetecció es presenten com a una bona alternativa per a ser incorporades durant el modelatge del cicle hidrològic. I és ací on s'emmarca aquesta investigació. En primer lloc, testejar la possibilitat de calibrar una conca utilitzant informació satelital, des d'un punt de visa multiobjectiu en combinació amb la sèrie de cabals, i des d'un enfocament monoobjectiu considerant la humitat del sòl com a única variable d'estat, és a dir, en aquest cas s'ha considerat a la conca com a no aforada. En segon lloc, també ha de fer-se front a un objectiu operacional que implica resoldre com gestionar aquest tipus d'informació per a implementar i calibrar models hidrològics. Com a cas d'estudi s'ha seleccionat una conca mediterrània semiàrida amb un règim efímer (la Rambla de la Vídua) i un model distribuït espacialment (TETIS) per a poder explotar millor la informació espacial provinent de la teledetecció. / [EN] The traditional approach to hydrological model calibration is based only on observed discharges at gauging stations of the studied basin. However, assessing the discharges of a watershed in this way provides an aggregated and limited answer about the behaviour of the system. In order to deal with this, remote sensing satellite data have become a key alternative and their use has significantly increased in recent decades to estimate ecohydrological state variables. Remote sensing data not only provide temporal information but also valuable information on spatial dynamics, facilitating model calibration. Currently, satellite data are available almost in real time, generally with sufficient spatio-temporal resolution for ecohydrology studies and with a spatial distribution covering the entire earth. There are many sources of satellite information than can be used in ecohydrology, but in this research we chose near-surface soil moisture as state variable and leaf area index for validation. Soil moisture plays a key role in the hydrological cycle due to its influence on many processes that directly or indirectly affect the water balance, such as vegetation growth, hydraulic properties of the ground, evapotranspiration, runoff generation and the processes of infiltration and deep percolation. Despite their importance, soil moisture in-situ measurements are still uncommon in time and space; their high spatial and temporal variability, together with the associated costs of operation and maintenance, make generating the necessary amount of observational data in-situ economically unviable, except in small experimental basins or plots. Therefore, soil moisture data obtained by remote sensing represent a good alternative for hydrological modelling. The main goal of this study is to test the possibility of calibrating a watershed using only satellite information of soil moisture To do this, we also address a secondary objective that involves solving how to process this type of information in order to implement and calibrate hydrological models. As a case study, a semi-arid Mediterranean catchment area was selected with an ephemeral regime (the Rambla de la Viuda) and a spatially distributed model was used (TETIS). / Al gobierno de Paraguay, que a través de su programa de becas en el exterior Carlos Antonio López (BECAL) ha depositado su confianza en mi persona y me han asistido deferentemente para esta formación. / Echeverria Martínez, CA. (2020). USO DE LA HUMEDAD DEL SUELO SUPERFICIAL OBTENIDA POR SATÉLITE PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UN MODELO ECOHIDROLÓGICO DISTRIBUIDO. CASO DE ESTUDIO: CUENCA DE LA RAMBLA DE LA VIUDA (ESPAÑA) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/139521 / TESIS

With a global population about 7 billion people and their continued growth are pressuring global natural resources, in freshwater matter this pressure is altering both the river flows; timing season of water flows; and spatial patterns in order to meet human demands both in urban as rural areas. However, water stress in urban areas are increasing and expectations by 2050 are grim with a global urban development by 70 percent moreover urbanization rate expected by 2030 in Latin America is 80 percent, thus the water concerns because of high average water consumption 220 lpd, and water leakage by 29 percent in the third largest city of Ecuador Cuenca have motivated to perform this analysis. The analysis is based on a metabolic perspective in order to determine anomalies in the urban water cycle at household level for then apply one of the tools of stormwater management in short term such as harvesting rainwater to find how feasible can be this system both individually as communally in Cuenca urban area based on criteria of rainfall, roof surface, roof material, water average consumption, and costs; in order to generate social, economic, and environmental benefits. Moreover, give recommendations and strategies in mid and long term to get an Integrated Urban Water Management (IUWM) model that allow ensuring the enough natural resources, environmental health, and economic sustainability for current and future demands. The main problems in the urban water cycle are in a outdated urban water management because of water leakage in the delivery network and unsuitable water pricing as well as bad consumers habits; these are affecting economically the water enterprise; nonetheless these problems are not putting in risk freshwater resources, and infrastructure capacity to meet future demands but the implementation of harvesting rainwater systems both individual as community can allow water savings by 18 percent at household level, and by 11 percent in whole water production process at city level. Moreover, the implementation can generate 750.000 job positions both direct as indirect. Finally, the risk of floods can be mitigated due to, roughly 2.88 million m3 of runoff rainwater a year are not released on rivers. To conclude, economic losses are avoiding that this money can be used to improve and maintain the current infrastructures, and development socio-technical projects in order to get a more suitable water metabolism. In other hand, encourage a harvesting culture at household level is a good strategy in short term but its feasibility is related directly to five drivers of which four can be handled such as roof surface area, roof material, domestic water consumption, and costs; in order to get most efficient systems. Finally, there are more tools and strategies to get sustainable goals in short mid and long term through an Integrated Urban Water Management model, in order to urban dwellers can move from simply consumers to a status of suppliers and managers of resources.

Given the high degree of development of hydraulic infrastructure in the developed countries, and with the increasing opposition to constructing new facilities in developing countries, the focus of water resource system analysis has turned into defining adequate operation strategies. Better management is necessary to cope with the challenge of supplying increasing demands and conflicts on water allocation while facing climate change impacts. To do so, a large set of mathematical simulation and optimization tools have been developed. However, the real application of these techniques is still limited. One of the main lines of research to fix this issue regards to the involvement of experts' knowledge in the definition of mathematical algorithms. To define operating rules in a way in which system operators could rely, their expert knowledge should be fully accounted and merged with the results from mathematical algorithms. This thesis develops a methodological framework and the required tools to improve the operation of large-scale water resource systems. In such systems, decision-making processes are complex and supported, at least partially, by the expert knowledge of decision-makers. This importance of expert judgment in the operation strategies requires mathematical tools able to embed and combine it with optimization algorithms. The methods and tools developed in this thesis rely on stochastic programming, fuzzy logic and the involvement of system operators during the whole rule-defining process. An extended stochastic programming algorithm, able to be used in large-scale water resource systems including stream-aquifer interactions, has been developed (the CSG-SDDP). The methodological framework proposed uses fuzzy logic to capture the expert knowledge in the definition of optimal operating rules. Once the current decision-making process is fairly reproduced using fuzzy logic and expert knowledge, stochastic programming results are introduced and thus the performance of the rules is improved. The framework proposed in this thesis has been applied to the Jucar river system (Eastern Spain), in which scarce resources are allocated following complex decision-making processes. We present two applications. In the first one, the CSG-SDDP algorithm has been used to define economically-optimal conjunctive use strategies for a joint operation of reservoirs andaquifers. In the second one, we implement a collaborative framework to couple historical records with expert knowledge and criteria to define a decision support system (DSS) for the seasonal operation of the reservoirs of the Jucar River system. The co-developed DSS tool explicitly reproduces the decision-making processes and criteria considered by the system operators. Two fuzzy logic systems have been developed and linked with this purpose, as well as with fuzzy regressions to preview future inflows. The DSS developed was validated against historical records. The developed framework offers managers a simple way to define a priori suitable decisions, as well as to explore the consequences of any of them. The resulting representation has been then combined with the CSG-SDDP algorithm in order to improve the rules following the current decision-making process. Results show that reducing pumping from the Mancha Oriental aquifer would lead to higher systemwide benefits due to increased flows by stream-aquifer interaction. The operating rules developed successfully combined fuzzy logic, expert judgment and stochastic programming, increasing water allocations to the demands by changing the way in which Alarcon, Contreras and Tous are balanced. These rules follow the same decision-making processes currently done in the system, so system operators would feel familiar with them. In addition, they can be contrasted with the current operating rules to determine what operation options can be coherent with the current management and, at the same time, achieve an optimal operation / Dado el alto número de infraestructuras construidas en los países desarrollados, y con una oposición creciente a la construcción de nuevas infraestructuras en los países en vías de desarrollo, la atención del análisis de sistemas de recursos hídricos ha pasado a la definición de reglas de operación adecuadas. Una gestión más eficiente del recurso hídrico es necesaria para poder afrontar los impactos del cambio climático y de la creciente demanda de agua. Para lograrlo, un amplio abanico de herramientas y modelos matemáticos de optimización se han desarrollado. Sin embargo, su aplicación práctica en la gestión hídrica sigue siendo limitada. Una de las más importantes líneas de investigación para solucionarlo busca la involucración de los expertos en la definición de dichos modelos matemáticos. Para definir reglas de operación en las cuales los gestores confíen, es necesario tener en cuenta su criterio experto y combinarlo con algoritmos de optimización. La presente tesis desarrolla una metodología, y las herramientas necesarias para aplicarla, con el fin de mejorar la operación de sistemas complejos de recursos hídricos. En éstos, los procesos de toma de decisiones son complicados y se sustentan, al menos en parte, en el juicio experto de los gestores. Esta importancia del criterio de experto en las reglas de operación requiere herramientas matemáticas capaces de incorporarlo en su estructura y de unirlo con algoritmos de optimización. Las herramientas y métodos desarrollados se basan en la optimización estocástica, en la lógica difusa y en la involucración de los expertos durante todo el proceso. Un algoritmo estocástico extendido, capaz de ser usado en sistemas complejos con interacciones río-acuífero se ha desarrollado (el CSG-SDDP). La metodología definida usa lógica difusa para capturar el criterio de experto en la definición de reglas óptimas. En primer lugar se reproducen los procesos de toma de decisiones actuales y, tras ello, el algoritmo de optimización estocástica se emplea para mejorar las reglas previamente obtenidas. La metodología propuesta en esta tesis se ha aplicado al sistema Júcar (Este de España), en el que los recursos hídricos son gestionados de acuerdo a complejos procesos de toma de decisiones. La aplicación se ha realizado de dos formas. En la primera, el algoritmo CSG-SDDP se ha utilizado para definir una estrategia óptima para el uso conjunto de embalses y acuíferos. En la segunda, la metodología se ha usado para reproducir las reglas de operación actuales en base a criterio de expertos. La herramienta desarrollada reproduce de forma explícita los procesos de toma de decisiones seguidos por los operadores del sistema. Dos sistemas lógicos difusos se han empleado e interconectado con este fin, así como regresiones difusas para predecir aportaciones. El Sistema de Ayuda a la Decisión (SAD) creado se ha validado comparándolo con los datos históricos. La metodología desarrollada ofrece a los gestores una forma sencilla de definir decisiones a priori adecuadas, así como explorar las consecuencias de una decisión concreta. La representación matemática resultante se ha combinado entonces con el CSG-SDDP para definir reglas óptimas que respetan los procesos actuales. Los resultados obtenidos indican que reducir el bombeo del acuífero de la Mancha Oriental conlleva una mejora en los beneficios del sistema debido al incremento de caudal por relación río-acuífero. Las reglas de operación han sido adecuadamente desarrolladas combinando lógica difusa, juicio experto y optimización estocástica, aumentando los suministros a las demandas mediante modificaciones el balance de Alarcón, Contreras y Tous. Estas reglas siguen los procesos de toma de decisiones actuales en el Júcar, por lo que pueden resultar familiares a los gestores. Además, pueden compararse con las reglas de operación actuales para establecer qué decisiones entre / Donat l'alt nombre d'infraestructures construïdes en els països desenrotllats, i amb una oposició creixent a la construcció de noves infraestructures en els països en vies de desenrotllament, l'atenció de l'anàlisi de sistemes de recursos hídrics ha passat a la definició de regles d'operació adequades. Una gestió més eficient del recurs hídric és necessària per a poder afrontar els impactes del canvi climàtic i de la creixent demanda d'aigua. Per a aconseguir-ho, una amplia selecció de ferramentes i models matemàtics d'optimització s'han desenrotllat. No obstant això, la seua aplicació pràctica en la gestió hídrica continua sent limitada. Una de les més importants línies d'investigació per a solucionar-ho busca la col·laboració activa dels experts en la definició dels models matemàtics. Per a definir regles d'operació en les quals els gestors confien, és necessari tindre en compte el seu criteri expert i combinar-ho amb algoritmes d'optimització. La present tesi desenrotlla una metodologia, i les ferramentes necessàries per a aplicar-la, amb la finalitat de millorar l'operació de sistemes complexos de recursos hídrics. En estos, els processos de presa de decisions són complicats i se sustenten, almenys en part, en el juí expert dels gestors. Esta importància del criteri d'expert en les regles d'operació requereix ferramentes matemàtiques capaces d'incorporar-lo en la seua estructura i d'unir-lo amb algoritmes d'optimització. Les ferramentes i mètodes desenrotllats es basen en l'optimització estocàstica, en la lògica difusa i en la col·laboració activa dels experts durant tot el procés. Un algoritme estocàstic avançat, capaç de ser usat en sistemes complexos amb interaccions riu-aqüífer, s'ha desenrotllat (el CSG-SDDP) . La metodologia definida utilitza lògica difusa per a capturar el criteri d'expert en la definició de regles òptimes. En primer lloc es reprodueixen els processos de presa de decisions actuals i, després d'això, l'algoritme d'optimització estocàstica s'empra per a millorar les regles prèviament obtingudes. La metodologia proposada en esta tesi s'ha aplicat al sistema Xúquer (Est d'Espanya), en el que els recursos hídrics són gestionats d'acord amb complexos processos de presa de decisions. L'aplicació s'ha realitzat de dos formes. En la primera, l'algoritme CSG-SDDP s'ha utilitzat per a definir una estratègia òptima per a l'ús conjunt d'embassaments i aqüífers. En la segona, la metodologia s'ha usat per a reproduir les regles d'operació actuals basant-se en criteri d'experts. La ferramenta desenvolupada reprodueix de forma explícita els processos de presa de decisions seguits pels operadors del sistema. Dos sistemes lògics difusos s'han empleat i interconnectat amb este fi, al igual què regressions difuses per preveure cabdals. El Sistema d'Ajuda a la Decisió (SAD) creat s'ha validat comparant-lo amb les dades històriques. La metodologia desenvolupada ofereix als gestors una manera senzilla de definir decisions a priori adequades, així com per explorar les conseqüències d'una decisió concreta. La representació matemàtica resultant s'ha combinat amb el CSG-SDDP per a definir regles òptimes que respecten els processos actuals. Els resultats obtinguts indiquen que reduir el bombament de l'aqüífer de la Mancha Oriental comporta una millora en els beneficis del sistema a causa de l'increment de l'aigua per relació riu-aqüífer. Les regles d'operació han sigut adequadament desenrotllades combinant lògica difusa, juí expert i optimització estocàstica, augmentant els subministres a les demandes per mitjà de modificacions del balanç d'Alarcón, Contreras i Tous. Estes regles segueixen els processos de presa de decisions actuals en el Xúquer, per la qual cosa poden resultar familiars als gestors. A més, poden comparar-se amb les regles d'operació actuals per a establir quines decisions entre les possibles serien coherents / Macián Sorribes, H. (2017). Design of optimal reservoir operating rules in large water resources systems combining stochastic programming, fuzzy logic and expert criteria [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/82554

Esta tesis constituye un aporte al conocimiento de la bioes-tratigrafía, paleovegetación y paleoclima de los depósitos paleógenos de la Cuenca de Ñirihuau, en la región del río Foyel. El Grupo El Foyel se integra, de base a techo, por las formaciones Troncoso, Salto del Macho y Río Foyel. En ésta tesis se presenta el primer estudio palinológico detallado de todo el Grupo El Foyel. La edad del mismo, y de cada una de sus formaciones, hasta el momento no ha sido establecida con precisión y ha generado controversias. Los datos esta-dísticos aquí obtenidos refinan el modelo estratigráfico previo basado en relaciones estratigráficas y datos absolutos. Se identificaron más de 106 especies correspondientes a esporas de Bryophyta y Tracheophyta, 11 especies de hongos y 23 de paleomicroplancton de pared orgánica. Se reconocieron 32 palinofacies. Utilizando métodos estadísticos multivariados, las asociaciones de palinofacies fueron agrupadas en palinofacies tipo. Las palinofacies de la Formación Troncoso, sugieren un ambiente marino marginal bajo condiciones de baja energía (palinofacies tipo A) y relativamente más proximal y con descarga fluvial, en la palinofacies tipo B. En las palinofacies tipo C y tipo D (relativamente más dístales) de la Formación Salto del Macho, los fitoclastos sugieren un origen fluviodel-taico, los palinomorfos indican la conexión de cuerpos de agua dulce a salobre en un medio marino marginal, próximo al área de aporte continental y de moderada energía. Condiciones de menor energía y más distales al área de aporte terrígeno deno-tan las palinofacies tipo E y tipo F de la Formación Río Foyel, la gran abundancia de pirita, evidencia el predominio de condi-ciones reductoras. Un ambiente de plataforma somera, relati-vamente estable, es sugerido para esta Formación. El análisis de los esporomorfos refleja para la sección río Foyel estudia-da, la presencia de un bosque regional dominado por Notho-fagaceae, Myrtaceae, Podocarpaceae y Arecaceae, desarro-llado bajo un clima templado a templadocálido y húmedo. En la sección estudiada la relación entre palinomorfos terrestres y marinos es considerada. En la Formación Troncoso, los palino-morfos continentales dominan sobre los marinos. La recurrente presencia de polen de Araucariaceae es indicativa de condi-ciones templadas y húmedas. En la Formación Salto del Macho se produce la retracción del bosque de gimnospermas, asocia-do con la predominancia del bosque de Nothofagus indicativo de condiciones templado húmedas. En la Formación Río Foyel, los esporomorfos indican la presencia de un bosque templado a cálido y húmedo con áreas abiertas subordinadas y un apor-te importante del medio costero. En la Formación Río Foyel, constituida por una sucesión monótona de pelitas negras, los estudios palinológicos permiten reconocer parasecuencias, identificables sobre sus características biofaciales, las que indican somerización ascendente. Los límites de las parase-cuencias son definidas como superficies de inundación que representan ascensos relativos del nivel del mar (superficies de inundación marina) a lo largo del perfil. La Formación Río Foyel muestra secuencias de somerización indicadas por el decrecimiento en abundancia y diversidad de dinoquistes. Dife-rentes superficies de inundación fueron detectadas asociadas con el aumento en abundancia y diversidad en dinoquistes. En general en los eventos regresivos indicados por el decreci-miento en abundancia y diversidad de microplancton marino de pared orgánica, dominan las esporas de pteridofitas y el polen de gimnospermas. A través del perfil, el aumento del polen de Araucariaceae se asocia con un decrecimiento de Nothofagaceae. La influencia marina es registrada por un aumento en abundancia y diversidad de los dinoquistes. En la misma las Nothofagaceae, Myrtaceae, Arecaceae y Poaceae aumentan su abundancia. En la Formación Río Foyel las super-ficies de inundación marina están asociadas a la dominancia de Nothofagaceae sobre el polen de gimnospermas, con una excepción, donde el polen de gimnospermas domina sobre el de Nothofagaceae, probablemente debido a la generación de un gradiente altitudinal. Se comparan para el análisis palinoes-tratigráfico las asociaciones de esporas y polen de las forma-ciones Troncoso, Salto del Macho y Río Foyel, con los regis-tros de los mismos en otras de Patagonia Argentina, Chile, Antártida e Islas Malvinas, usando técnicas de estadística multivariada. La Edad propuesta en base a la información evaluada es, para la Formación Troncoso, Eoceno medio tardío; para la Formación Salto del Macho, Eoceno tardío Oligoceno temprano y, Oligoceno para la Formación Río Foyel (sección inferior) en la sección río Foyel aquí estudiada. / The present dissertation is a contribution to broadening current information on the Palaeogene biostratigraphy, palaeovegetation and paleoenvironment of the Río Foyel section (El Foyel Group), Ñirihuau Basin, Argentina. From base to top, this section includes Troncoso, Salto del Macho and Río Foyel Formations. This is the first detailed palynological study of El Foyel Group. Precise determination of the age of El Foyel Group, and that of its formations, has not been possible so far, and current data remains controversial. The present statistical results refine the previous stratigraphic model, inferred from stratigraphic relations and absolute data. It was possible to recognize 106 taxa of Bryophyta and Tracheo-phyta spores, 11 species of Fungi and 23 species of organic-walled palaeomicroplankton. The data yielded 32 palynofacies. Through multivariate statistical methods (cluster analysis), palynofacies assemblages were grouped into their correspon-ding types. Palynofacies type A, in the Troncoso Formation, suggest the presence of a marginal marine environment under low energy conditions, while palynofacies type B indicate a more proximal environment influenced by fluvial discharge. In palynofacies type C and type D (relatively more distal), from Salto del Macho Formation, phytoclasts suggest a fluvial-deltaic origin, while palynomorphs indicate a connection of fresh water and saline water bodies within a marginal marine environment, close to the continental, lowenergy input area. Palynofacies type E and type F, form the Río Foyel Formation, denote conditions of lower energy and more distal to the terrigenous input area, while the pronounced abundance of pyrites evidences predominant reducing conditions. It is possible to suggest the presence of a relatively stable shallow platform in this Formation. Sporomorph analysis performed in the studied section of El Foyel Group reflects a regional forest dominated by Nothofagaceae, Myrtaceae, Podocarpaceae and Arecaceae, developed under a temperate to warmtemperate and humid climate. The relation between terrestrial/marine palynomorphs is included in the analysis. In the Troncoso For-mation, continental palynomorphs dominate over marine paly-no-morphs. The recurrent presence of Araucariaceae pollen indicates temperate and humid conditions. The Salto del Ma-cho Formation shows a retraction of the gymnosperm forest, associated with the dominance of a Nothofagus forest, indi-cating temperate and humid conditions. The phytoclast group dominates over the amorphous. In the Río Foyel Formation, the sporomorphs indicate the presence of a temperate to warmhumid forest, with subordinate open areas and a remar-kable input from the coastal environment. The Salto del Ma-cho Formation evidences a retraction of the gymnosperm forest, associated with the predominance of the Nothofagus forest, indicative of temperate and humid conditions. In the Río Foyel Formation, sporomorphs suggest the presence of a temperate and humid forest, revealing subordinate open areas and considerable coastal influence. In the Río Foyel Forma-tion, dominated by a homogeneous succession of pelites, palynological analysis led to recognition of the parasequen-ces, identifiable on the basis of the biofacies characteristics, showing upward shallowing. The bounding surfaces of parase-quences are defined as flooding surfaces indicating relative sea level rises (marine flooding surfaces) along the profile.The Río Foyel Formation evidences upward shallowing sequences, indicated by the decrease in abundance and diversity of dinocysts. Different marine flooding surfaces were detected, associated with increasing diversity and abundance of dino-cyst. In general, in the regression events marked by decrea-sing abundance and diversity of organicwalled marine micro-plancton, there is predominance of pteridophyte spores and gymnosperm pollen. Throughout the profile, an increase in Araucariaceae pollen is associated with a decrease in Notho-fagaceae pollen. The abundance and diversity of dinocysts evidence the marine influence. In this event, Nothofagaceae, Myrtaceae, Arecaceae and Poaceae increase in abundance. The marine flooding surfaces in the Río Foyel Formation are associated with the dominance of the Nothofagaceae over the gymnospermous pollen; with one exception, where gym-nosperm pollen dominates over Nothofagaceae, probably due to an altitude gradient. The palinostratigraphic analysis perfor-med for the present work involved a comparison between sporepollen assemblages from Troncoso, Salto del Macho and Río Foyel Formations and analogous registers from formations located at Patagonia Argentina, Chile, Antártida and Falkland Islands. After evaluating results, the following ages were suggested for the different formations: MiddleLate Eocene for Troncoso Formation; Late EoceneEarly Oligocene for Salto del Macho Formation; and Oligocene for the studied section of the Río Foyel Formation (lower section).

En ambientes interserranos, tales como los que emergen en la extensa llanura del sudoeste bonaerense, el advenimiento de períodos de lluvias superiores a la media histórica secular, magnifican los problemas ocasionados por el avance de la sociedad en ambientes frágiles desde el punto de vista hidrológico. Las precipitaciones relámpago de carácter torrencial, en cuencas hidrográficas pequeñas, con tiempo de respuesta muy rápida son consideradas sucesos imprevisibles aludiendo a las causantes naturales como únicas responsables del fenómeno inundación. En la localidad de Pigüé, -Distrito de Saavedra- ubicada en el faldeo occidental de las Sierras de Curamalal sobre el curso superior del Arroyo homónimo se identifican caracteres similares a los descriptos. Allí, la convergencia de factores naturales y antropogénicos potencian las condiciones de anegabilidad generando inundaciones recurrentes. El comportamiento torrencial de la cuenca en cuestión y la reiteración de las inundaciones, al menos siete en cien años, se conocen desde tiempos fundacionales; ello induce a reflexionar sobre la alta probabilidad de ocurrencia del fenómeno hacia el futuro. En consecuencia, es en tiempos de aparente normalidad, -período seco prolongado como el actual- cuando el riesgo hídrico debe ser estudiado ya que resulta un momento propicio al estar relativamente lejano de la presión que ejerce la inminencia de un evento. La profundización de los conocimientos sobre la vulnerabilidad física y social respecto del fenómeno de las inundaciones recurrentes en el área objeto de análisis contribuirá, sin dudas, a mejorar el proceso de gestión del problema de las inundaciones. El concepto riesgo hidrológico debería constituir una variable esencial en los nuevos planes de ordenamiento del territorio en beneficio de quienes habitan en la cuenca alta del Arroyo Pigüé. Además, en este estudio, se selecciona para el tratamiento de la problemática objeto de análisis la combinación entre metodologías provenientes desde las ciencias fisicalistas y las propuestas por la Teoría Social del Riesgo, donde las variables peligrosidad, vulnerabilidad, exposición e incertidumbre constituyen dimensiones fundamentales para interpretar la complejidad del fenómeno de manera integral. / In intermountain environments, such as those emerging in the extensive plain of southwestern Buenos Aires Province, the arrival of rainfall periods that are higher to the secular historical mean, magnify the problems caused by the advance of society in environments considered to be fragile from a hydrological point of view. Sudden and heavy rainfalls, in small hydrographic basins, with a very fast response time are considered unforeseeable events that make natural causes responsible for the flooding phenomenon. In Pigüé town, Saavedra district, located in the western foothills of Curamalal Sierras and the upper course of Curamalal stream, several features similar to the ones described here are identified. In this town, the convergence of natural and anthropogenic components enhances flooding conditions thus generating recurrent floods. The heavy rain behavior of the basin under study and the repetitiveness of floods, at least seven in a hundred years, have been known since the foundation of Pigüé and this leads to think about the high likelihood of the phenomenon in the future. Therefore, it is in times of apparent normality, -long,dry periods such as the current one- when the hydric risk should be studied since it is the right time, when the pressure of an imminent event is relatively far away. A deep knowledge of the physical and social vulnerability of the phenomenon of recurrent floods in the area under study shall undoubtedly contribute to improve the process of flooding problem management. The concept of hydrologic risk should be an essential variable in the new land use planning for the benefit of those who live in Pigüé stream high basin. In addition, in this study, the combination between methodologies from the physicalist sciences and those proposed by the Social Theory of Risk, in which variables such as danger, vulnerability, exposition and uncertainty are essential dimensions to interpret the phenomenons complexity in an integral way, is selected in order to deal with the problem that constitutes the object of the analysis.