Abstract Forest ecosystems are likely to shift faster in response to climate change than their maximum natural rate at which they can migrate and establish. This thesis introduces an interdisciplinary approach to develop a proactive management strategy towards climate change through assisted populations’ migration for two pine species; Aleppo pine (Pinus halepensis Mill.) and Black pine (Pinus nigra ssp. salzmannii). The main objectives of this study were to (1) evaluate plantation performance and phenotypic plasticity in the broad context of genotype by environment interaction (GEI) of these pine seed sources out-planted in contrasting trial sites to test a hypothetical northwards migration for further selection under specific conditions, (2) compare the efficiency of joint regression and Additive Main effect and Multiplicative Interaction (AMMI) models in elucidating seed sources adaptation patterns in each site then, (3) explain the basis of the differential response of seed sources to induced drought and cold stresses through the physiological, metabolomic and proteomic analyses. This study reproduced real conditions of reforestation in potential future climatic conditions either in field or under phytotron controlled conditions. The selective use of the intraspecific variability was demonstrated to have a potential contribution to alleviate adverse climate change impacts on forest ecosystems. For both species, certain seed sources were able to cope better with specific climate perturbations than others in response to the northwards shifts; seedlings not belonging to the target site could be selected for facing current climate irregularities in different environments. Abstract Here, provenances moved from slightly different transfer distance metrics were the best performers. The main problem is the high expected seedlings mortality due to freezing events and drought stress mainly for seedlings belonging to warmer provenances. Seed sources phenotypic plasticity was low to moderate for height and diameter growth and the environmental effect had a great influence on their performance variation. The AMMI models demonstrated higher adequacy to analyse complex GEI than the joint regression analysis. An important finding is that specific adaptation to adverse environmental conditions was coupled with low phenotypic plasticity responses. Differences among Aleppo pine seed sources subjected to induced drought conditions were significant for chlorophyll fluorescence, pigments and soluble sugars contents. However, induced cold stress changes transpiration rate, stomatal conductance, pigments and glucose contents. The decrease in photosynthesis under drought, unlike to cold stress, was due to stomatal closure. At the considered metabolomic level, drought tolerance was related to the decrease of glucose and fructose and the increase of sucrose contents in needles. However, the cold tolerance was associated to the decrease of glucose and the increase of sucrose and fructose contents. At the proteomic level, most of the identified proteins were related to the transcriptional machinery and sugar metabolism. The presence of enzyme related to the sulphur amino-acids metabolism could be the limiting factor for drought stress in Aleppo pine. Keywords Assisted population migration, Reforestation, Pinus halepensis, Pinus nigra ssp. salzmannii, Seed Sources, Out-planting performance, Survival, Growth, Phenotypic Plasticity, Genotype by Environment Interaction, Adaptation, Physiology, Metabolomic, Proteomic. / Taïbi, K. (2014). Integrated approach for addressing assisted population migration programs in forest management to climate change: out-planting performance, genotype by environment interactions, physiological and molecular response [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48467 / TESIS

This thesis focuses on solute transport upscaling. Upscaling of solute transport is usually required to obtain computationally efficient numerical models in many field applications such as, remediation of aquifers, environmental risk to groundwater resources or the design of underground repositories of nuclear waste. The non-Fickian behavior observed in the field, and manifested by peaked concentration profiles with pronounced tailing, has questioned the use of the classical advection-dispersion equation to simulate solute transport at field scale using numerical models with discretizations that cannot capture the field heterogeneity. In this context, we have investigated the use of the advection-dispersion equation with mass transfer as a tool for upscaling solute transport in a general numerical modeling framework. Solute transport by groundwater is very much affected by the presence of high and low water velocity zones, where the contaminant can be channelized or stagnant. These contrasting water velocity zones disappear in the upscaled model as soon as the scale of discretization is larger that the size of these zones. We propose, for the modeling solute transport at large scales, a phenomenological model based on the concept of memory functions, which are used to represent the unresolved processes taking place within each homogenized block in the numerical models. We propose a new method to estimate equivalent blocks, for which transport and mass transfer parameters have to be provided. The new upscaling technique consists in replacing each heterogeneous block by a homogeneous one in which the parameters associated to a memory functions are used to represent the unresolved mass exchange between highly mobile and less mobile zones occurring within the block. Flow upscaling is based on the Simple Laplacian with skin, whereas transport upscaling is based in the estimation of macrodispersion and mass transfer parameters as a result of the interpretation of the r / Llerar Meza, G. (2009). Upscaling nonreactive solute transport [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/5848 / Palancia

The new legal regulations derived from climate change dictate that hydraulic structures must be designed to handle flood events associated with return periods up to 10,000 years. This obviously involves adapting the existing infrastructure to meet such requirements. In order to avoid risks in the restitution of the flow discharged to rivers, such as bank overflows or streambed erosion and scour processes, hydraulic design must be supported by reliable tools capable of reproducing the behavior of hydraulic structures. In the work presented herein, a fully three-dimensional CFD model to reproduce the behavior of different types of air-water flow in hydraulic structures is presented. The flow is assumed to be turbulent, isotropic and incompressible. Several RANS turbulence models are tested and structured rectangular meshes are employed to discretize the analyzed domain. The presence of two fluids is modeled using different VOF approaches and simulations are run using the PIMPLE algorithm. The model is implemented using the open-source platform OpenFOAM and its performance is compared to the commercial code FLOW-3D. The analysis is conducted separately on two different parts of hydraulic structures, namely: the spillway and the stilling basin. Additionally, a case of practical application, where the model reproduces the flow of a real-life case, is also presented in order to prove the suitability of the model to actual design cases. Mesh independence and model validation using experimental data are checked in the results of all the case studies. The sensitivity of the presented model to certain parameters is extensively discussed using different indicator variables. Among these parameters are turbulence closure, discretization scheme, surface tracking approach, CFD code or boundary conditions. Pros and contras of each of them are addressed. The analyzed turbulence models are the Standard k ¿ ¿, the Realizable k ¿ ¿, the RNG k ¿ ¿, and the SST k ¿ ¿. The discretization schemes under study are: a first-order upwind method, the second-order limited Van Leer method, and a second-order limited central difference method. The VOF approaches analyzed are the Partial VOF, as implemented in OpenFOAM, and the TruVOF, as implemented in FLOW-3D. In most cases, the Standard k ¿ ¿ model provides the most accurate estimations of water free surface profiles, although the rest of variables, with few exceptions, are better predicted by the RNG k ¿ ¿. The latter model generally requires slightly longer computation times. The SST k ¿ ¿ reproduces correctly the phenomena under study, although it generally turned out to be less accurate than its k ¿ ¿ counterparts. As regards the comparison among VOF approaches and codes, it is impossible to determine which one performs best. E.g. OpenFOAM, using the Partial VOF, managed to reproduce the in- ternal hydraulic jump structure and all derived variables better than FLOW-3D, using the TruVOF, although the latter seems to capture better the momentum transfer and so all derived variables. In the case of flow in stepped spillways, OpenFOAM captures better the velocity profiles, although FLOW-3D is more accurate when estimating the water free surface profile. It is worth remark- ing that not even their response to certain model parameters is comparable. E.g. FLOW-3D is significantly less sensitive to mesh refinement than OpenFOAM. Given the result accuracy achieved in all cases, the proposed model is fully applicable to more complex design cases, where stilling basins, stepped spillways and hydraulic structures in general must be investigated. / Las nuevas disposiciones legales derivadas del cambio climático dictaminan que las estructuras hidráulicas sean capaces de funcionar correctamente con eventos de inundación asociados a periodos de retorno de hasta 10,000 años. Esto, obviamente, implica adaptar la infraestructura existente para satisfacer dichos requerimientos. A fin de evitar riesgos en la restitución de los caudales vertidos al río, como desbordamientos o procesos erosivos y de socavación, el diseño hidráulico ha de sustentarse en herramientas fiables capaces de reproducir el comportamiento de las estructuras hidráulicas. En este trabajo, se presenta un modelo numérico CFD completamente tridimensional para reproducir el comportamiento de diferentes tipos de flujo aire-agua en estructuras hidráulicas. Se asume que el flujo es turbulento, isotrópico e incompresible. Diversos modelos de turbulencia RANS son contrastados y se emplean mallas estructuradas rectanuglares para discretizar el dominio analizado. La presencia de dos fluidos es modelada utilizando diferentes enfoques VOF y las simulaciones son ejecutadas empleando el algoritmo PIMPLE. El modelo es implementado mediante la plataforma de código abierto OpenFOAM y su respuesta es comparada con la del modelo comercial FLOW-3D. El análisis se lleva a cabo sobre dos partes diferentes de una estructura hidráulica, a saber, el aliviadero y el cuenco amortiguador, de forma separada. Además, un caso de aplicación práctica, donde el modelo reproduce el flujo en una estructura real, es presentado también a fin de probar la adecuación del modelo a casos de diseño aplicado. Se comprueban la independencia de la malla y la validación con datos experimentales de los resultados de todos los casos de estudio. La sensibilidad del modelo presentado a ciertos parámetros es analizada de forma exhaustiva empleando diferentes variables indicadoras. Los pros y contras de cada uno de éstos son planteados. Los modelos de turbulencia analizados son el Standard k-epsilon, el Realizable k-epsilon, el RNG k-epsilon y el SST k-omega. Los esquemas de discretización estudiados son: un método de primer orden upwind, uno de Van Leer de segundo orden y un esquema de segundo orden limitado de diferencias centradas. Los enfoques VOF analizados son el Partial VOF, implementado en OpenFOAM, y el TruVOF, implementado en FLOW-3D. En la mayoría de casos, el modelo k-epsilon aporta las estimaciones más precisas de perfiles de lámina libre de agua, pese a que el resto de variables, con alguna excepción, son mejor predichas por el RNG k-epsilon. Este modelo generalmente requiere mayores tiempos de cálculo. El k-omega reproduce correctamente los fenómenos bajo estudio, pese a que su precisión es generalmente más baja que la de los modelos k-epsilon. En lo que respecta a la comparación entre enfoques VOF y códigos, es imposible determinar cuál es el mejor. Por ejemplo, OpenFOAM, empleando el Partial VOF, logra reproducir la estructura interna del resalto hidráulico y todas las variables derivadas mejor que FLOW-3D, empleando el TruVOF, a pesar de que este último parece capturar mejor la transferencia de cantidad de movimiento y, por tanto, todas las variables derivadas. En el caso del flujo en aliviaderos escalonados, OpenFOAM captura mejor los perfiles de velocidad, pese a que FLOW-3D es más preciso en la estimación de los perfiles de lámina libre de agua. Conviene recalcar que ni tan sólo su respuesta a ciertos parámetros del modelo es comparable. Por ejemplo, FLOW-3D es significativamente menos sensible al refinado de malla que OpenFOAM. A la luz de la precisión de los resultados obtenidos en todos los casos, el modelo propuesto es completamente aplicable a casos de diseño más complejos, donde cuencos amortiguadores, aliviaderos escalonados y estructuras hidráulicas en general han de ser investigadas. / Les noves disposicions legals derivades del canvi climàtic dictaminen que cal que les estructures hidràuliques siguen capaces de funcionar correctament amb esdeveniments d'inundació associats a períodes de retorn de fins a 10,000 anys. Això, òbviament, implica adaptar la infraestrctura existent per satisfer aquests requeriments. A fi d'evitar riscs en la restitució dels cabals vessats al riu, com desbordaments o processos erosius i de socavació, el disseny hidràulic ha de recolzar-se en ferramentes fiables capaces de reproduir el comportament de les estructures hidràuliques. En aquest treball, es prsenta un model numèric CFD completament tridimensional per a reproduir el comportament de diferents tipus de flux aire-aigua en estructures hidràuliques. S'assumeix que el flux és turbulent, isotròpic i incompressible. Diferents models de turbulència RANS són contrastats i s'empren malles estructurades rectangulars per discretitzar el domini analitzat. La presència de dos fluids és modelada utilitzant diferents enfocaments VOF i les simulacions són executades emprant l'algorisme PIMPLE. El model és implementat mitjançant la plataforma de codi obert OpenFOAM i la seua resposta és comparada amb la del codi comercial FLOW-3D. L'anàlisi es du a terme sobre les diferents parts d'una estructura hidràulica, a saber, sobreeixidors esgraonats i vas esmorteïdor, de forma separada. A més, un cas d'aplicació pràctica, on el model reprodueix el flux a una estructura real, és presentat també a fi de provar l'adequació del model a casos de disseny aplicat. Es comproven la independència de la malla i la validació amb dades experimentals dels resultats de tots els casos d'estudi. La sensibilitat del model presentat a certs paràmetres és analitzada de forma exhaustiva emprant diferents variables indicadores. Els pros i contres de cadascun d'aquests són plantejats. Els models de turbulència analitzats són l'Standard k-epsilon, el Realizable k-epsilon, el RNG k-epsilon i l'SST k-omega. Els esquemes de discretització estudiats són: un mètode de primer ordre upwind, un de Van Leer de segon ordre i un esquema de segon ordre limitat de diferències centrades. Els enfocaments VOF analitzats són el Partial VOF, implementat en OpenFOAM, i el TruVOF, implementat en FLOW-3D. En la majoria de casos, el model Standard k-epsilon aporta les estimacions més precises de perfils de làmina lliure d'aigua, tot i que la resta de variables, amb alguna excepció, són millor predites pel RNG k-epsilon. Aquest model generalment requereix majors temps de càlcul. El k-omega reprodueix correctament els fenòmens sota estudi, tot i que la seua precisió és generalment més baixa que la dels models k-epsilon. Pel que fa la comparació entre enfocaments VOF i codis, és impossible determinar quin és el millor. Per exemple, OpenFOAM, emprant el Partial VOF, aconsegueix reproduir l'estructura interna del ressalt hidràulic i totes les variables derivades millor que FLOW-3D, emprant el TruVOF, tot i que aquest últim pareix capturar millor la transferència de quantitat de moviment i, per tant, totes les variables derivades. En el cas del flux en sobreeixidors esgraonats, OpenFOAM captura millor els perfils de velocitat, tot i que FLOW-3D és més precís en estimar els perfils de làmina lliure d'aigua. Cal deixar palès que ni tan sols la seua resposta a certs paràmetres del model és comparable. Per exemple, FLOW-3D és significativament menys sensible al refinament de malla que OpenFOAM. En base a la precisió dels resultats obtinguts en tots els casos, el model proposat és completament aplicable a casos de disseny més complexos, on vassos esmorteïdors, sobreeixidors esgraonats i estructures hidràuliques en general han de ser investigades. / Bayón Barrachina, A. (2017). Numerical analysis of air-water flows in hydraulic structures using computational fluid dynamics (CFD) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90440 / TESIS

Un análisis de la literatura disponible sobre las inundaciones, en el Estado español, permite sacar dos conclusiones: i) el principal factor desencadenante de desastres es de origen socioeconómico, lo cual se debe a la localización de bienes y servicios en zonas inundables; ii) las inundaciones con grandes consecuencias negativas se concentran principalmente en el área mediterránea, donde además del principal factor desencadenante, se conjugan otros factores relacionados con las características hidroclimáticas de estas zonas (ej. tormentas convectivas de alta intensidad, cuencas pequeñas con abruptas pendientes y amplios valles aluviales, suelos poco profundos con sustratos permeables), donde preponderan inundaciones de tipo relámpago. Actualmente, se tiene al alcance una gran cantidad de bibliografía científica, sumada a herramientas computacionales potentes que facilitan la cuantificación del riesgo, concepto entendido como la probabilidad de que se produzca un evento de inundación y sus posibles consecuencias negativas. A partir de esta definición, la gestión del riesgo de inundaciones puede ser definida como un proceso cíclico dinámico de análisis, valoración y reducción del riesgo. Dentro de los recientes avances metodológicos dados en esta área del conocimiento, hay que destacar que en los últimos años se han venido dando aportes importantes desde diferentes líneas de investigación del Grupo de Investigación de Modelación Hidrológica y Ambiental de la UPV. Sobre estos fundamentos, es posible plantear una metodología idónea para el análisis del riesgo de inundaciones, soportándose en la implementación conjunta de modelos estocásticos de tormentas convectivas, modelación hidrológica distribuida, modelación hidráulica bidimensional, análisis estadístico multivariado y estimación de daños directos tangibles. Los resultados obtenidos con esta variedad de métodos, integrados espacialmente con sistemas de información geográficos, permiten cuantificar el riesgo y cartografiarlo. Con dicha metodología es posible "analizar" el riesgo en situación actual, así como el que se podría generar con la implementación de estrategias de "reducción" de carácter preventivo. Sobre estas hipótesis de partida, el objetivo de esta tesis ha sido el de plantear una metodología de análisis y reducción del riesgo de inundaciones, para ser aplicada a un caso de estudio específico de un sistema fluvial mediterráneo representativo de meso-escala que haya experimentado consecuencias negativas por inundaciones: la Rambla del Poyo (Valencia). Dicha metodología planteada ha sido flexible para posteriormente ser adaptada al análisis de estrategias de reducción del riesgo mediante medidas preventivas del tipo "retención de agua en el territorio", además de permitir un análisis de su efectividad. A partir de la implementación del plan de investigación, se han encontrado dos juegos de conclusiones generales. En primer lugar, respecto a la metodología implementada: i) ésta ha mostrado ser efectiva en cuanto a requerimientos de datos, tiempo computacional y credibilidad de los resultados; ii) el uso acoplado de la modelación estocástica de tormentas con la modelación hidrológica distribuida, ha mostrado tener un gran potencial en la estimación de la frecuencia de avenidas, principalmente por involucrar el análisis físico de los procesos hidrológicos en la cuenca hidrográfica; iii) el análisis hidrodinámico acoplado 1D/2D, ha mostrado ser una herramienta eficaz para el análisis de la extensa llanura inundable del caso de estudio, sin embargo debido a los costes computacionales y económicos su utilidad se ha visto restringida; iv) el levantamiento en campo de datos, sobre los daños producidos por inundaciones históricas en el área de estudio, ha mostrado ser un soporte fiable en la construcción de las funciones calado-daño para la estimación de los daños directos tangibles y su integración en la estimación del riesgo. Por otro lado, respecto a las medidas de "retención de agua en el territorio" analizadas: i) su efectividad sobre la reducción del caudal máximo se ha visto condicionada por varios factores, entre ellos: la variabilidad espacio-temporal de las tormentas, la condición de humedad antecedente del suelo, la magnitud de la avenida, la tipología de medida adoptada en función de su afectación de los procesos hidrológicos (generación o propagación de la escorrentía) y su distribución espacial dentro de la cuenca; ii) en términos generales se ha observado que la efectividad, sobre la reducción del caudal máximo, de las medidas de retención en ladera (reforestación) y de retención en cauces (embalses distribuidos y embalse único equivalente), va disminuyendo a medida que aumenta la magnitud de la avenida; igualmente, para mayores aumentos, relativos al área afectada por dichas medidas, en la capacidad de retención en la cuenca, mayor efectividad ha sido observada; iii) reducciones en la magnitud de eventos con frecuencias altas e inefectividad en bajas, puede traducirse en reducciones significativas del riesgo, es decir, mayor efectividad en la reducción del riesgo. Alternativamente a las medidas de "retención de agua en el territorio" (las cuales sólo afectan la peligrosidad), el análisis de la introducción de medidas preventivas tales como barreras físicas en las puertas de las viviendas (las cuales afectan la susceptibilidad) ha mostrado tener una relativa significancia en la reducción del riesgo; iv) el análisis de la efectividad sobre el riesgo ha brindado una mejor herramienta de análisis que sólo sobre el caudal máximo (o peligrosidad), debido a que se ha podido cuantificar el grado de reducción del riesgo de cada una de las medidas analizadas en la zona inundable. Este resultado puede ser de gran utilidad en una posterior evaluación de alternativas eficientes en el ciclo de gestión del riesgo, como pueden ser las tareas de valoración del riesgo o análisis coste-beneficio. Finalmente, se han presentado algunas recomendaciones y líneas de investigación futuras, las cuales han surgido de los requerimientos no cubiertos en esta tesis doctoral. / Salazar Galán, SA. (2013). Metodología para el análisis y la reducción del riesgo de inundaciones: aplicación en la Rambla del Poyo (Valencia) usando medidas de "retención de agua en el territorio" [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/29329 / Alfresco

[ES] La Evaluación Ambiental Estratégica (EAE) proporciona el marco para la articulación de los proyectos de forma coherente y respetuosa con el medio ambiente, condiciones sociales, políticas y económicas (Arce y Gullón, 2000) y aunque comúnmente se le conoce a la EAE como una herramienta, esta representa un proceso que puede mejorar la toma de decisiones y propiciar el desarrollo sostenible (Bidstrup y Hansen, 2014). El análisis de alternativas es una de las áreas más débiles de la EAE, debido a que no se ha investigado suficientemente qué funciona y qué no en el desarrollo, evaluación y selección de alternativas. Estas investigaciones deben incluir enfoques sistemáticos para la identificación y el desarrollo de alternativas, para involucrar plenamente a las partes interesadas en su definición y evaluación, y proporcionar detalles suficientes al documentar el proceso de la selección (González et al., 2018). A estas debilidades se añade la dificultad de desarrollar una metodología que sea adaptable a diferentes con-textos. Estos condicionantes han encauzado la construcción de la metodología desarrollada en esta tesis y así, lograr minimizar estas brechas, planteando un método analítico, simple y flexible. La metodología denominada "Índice de Selección de Alternativas Estratégicas Ambientales (ISAEA) y sus incertidumbres", parte de la utilización de indicadores simples construidos en base a las metas que se plantean en el instrumento evaluado en la EAE. Al construir los indicadores partiendo de los criterios de los propios objetivos o metas del Plan, Proyecto o Programa (PPP), se disminuye la complejidad y ambigüedad que típicamente existe en la construcción y/o selección de indicadores ambientales, pues queda claro la dirección que debe seguirse en la construcción del indicador. Los criterios de construcción permiten optimizar la calidad del indicador, ya que el mismo describe el objetivo y, por ende, se manejan indicadores que son los adecuados para ese PPP en particular, es decir, adaptado al contexto preciso del PPP. El ISAEA se complementa con un análisis de incertidumbre, que ofrece al tomador de decisiones herramientas completas para proceder a seleccionar con información cuantitativa, la alternativa que más conveniente para el PPP estudiado. De este modo, la metodología propuesta proporciona un índice que representa en qué medida se acerca la alternativa a la meta planteada, aportando además una adaptación de los análisis de incertidumbre al uso de indicadores compuestos. La experiencia de la aplicación de esta metodología en ambos de sus componentes principales, el ISAEA y el análisis de incertidumbre, deja de manifiesto la importancia de la cooperación abierta de la entidad promotora del PPP para garantizar el flujo de información y más importante aún, de información confiable. Tras el desarrollo de la presente investigación se concluye que la metodología desarrollada aporta una herramienta valiosa, que puede ser utilizada de forma simple y a la vez permite reflejar las circunstancias propias del PPP. A la vez, la metodología ofrece resultados en un lenguaje matemático llano, fácilmente entendible para los tomadores de decisiones. La metodología que se aporta en esta investigación doctoral llega a minimizar una brecha en la temática de selección de alternativas en la EAE, ya que se basa en información cuantitativa y a la vez ha asumido un desafío pendiente en evaluaciones ambientales al incorporar el análisis de incertidumbre como un criterio de acompañamiento al ISAEA, que permite realizar una selección de alternativas estratégicas en base a criterios científicos. / [CA] L'Avaluació Ambiental Estratègica (AAE) proporciona el marc per a l'articulació dels projectes de forma coherent i respectuosa amb el medi ambient, condicions socials, polítiques i econòmiques (Arce i Gullón, 2000) i encara que comunament se li coneix a la AAE com una eina, aquesta representa un procés que pot millorar la presa de decisions i propiciar el desenvolupament sostenible (Bidstrup i Hansen, 2014). L'anàlisi d'alternatives és una de les àrees més febles de la AAE, pel fet que no s'ha investigat prou què funciona i què no en el desenvolupament, avaluació i selecció d'alternatives. Aquestes investigacions han d'incloure enfocaments sistemàtics per a la identificació i el desenvolupament d'alternatives, per involucrar plenament a les parts interessades en la seva definició i avaluació, i proporcionar detalls suficients al documentar el procés de la selecció (González et al., 2018). A aquestes debilitats s'afegeix la dificultat de desenvolupar una metodologia que sigui adaptable a diferents contextos. Aquests condicionants han canalitzat la construcció de la metodologia desenvolupada en aquesta tesi i així, aconseguir minimitzar aquestes bretxes, plantejant un mètode analític, simple i flexible. La metodologia anomenada "Índex de Selecció d'Alternatives Estratègiques Ambientals (ISAEA) i les seves incerteses", part de la utilització de indicadors simples construïts en base a les metes que es plantegen en el instrument avaluat en l'AAE. Al construir els indicadors partint dels criteris dels propis objectius o metes de el Pla, Projecte o Programa (PPP), es disminueix la complexitat i ambigüitat que típicament existeix en la construcció i/o selecció d'indicadors ambientals, ja que queda clar la direcció que ha de seguirse en la construcció de l'indicador. Els criteris de construcció permeten optimitzar la qualitat de l'indicador, ja que el mateix descriu el objectiu i, per tant, es manegen indicadors que són els adequats per a aquest PPP en particular, és a dir, adaptat al context precís de l'PPP. L'ISAEA es complementa amb una anàlisi d'incertesa, que ofereix al prenedor de decisions eines completes per a procedir a seleccionar amb informació quantitativa, l'alternativa que més convenient per al PPP estudiat. D'aquesta manera, la metodologia proposada proporciona un índex que representa en quina mesura s'acosta l'alternativa a la meta plantejada, aportant a més una adaptació de les anàlisis d'incertesa a l'ús d'indicadors com-llocs. L'experiència de l'aplicació d'aquesta metodologia en tots dos dels seus components principals, l'ISAEA i l'anàlisi d'incertesa, deixa de manifest la importància de la cooperació oberta de l'entitat promotora de l'PPP per garantir el flux d'informació i, més important encara, d'informació ambfiable. Després de concloure la present investigació queda demostrat que la metodologia desenvolupada aporta una eina valuosa, que pot ser utilitzada de forma simple i alhora permet reflectir les circumstàncies pròpies de l'PPP. Alhora, la metodologia ofereix resultats en un llenguatge matemàtic pla, fàcilment comprensible per als prenedors de decisions. La metodologia que s'aporta en aquesta tesi doctoral arriba a minimitzar una bretxa en la temàtica de selecció d'alternatives a l'EAE, ja que es basa en informació quantitativa i alhora ha assumit un repte pendent en avaluacions ambientals a l'incorporar el anàlisi d'incertesa com un criteri d'acompanyament a l'ISAEA, que permet realitzar una selecció d'alternatives estratègiques en base a criteris científics / [EN] Strategic Environmental Assessment (SEA) provides the framework for the articulation of projects in a coherent and respectful way with the environment, social, political and economic conditions (Arce and Gullón, 2000). Although SEA is commonly known as a tool, it represents a process that can improve decision-making and promote sustainable development (Bidstrup and Hansen, 2014). The analysis of alternatives is one of the weakest areas of SEA, because what works and what does not in the development, evaluation and selection of alternatives has not been sufficiently investigated. These investigations should include systematic ap-proaches for the identification and development of alternatives, to fully involve stake-holders in their definition and evaluation, and provide sufficient detail when documenting the selection process (González et al., 2018). Besides these weaknesses, the difficulty of developing a methodology that is adaptable to different contexts appears. These conditioning factors have guided the construction of the methodology developed in this thesis and thus, manage to minimize these gaps, proposing an analytical, simple and flexible method. The methodology called "Selection Index for Strategic Environmental Alternatives (ISAEA) and its uncertainties", starts from the use of simple indicators built on the basis of the goals set out in the instrument evaluated by the SEA. By constructing the indicators based on the criteria of the objectives or goals of the Plan, Project or Program (PPP), the complexity and ambiguity that typically exists in the construction and/or selection of environmental indicators is reduced, since the direction to be followed in the construction of the indicator. The construction criteria allow optimizing the quality of the indicator, since it describes the objective and, therefore, indicators are used that are appropriate for that particular PPP, that is, adapted to the precise context of each PPP. The ISAEA is complemented with an uncertainty analysis, which offers the decision maker complete tools to proceed to select with quantitative information, the most convenient alternative for the PPP studied. Therefore, the proposed methodology provides an index that represents to what extent the alternative approaches the proposed goal, also providing an adaptation of the uncertainty analyzes to the use of composite indicators. The experience of applying this methodology in both of its main components, the ISAEA and the uncertainty analysis, shows the importance of the open cooperation of the PPP promoter to guarantee the flow of information and, more importantly, reliable information. After the development of this research, it is concluded that the developed methodology provides a valuable tool, which can be used in a simple way while allowing reflecting the circumstances of the PPP. At the same time, the methodology offers results in plain mathematical language, easily understood by decision makers. The methodology provided in this doctoral research minimizes a gap in the subject of selecting alternatives in SEA, since it is based on quantitative information and at the same time has assumed a pending challenge in environmental evaluations by incorporating the uncertainty analysis as an accompanying criterion to the ISAEA, which allows a selection of strategic alternatives based on scientific criteria. / González González, RL. (2022). Metodología analítica para el análisis de alternativas en la evaluación ambiental estratégica y sus incertidumbres en la toma de decisiones [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/183152 / TESIS

[EN] Adaptation to the multiple facets of global change challenges the conventional means of sustainably planning and managing water resources at the river basin scale. Numerous demand or supply management options are available, from which adaptation measures need to be selected in a context of high uncertainty of future conditions. Given the interdependency of water users, agreements need to be found at the local level to implement the most effective adaptation measures. Therefore, this thesis develops an approach combining economics and water resources engineering to select a cost-effective programme of adaptation measures in the context of climate change uncertainty, and to define an equitable allocation of the cost of the adaptation plan between the stakeholders involved. A framework is developed to integrate inputs from the two main approaches commonly used to plan for adaptation. The first, referred to as "top-down", consists of a modelling chain going from global greenhouse gases emission scenarios to local hydrological models used to assess the impact of climate change on water resources. Conversely, the second approach, called "bottom-up", starts from assessing vulnerability at the local level to then identify adaptation measures used to face an uncertain future. Outcomes from these two approaches are integrated to select a cost-effective combination of adaptation measures through a least-cost optimization model developed at the river basin scale. The model is then used to investigate the trade-offs between different planning objectives defined in terms of environmental flow requirements, irrigated agriculture development, and the cost of the programme of measures. The performances of a programme of measures are finally assessed under different climate projections to identify robust and least-regret adaptation measures. The issue of allocating the cost of the adaptation plan is considered through two complementary perspectives. The outcome of a negotiation process between the stakeholders is modelled through the implementation of cooperative game theory to define cost allocation scenarios. These results are compared with cost allocation rules based on social justice principles to provide contrasted insights into a negotiation process. This innovative framework has been applied in a Mediterranean case study in the Orb River basin (France). Mid-term climate projections, downscaled from 9 General Climate Models, are used to assess the uncertainty associated with climate projections. Demand evolution scenarios have been developed to project agricultural and urban water demands on the 2030 time horizon. The least-cost river basin optimization model developed in GAMS allows the cost-effective selection of a programme of measures from a catalogue of 462 supply and demand management measures. Nine cost allocation scenarios based on different social justice principles have been discussed through face-to-face semi-structured interviews with 15 key informants and compared with solution concepts from cooperative game theory for a 3-player game defined at the river basin scale. The interdisciplinary framework developed in this thesis combines economics and water resources engineering methods, establishing a promising means of bridging the gap between bottom-up and top-down approaches and supporting the creation of cost-effective and equitable adaptation plans at the local level. / [ES] La adaptación a los múltiples aspectos del cambio global supone un reto para los enfoques convencionales de planificación y gestión sostenible de los recursos hídricos a escala de cuenca. Numerosas opciones de gestión de la demanda o de la oferta están disponibles, de entre las cuales es necesario seleccionar medidas de adaptación en un contexto de elevada incertidumbre sobre las condiciones futuras. Dadas las interdependencias existentes entre los usuarios del agua a nivel local, hace falta buscar acuerdos a escala de cuenca para implementar las medidas de adaptación más eficaces. Por este motivo, esta tesis desarrolla una metodología que, combinando economía e ingeniería de los recursos hídricos, busca seleccionar un programa de medidas coste-eficaz frente a las incertidumbres del cambio climático, y asimismo definir un reparto justo del coste de la adaptación entre los actores implicados. El marco metodológico ha sido desarrollado para integrar contribuciones de los dos principales enfoques utilizados para la planificación de la adaptación. El primero, denominado descendente ("top-down"), consiste en una cadena de modelación que va desde los escenarios de emisiones de gases efecto invernadero a nivel global hasta los modelos hidrológicos utilizados a nivel local para evaluar así el impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos. Por el contrario, el segundo enfoque denominado ascendente ("bottom-up") empieza por evaluar la vulnerabilidad del sistema a nivel local para después identificar medidas de adaptación frente a un futuro incierto. Los resultados de los métodos mencionados previamente se han integrado con el fin de seleccionar una combinación coste-eficaz de medidas de adaptación a través de un modelo de optimización a menor coste a escala de cuenca. El modelo se utiliza para investigar las soluciones de compromiso ("trade-offs") entre diversos objetivos de planificación como son los caudales ecológicos necesarios, el desarrollo del regadío y el coste del programa de medidas. Seguidamente, se han evaluado los programas de adaptación frente a varias condiciones climáticas para definir así un programa de medidas robusto y de arrepentimiento mínimo frente al cambio climático. En la última parte se aborda el problema del reparto justo de los costes del plan de adaptación, entendiendo que esto es una manera de favorecer su implementación. Para ello, se han modelado los resultados de un proceso de negociación entre los diferentes actores mediante escenarios de reparto basados en la teoría de juegos cooperativos. Posteriormente, se han comparado estos resultados con otras reglas de reparto de costes basadas en principios de justicia social, proporcionando así un punto de vista diferente al proceso de negociación. Este novedoso enfoque ha sido aplicado a una cuenca mediterránea, la cuenca del rio Orb (Francia). Para ello, se han empleado proyecciones climáticas a medio-plazo de datos reescalados de 9 Modelos de Circulación Global. Además, se han desarrollado escenarios de evolución de la demanda en los sectores urbano y agrícola para el horizonte de planificación de 2030. El modelo de optimización a menor coste a escala de cuenca desarrollado en GAMS permite seleccionar un programa de medidas, de entre las 462 medidas de gestión de la oferta o de la demanda. Nueve escenarios de reparto de costes basados en diferentes principios de justicia social han sido debatidos con informantes clave mediante entrevistas y comparados con conceptos de solución de la teoría de juegos cooperativos, considerando un juego de 3 jugadores a escala de cuenca. El marco interdisciplinario desarrollado durante esta tesis combina métodos de economía y de ingeniería de los recursos hídricos de manera prometedora y permite integrar los enfoques "top-down" y "bottom-up", contribuyendo a definir un plan de adaptación coste-eficaz y justo a nivel local. / [CA] L'adaptació als múltiples aspectes del canvi global implica un repte per als enfocaments convencionals de planificació i gestió sostenible dels recursos hídrics a escala de conca. Existeixen nombroses opcions de gestió de la demanda y de la oferta. De entre elles, cal seleccionar mesures d'adaptació en un context d'incertesa elevada sobre les condicions futures. Donades les interaccions entre els usuaris de l'aigua a nivell local, és necessari buscar acords a escala de conca per tal d'implementar les mesures d'adaptació més eficaces. Per aquest motiu, la tesi desenvolupa una metodologia que, mitjançant la combinació d'economia i enginyeria dels recursos hídrics, siga adient per seleccionar un programa de mesures cost-eficaç per a fer front a les incerteses del canvi climàtic i, a més a més, definir un repartiment just del cost d'adaptació entre els actors implicats. El marc metodològic ha estat desenvolupat amb el fi de permetre integrar contribucions del principals enfocaments que s'utilitzen per a la planificació de l'adaptació. El primer, que es denomina descendent ("top-down"), consisteix a una cadena de modelació que va des dels escenaris d'emissions de gas d'efecte hivernacle a nivell global fins als models hidrològics a nivell local per avaluar l'impacte del canvi climàtic sobre els recursos hídrics. Per contra, el segon enfocament, que es denomina ascendent ("bottom-up"), comença per avaluar la vulnerabilitat del sistema a nivell local per a tot seguit identificar mesures d'adaptació de cara a un futur incert. Els resultats del mètodes esmentats prèviament, s'han integrat per a seleccionar una combinació de mesures d'adaptació cost-eficaç mitjançant un model d'optimització a menor cost a escala de conca. El model s'utilitza per investigar les solucions de compromís ("trade-offs") entre els diversos objectius de planificació, com són els cabals ecològics necessaris, el desenvolupament del regadiu i el cost del programa de mesures. A continuació, s'avaluen els programes d'adaptació per a varies condicions climàtiques amb el fi de definir un programa de mesures robust i de penediment mínim per a fer front al canvi climàtic. En la darrera part, s'escomet el problema del repartiment just dels costs del pla d'adaptació, considerant que això és una manera de facilitar la implementació del pla. En conseqüència, els resultats d'un procés de negociació entre els diferents actors han estat modelats mitjançant escenaris de repartiment basats en la teoria de jocs cooperatius. Tot seguit, els resultats s'han comparat amb altres regles de repartiment de costos basades en principis de justícia social. Això ha proporcionat un punt de vista diferent al procés de negociació. Aquest enfocament innovador s'ha aplicat a una conca mediterrània, la conca del riu Orb (França). Amb aquesta finalitat s'han utilitzat projeccions climàtiques a mig termini de dades reescalades de 9 Models de Circulació Global (MCG). A més a més, s'han desenvolupat escenaris d'evolució de la demanada en els sectors agrícola i urbà per a l'horitzó de planificació de 2030. El model d'optimització a menor cost a escala de conca desenvolupat en GAMS permet seleccionar un programa de mesures, de entre les 462 mesures de gestió de la oferta o de la demanda. Els nou escenaris de repartiment de costs han estat debatuts amb informants clau, mitjançant entrevistes, i comparats amb conceptes de solució de la teoria de jocs cooperatius, considerant un joc de 3 jugadors a escala de conca. El marc interdisciplinari desenvolupat al llarg de la tesi combina mètodes d'economia i d'enginyeria dels recursos hídrics de manera prometedora i permet la integració d'enfocaments "top-down" i "bottom-up", fet que contribueix a definir un pla d'adaptació cost-eficaç i just a escala local. / Girard, CDP. (2015). Integrating top-down and bottom-up approaches to design a cost-effective and equitable programme of measures for adaptation of a river basin to global change [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59461 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

Tesis por compendio / [ES] Los servicios climáticos son productos que resultan de la combinación de datos climáticos y otra información pertinente y que resultan útiles para la toma decisiones para la adaptación o mitigación del cambio climático. Idealmente, este tipo de servicios funcionan como puente entre los puros datos climáticos y los usuarios finales, de modo que la ciencia queda traducida en productos o servicios útiles y comprensibles. Con frecuencia, los servicios climáticos han sido desarrollados por expertos en datos climáticos sin tener en cuenta las necesidades específicas de los usuarios finales. Este enfoque «top-down» con frecuencia significa que no se utiliza la información más relevante para su creación y que se descuida la perspectiva del usuario final durante el proceso de diseño. La desconexión existente entre los potenciales usuarios de servicios climáticos y los propios productos ha conducido a una falta de aceptación y utilización de los servicios climáticos, incluso entre aquellos usuarios más vulnerables a los efectos del cambio climático. La co-creación de servicios climáticos junto a los usuarios que van a utilizarlos puede ayudar a solucionar muchos de los retos descritos anteriormente. Al implicar a los usuarios en el diseño y desarrollo de los servicios, es más sencillo que éstos sean pertinentes, se adapten a sus necesidades y sean fáciles de usar. Esto puede ayudar a aumentar la concienciación y la comprensión de las posibles repercusiones del cambio climático, así como a generar confianza en los servicios que se prestan. Además, la co-creación de estos servicios puede ayudar a desarrollar modelos de negocio más sostenibles para los servicios climáticos basados en el beneficio mutuo y la propiedad compartida. Esto puede contribuir a que los servicios sean sostenibles y puedan seguir prestándose a largo plazo. La co-creación puede, en definitiva, ayudar a que los servicios se consideren relevantes y valiosos para los usuarios, y que éstos estén dispuestos a invertir el tiempo y los recursos necesarios para utilizarlos de forma sostenida a lo largo del tiempo. El objetivo de esta tesis es contribuir al desarrollo de servicios climáticos eficaces y orientados al usuario para la adaptación al cambio climático, centrándose en el sector del agua. Al promover la creación conjunta de servicios climáticos, se pretende garantizar que las estrategias de adaptación se adapten a las necesidades específicas de los distintos usuarios de los servicios climáticos, y crear resiliencia y capacidad en las organizaciones y comunidades. El caso de estudio consiste en la co-creación de un servicio climático para la evaluación de los impactos del cambio climático en el sistema de abastecimiento de agua a Valencia y su área metropolitana. El servicio climático se creó juntamente con la empresa local de suministro de agua de Valencia (EMIVASA), en el contexto del proyecto INNOVA. Para realizar este análisis, se desarrolló un modelo de dinámica de sistemas de la cuenca del Júcar, capaz de representar las complejas interrelaciones del sistema a lo largo del tiempo, y se combinó con un modelo de calidad de aguas del embalse de Tous para realizar el análisis sobre la calidad del recurso futuro disponible. Este trabajo demuestra el valor de involucrar a los usuarios finales en la co-creación de servicios climáticos para garantizar su relevancia, utilidad y aceptación. Lo hace mediante la aplicación de esta metodología a la cuenca del Júcar y al problema del abastecimiento a la ciudad de Valencia en escenarios futuro de cambio climático. Esta aplicación permite extraer conclusiones sobre las formas de co-crear este tipo de productos y las mejores formas de abordar la co-creación de servicios climáticos en sectores clave. / [CA] Els serveis climàtics són productes que resulten de la combinació de dades climàtiques i altra informació pertinent i que resulten útils per a la presa decisions per a l'adaptació o mitigació del canvi climàtic. Idealment, aquest tipus de serveis funcionen com a pont entre les pures dades climàtiques i els usuaris finals, de manera que la ciència queda traduïda en productes o serveis útils i comprensibles. Amb freqüència, els serveis climàtics han sigut desenvolupats per experts en dades climàtiques sense tindre en compte les necessitats específiques dels usuaris finals. Aquest enfocament «top-down» amb freqüència significa que no s'utilitza la informació més rellevant per a la seua creació i que es descura la perspectiva de l'usuari final durant el procés de disseny. La desconnexió existent entre els potencials usuaris de serveis climàtics i els propis productes ha desembocat a una falta d'acceptació i utilització dels serveis climàtics, fins i tot entre aquells usuaris més vulnerables a l'efecte del canvi climàtic. La co-creació de serveis climàtics amb els usuaris finals pot ajudar a solucionar molts dels reptes descrits anteriorment. En implicar els usuaris en el disseny i desenvolupament dels serveis, és més senzill que aquests siguen pertinents, s'adapten a les seues necessitats i siguen fàcils d'usar. Això pot ajudar a augmentar la conscienciació i la comprensió de les possibles repercussions del canvi climàtic, així com a generar confiança en els serveis que es presten. A més, la co-creació d'aquests serveis pot ajudar a desenvolupar models de negoci més sostenibles per als serveis climàtics: en implicar els usuaris en el desenvolupament i el finançament dels serveis, és possible crear models de negoci basats en el benefici mutu i la propietat compartida. Això pot contribuir al fet que els serveis siguen sostenibles i puguen continuar prestant-se a llarg termini. La co-creació pot, en definitiva, ajudar al fet que els serveis es consideren rellevants i valuosos per als usuaris, i que aquests estiguen disposats a invertir el temps i els recursos necessaris per a utilitzar-los de forma sostinguda al llarg del temps. L'objectiu d'aquesta tesi és contribuir al desenvolupament de serveis climàtics eficaços i orientats a l'usuari per a l'adaptació al canvi climàtic, centrant-se en el sector de l'aigua. En promoure la creació conjunta de serveis climàtics, es pretén garantir que les estratègies d'adaptació s'adapten a les necessitats específiques dels diferents usuaris dels serveis climàtics, i crear resiliència i capacitat en les organitzacions i comunitats. El cas d'estudi consisteix en la co-creació d'un servei climàtic per a l'avaluació dels impactes del canvi climàtic en el sistema de proveïment d'aigua a València i la seua àrea metropolitana. El servei climàtic es va crear juntament amb l'empresa local de subministrament d'aigua de València (EMIVASA), en el context del projecte INNOVA. Per a realitzar aquesta anàlisi, es va desenvolupar un model de dinàmica de sistemes de la conca del Xúquer, adequat per representar les complexes interrelacions del sistema al llarg del temps, i es va combinar amb un model de qualitat d'aigües de l'embassament de Tous per a realitzar l'anàlisi sobre la qualitat del recurs futur disponible. Aquest treball demostra el valor d'involucrar als usuaris finals en la co-creació de serveis climàtics per a garantir la seua rellevància, utilitat i acceptació. Ho fa mitjançant l'aplicació d'aquesta metodologia a la conca del Xúquer i al problema del proveïment a la ciutat de València en escenaris futurs de canvi climàtic. Aquesta aplicació permet extraure conclusions sobre les formes de co-crear aquest tipus de productes i les millors formes d'abordar la co-creació de serveis climàtics en sectors clau. / [EN] Climate services result from combining climate data and other relevant information and are valuable for climate change adaptation or mitigation decision-making. Ideally, such services function as a bridge between pure climate data and end-users so that the science is translated into useful and understandable products or services. Climate services for adaptation can be developed at individual, local and regional scales and help communities and individuals prepare for and cope with the effects of climate change. Climate services have often been developed by climate data experts without considering the specific needs of end-users. This top-down approach often means that the most relevant information is not used in their creation and the end-user perspective is neglected during the design process. The disconnect between potential users of climate services and the products themselves has led to a lack of uptake and use of climate services, even among those users most vulnerable to the effects of climate change. Co-creation of climate services with the users who will use them can help to address many of the challenges described above. By involving users in the design and development of services, it is easier to make them relevant, tailored to their needs and easy to use. This can help raise awareness and understanding of the potential impacts of climate change and build trust in the services provided. In addition, co-creating these services can help develop more sustainable business models for climate services: by involving users in developing and financing services, business models based on mutual benefit and shared ownership can be created. This can contribute to making services sustainable and able to continue to be provided in the long term. Co-creation can ultimately help to ensure that services are seen as relevant and valuable to users, and that users are willing to invest the time and resources to use them on a sustained basis over time. This thesis aims to contribute to developing effective, user-driven climate services for climate change adaptation, with a focus on the water sector. Promoting the co-creation of climate services aims to ensure that adaptation strategies are tailored to the specific needs of different users of climate services, and to build resilience and capacity in organisations and communities. The case study consists of co-creating a climate service to assess climate change impacts on the water supply system of Valencia and its metropolitan area. The climate service was created jointly with the local water supply company of Valencia (EMIVASA), in the context of the INNOVA project. To carry out this analysis, a system dynamics model of the Júcar basin, capable of representing the complex interrelationships of the system over time, was developed and combined with a water quality model of the Tous reservoir to perform the analysis on the quality of the future resource available. This work demonstrates the value of involving end-users in co-creating climate services to ensure their relevance, utility and acceptability. It does so by applying this methodology to the Júcar river basin and to the problem of supplying the city of Valencia in future climate change scenarios. This application allows conclusions to be drawn on ways to co-create this type of product and the best ways to address the co-creation of climate services in critical sectors, such as the drinking water supply. / This research was supported by the INNOVA, ADAPTAMED, SÀPIDES and WATER4CAST projects. The Innovation of Climate Services (INNOVA) project is funded by the European Research Area for Climate Services Consortium (ER4CS) and the Agencia Estatal de Investigación of the Spanish government (GA: 690462; PCIN-2017-066). The ADAPTAMED project is funded by the Ministerio de Ciencia e Innovación of Spain (RTI2018-101483-B-I00), including EU FEDER funds. SÀPIDES (INNEST/2021/276) is funded by the Agència Valenciana de la Innovació (AVI). Lastly, the WATER4CAST project (PROMETEO/2021/074) from the Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital de la Comunitat Valenciana. The data supporting this research includes global and regional climate projections obtained from EURO-CORDEX and Copernicus (Jacob et al., 2014; Copernicus Climate Change Service, 2017), inflows for the modelled sub-basins (MAPAMA, 2018), water transfers, users, demands, reservoirs information and water quality parameters from CHJ (Confederación Hidrográfica del Júcar, 2019), and air temperature and precipitation data from AEMET (Spanish National Meteorological and Climate Agency, 2019). / Rubio Martín, A. (2023). Development of climate services for the management of Mediterranean water resource systems: case study of the Júcar system and Valencia water supply [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/194057 / Compendio

[ES] La escasez de agua es un problema cada vez más recurrente para la agricultura de regadío en las regiones mediterráneas, siendo la sequía hidrológica uno de los problemas que afecta la disponibilidad de agua. Por lo tanto, es necesario establecer alternativas técnicas y económico-financieras que permitan a los regantes enfrentar este problema desde una visión amplia de la gestión del agua para uso agrícola a nivel de cuenca. Estas alternativas deben incluir instrumentos de planificación hidrológica, que permitan analizar el impacto de la sequía y determinar las medidas a implementar cuando el recurso hídrico disponible no sea suficiente para satisfacer las demandas de agua. Uno de los instrumentos económicos y financieros para la gestión del riesgo agroclimático que se ha implementado con éxito y que cada día cobra más fuerza es el de los seguros agrícolas, más específicamente, el seguro indexado. Esta investigación pretende contribuir a mitigar el impacto de la escasez de agua en comunidades de regantes situadas en cuencas altamente reguladas, como el sistema de explotación del río Júcar, mediante el diseño de un nuevo esquema de seguro indexado por sequía hidrológica, basado en índices totalmente alineados con los procedimientos de gestión de la sequía a nivel de cuenca. El proceso de diseño del seguro comprende 3 etapas. En la primera se evalúa económicamente el impacto de la sequía para establecer una indemnización unitaria, elemento base para el diseño del seguro. La segunda etapa consiste en establecer un índice por sequía hidrológica que tenga un alto grado de correlación con las pérdidas productivas y económicas en las comunidades de regantes y reduzca los problemas de riesgo moral, selección adversa y riesgo base que se presentan en este tipo de seguros indexados. En este caso, se diseñaron y evaluaron tres índices de sequía hidrológica (IEECHJ, ISH1, ISH2), siendo el indicador principal el índice de estado de escasez IEECHJ de la Unidad Territorial UTE del Júcar, establecido en el plan especial de sequía de la Demarcación Hidrográfica del Júcar PES (2018). Finalmente, en la tercera etapa se busca establecer los principales parámetros económicos del seguro: la indemnización recibida, el máximo valor indemnizable y el valor de la prima pura a pagar que se incluirán en los diferentes tipos de contrato. El seguro es evaluado simulando su operación como si estuviera en funcionamiento. Se utilizan indicadores económicos-financieros para comparar los beneficios para la comunidad de regantes con o sin contrato. Los indicadores utilizados son la desviación estándar, el error cuadrático medio, el índice de siniestralidad y el riesgo base, los cuales están en función del margen bruto del cultivo. Para analizar la gestión del recurso hídrico en la cuenca y determinar escenarios de escasez que pueden declarar un siniestro o pago de indemnización del seguro, se utilizó un modelo de gestión de cuencas que tiene en cuenta las reglas de gestión del sistema. Al incluir los indicadores financieros en la evaluación del seguro, se determina que la mejor opción en el diseño es tomar el IEECHJ=0.20 sin franquicia deducible como disparador. Esto minimiza la semivarianza y la desviación estándar del margen bruto y permite obtener valores más altos del margen bruto mínimo en comparación con la opción de no implementar el seguro. El seguro por sequía hidrológica contribuye a llenar el vacío existente en los planes de seguro tradicionales para cultivos bajo riego y ofrece cobertura adicional a los agricultores en condiciones de sequía y escasez de agua. Además, este diseño logra comprender la complejidad de la interacción de los subsistemas de aportaciones, demandas y reglas de operación del recurso hídrico a nivel de cuenca, siendo esta la contribución principal de esta investigación. / [CA] L'escassetat d'aigua és un problema cada vegada més recurrent per a l'agricultura de regadiu a les regions mediterrànies, sent la sequera hidrològica un dels problemes que afecta la disponibilitat d'aigua. Per tant, és necessari establir alternatives tècniques i economicofinanceres que permeten als regants enfrontar aquest problema des d'una visió àmplia de la gestió de l'aigua per a ús agrícola a nivell de conca. Aquestes alternatives han d'incloure instruments de planificació hidrològica, que permeten analitzar l'impacte de la sequera i determinar les mesures a implementar quan el recurs hídric disponible no siga suficient per a satisfer les demandes d'aigua. Un dels instruments econòmics i financers per a la gestió del risc agroclimàtic que s'ha implementat amb èxit i que cada dia cobra més força és el de les assegurances agrícoles, més específicament, el segur indexat. Així, aquesta investigació pretén contribuir a mitigar l'impacte de l'escassetat d'aigua en comunitats de regants situades en conques altament regulades, com el sistema d'explotació del va riure Xúquer, mitjançant el disseny d'un nou esquema de segur indexat per sequera hidrològica, basat en índexs totalment alineats amb els procediments de gestió de la sequera a nivell de conca. El procés de disseny del segur comprén 3 etapes. En la primera, s'avalua econòmicament l'impacte de la sequera per a establir una indemnització unitària, element base per al disseny de l'assegurança. Posteriorment, la segona etapa consisteix a establir un índex per sequera hidrològica que tinga un alt grau de correlació amb les pèrdues productives i econòmiques en les comunitats de regants i reduïsca els problemes de risc moral, selecció adversa i risc base que es presenten en aquesta mena d'assegurances indexades. En aquest cas, es van dissenyar i van avaluar tres índexs d'estat d'escassetat (IEECHJ, ISH1, ISH2), sent l'indicador principal l'índex IEECHJ de la Unitat Territorial del Xúquer UTE, establit en el pla especial de sequera de la Demarcació Hidrogràfica del Xúquer PES (2018). Finalment, en la tercera etapa es busca establir els principals paràmetres econòmics de l'assegurança: la indemnització rebuda, el màxim valor indemnitzable i el valor de la prima a pagar que s'inclouran en els diferents tipus de contracte. El segur és avaluat simulant la seua operació com si estiguera en funcionament. S'utilitzen indicadors econòmics-financers per a comparar els beneficis per a la comunitat de regants amb o sense contracte. Els indicadors utilitzats són la desviació estàndard, l'error quadràtic mitjà, l'índex de sinistralitat i el risc base, els quals estan en funció del marge brut del cultiu. Per a analitzar la gestió del recurs hídric en la conca i determinar escenaris d'escassetat que poden declarar un sinistre o pagament d'indemnització del segur, es va utilitzar un model de gestió de conques que té en compte les regles de gestió del sistema. En incloure els indicadors financers en l'avaluació del segur, es determina que la millor opció en el disseny és prendre el IEECHJ=0.20 sense franquícia deduïble com disparador. Això minimitza la semivariància i la desviació estàndard del marge brut i permet obtindre valors més alts del marge brut mínim en comparació amb l'opció de no implementar l'assegurança. L'assegurança per sequera hidrològica contribueix a omplir el buit existent en els plans de segur tradicionals per a cultius sota reg i ofereix cobertura addicional als agricultors en condicions de sequera i escassetat d'aigua. A més, aquest disseny aconsegueix comprendre la complexitat de la interacció dels subsistemes d'aportacions, demandes i regles d'operació del recurs hídric a nivell de conca, sent aquesta la contribució principal d'aquesta investigació. / [EN] Water scarcity is an increasingly recurring problem for irrigated agriculture in the Mediterranean region, with hydrological droughts affecting water availability. Therefore, it is necessary to establish technical and economic-financial alternatives that allow irrigators to face this problem from a broad vision of water management for agricultural use at the basin level. These alternatives should include hydrological planning tools that allow the analysis of the effects of drought and the determination of the measures to be implemented when the available water resources cannot meet the water demand. One of the economic and financial instruments for managing agro-climatic risks that has been successfully implemented and is gaining more strength every day is agricultural insurance, specifically indexed insurance. This research aims to contribute to the mitigation of the effects of water scarcity in irrigation communities located in highly regulated basins, such as the Júcar river exploitation system, through the design of a new insurance scheme indexed by hydrological drought, based on indices fully aligned with drought management procedures at the basin level. The insurance design process consists of three stages. First, the impact of drought is economically evaluated to determine a unit compensation, which is the basis for the insurance design. The second stage is to establish a hydrological drought index that is highly correlated with productive and economic losses in irrigation communities and reduces moral hazard problems, adverse selection, and baseline risks problems inherent in this type of indexed insurance. In this case, three indices of scarcity status (IEECHJ, ISH1, ISH2) were designed and evaluated, the main indicator being the IEECHJ index of the Júcar UTE Territorial Unit, established in the Special Drought Plan of the Júcar River Basin PES (2018). Finally, the third stage aims to establish the main economic parameters of the insurance: the compensation received, the maximum compensable value, and the value of the premium rate to be included in the different types of contracts. The insurance is evaluated by simulating of its operation as if it were in process. Economic-financial indicators are used to compare the benefits to the community of irrigators with and without a contract. The indicators used are standard deviation, mean root-square loss, loss ratio, and base risk, which are based on the gross margin of the crop. The water resources simulation model that considers system management rules was used to analyze water resource management in the basin and to determine scarcity scenarios that could trigger a claim or insurance indemnity payment. By including financial indicators in the insurance assessment, it is determined that the best option in the design is to consider as a trigger the IEECHJ=0.20 without a deductible franchise, since the semi-variance and standard deviation of the gross margin are minimized, and higher values of the minimum gross margin are obtained compared to the option of not implementing insurance. Hydrological drought insurance contributes to fill the gap in traditional insurance schemes for irrigated crops and provides additional coverage to farmers in times of drought and water scarcity. In addition, this design manages to understand the complexity of the interaction of the subsystems of contributions, demands and operating rules of the water resource at the basin level, which is the main contribution of this research. / Valenzuela Mahecha, MA. (2023). Diseño de esquema de seguros agrícolas para mitigación del riesgo de sequías hidrológicas mediante modelos hidroeconómicos a escala de cuenca [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/198184

Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Item created via OAI harvest from source: http://www.bdtd.ufpa.br/tde_oai/oai2.php on 2011-03-23T21:19:39Z (GMT). Item's OAI Record identifier: oai:bdtd.ufpa.br:293 / This Thesis presents the civil engineering works for implementation of drainage and sanitation facilities in the area of influence of the Una canal, in the city of Belém, in the State of Pará, Brazil, involving the installation of drainage, water and sewer nets as well as road construction. This project, known as Project Una, involves an area of 3.644 ha, corresponding to approximately 21% of the continental area of city, with great part of its surface below flood level, that is, up to 3,60 m above sea level. The stratigrafy of the project area is composed basically of a thick superficial layer of very soft organic clay, that in some cases may reach over 60 m deep, overling intercalation of medium to compact sand layers and medium to hard silty clay layers. Besides the construction difficulties in soils of this nature, this work presents the many problems to resolved, as the resettlement of families of risk areas, that is, families that are living on the bed of channels, hindering the draining of the served waters and pluvial waters; the compensations of shaky residences for the works; the lack of physical space for the setting up of the works; the instability of the slopes of the marginal road of channels; the difficulties of management in the of face the extensive encircle of the area; the relationships with the community, tumultuated in some moments and, mainly, the priority of some areas, in detriment of other, for the execution of the works, in the face of available resources. Based in technical reports, projects and the author's personal experiences the thesis makes a description of the project in its several aspects, as well, makes a critical review of it, under the civil engineering’s point of view, involving planning and executions aspects of the works, with the purpose of building and setting up of the knowledge, that promote the improvement in future development in the similar projects. / Apresenta a implantação de obras de civis e de saneamento no Projeto de Recuperação das Baixadas de Belém -Bacia do Una, na cidade de Belém, no estado do Pará, que envolve obras de macrodrenagem, microdrenagem, redes de água, redes de esgoto e sistema viário. Também chamado de Projeto Una ou simplesmente de Projeto de Macrodrenagem, alcança uma área de 3.644 ha , correspondente a, aproximadamente, 21% da área continental e 7,20% da área total do município de Belém, desenvolve-se na Bacia do Una, situada em área de baixada, com grande parte de suas terras abaixo da cota de alagamento, isto é, até 3,60 m acima do nível do mar, apresenta uma camada espessa de argila orgânica, na maioria das vezes, superficial, atingindo em alguns lugares a grandes profundidades, inadequada, portanto para o suporte de fundações, estando as camadas de solos mais resistentes a profundidades variáveis, atingindo, em certas áreas, até 60 metros. Além das dificuldades de construção em solos dessa natureza, esta obra apresenta inúmeros condicionantes, como o remanejamento de famílias de áreas de risco, isto é, famílias que residem sobre o leito de canais, dificultando o escoamento das águas servidas e pluviais; as indenizações de residências abaladas pelas obras; a falta de espaço físico para a implantação das obras; a ruptura dos taludes das marginais de canais; as dificuldades de gerenciamento face a extensa abrangência da área; as relações com a comunidade, tumultuadas em alguns momentos e, principalmente, a priorização de algumas áreas, em detrimento de outras, para a execução das obras, face os recursos disponíveis. Fundamentado em relatórios técnicos, projetos, pesquisa de campo e experiências pessoais do autor, a dissertação faz uma descrição do projeto em seus diversos aspectos, bem como promove revisão critica do mesmo sob a ótica da engenharia civil, envolvendo aspectos de planejamento e execução de obras, com o objetivo de construir e divulgar ensinamentos que promovam a otimização, no desenvolvimento de obras semelhantes.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_AvaliacaoQuantitativaDinamica.pdf: 9396761 bytes, checksum: 8919f4ad3f75bd2eb0a9fc0491310410 (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A análise do comportamento da precipitação em uma bacia hidrográfica é fundamental para a engenharia e gerenciamento dos recursos hídricos. A Região Hidrográfica Tocantins-Araguaia (RHTA) pela sua ocupação recente e potencialidades econômicas, ganha destaque no cenário nacional. Este trabalho avalia quantitativamente a dinâmica espaço-temporal da precipitação anual nesta região durante um período de 30 anos de dados. A dinâmica da precipitação pode ser analisada pelo cálculo da precipitação média em uma dada área, compondo assim mapas de isoietas de precipitação anual. No entanto, a confecção destes mapas requer um método de interpolação que melhor represente as características pluviométricas em locais não amostrados para posterior análise quantitativa do comportamento da precipitação. Para tanto, foram realizados análises exploratórias descritivas amostral e espacial como requisito de estacionaridade do método de interpolação geoestatístico, ajuste e validação do modelo teórico que se adéque ao variograma de precipitação anual. Após a confecção do mapa de isoietas pelo método de Krigagem Ordinária (sem tendência) e Krigagem Universal (com tendência) foi realizado o cálculo do volume precipitado na região hidrográfica pelo método dos contornos. A dinâmica espacial da precipitação foi realizada com base na análise da estatística descritiva, mapa de isoietas, mapa hipsométrico, Índice de Irregularidade Meteorológica (IMM) e Coeficiente de Variação. A dinâmica temporal foi analisada pela distribuição dos totais anuais de precipitação volumétrica para cada sub-bacia da RHTA, pelo Índice de Anomalia Padronizada, na variação interanual de precipitação e teste de tendência e magnitude representados respectivamente pelo Teste de Mann Kendall e Sen’s. Os resultados correlacionados com as anomalias meteorológicas do Oceano Atlântico (Dipolo) e Pacífico (ENOS) indicam o comportamento da precipitação bastante heterogêneo e com grande variabilidade temporal principalmente na sub-bacia Tocantins-Alto (TOA) (14%). Diminuição da amplitude pluviométrica, em anos de anomalia meteorológica intensa ocasionando um incremento de precipitação ao sul das sub-bacias TOA e ARA e diminuição da precipitação na sub-bacia TOB, em eventos de El Niño. Não se pode comprovar pelo teste de Mann Kendall que há uma tendência estatisticamente significativa no volume precipitado na RHTA, mas o estimador Sen’s dá indícios de queda na precipitação na sub-bacia TOA (-1,24 Km³/ano) e Araguaia (ARA) (-1,13 Km³/ano) e aumento da precipitação na sub-bacia do Tocantins Baixo (TOB) (0,53 Km³/ano) e para a RHTA (-1,5 Km³/ano). Assim a variabilidade espacial e temporal nas sub-bacias está intimamente relacionada aos eventos de anomalia meteorológica, na qual, a sua ação ocorre de maneira irregular ao longo da área de estudo e pode influenciar as diversas atividades sócio-econômicas na RHTA de acordo com sua magnitude e área de ocorrência. / The analysis of the rainfall behavior in a watershed is fundamental for engineering and management of the hydric resources. The Tocantins-Araguaia Basin (TAB) for your recent occupation and economic potentialities, earns prominence in the national scenery. This work evaluates the spatial-temporal dynamics of the annual precipitation in this region quantitatively during a period of 30 years of data. The dynamics of rainfall can be analyzed by the calculation of the mean precipitation in a given area, by composing isohyets maps of annual precipitation. However, the confection of these maps require one interpolation method what better please represent the rainfall characteristics in places not shown for posterior please analyze quantitative of the behaviour of the rainfall. For much, went realized descriptive exploratory analyses sample and spatial how requisition of stationarity of the interpolation method geostatistics, fill and validation of the theoretical model what he embed to the variograma of annual rainfall. The confection of isohyets maps for the method of ordinary kriging (no drift) and Universal Kriging (drift) went afterwards realized the calculation of the precipitate volume in the hydrographic region for the method of the contours. The spatial dynamics of the precipitation was realized with base in the analysis of descriptive statistics, isohyets maps, map hypsometric, Meteorological Irregularity (MI) and Coefficient Variation. Temporal dynamics was analyzed by the distribution of the total annual of volumetric precipitation for every secondary basin of the TAB, Standarized Anomaly, in the variation interanual of precipitation and trend test and magnitude represented respectively by Mann Kendall Test and Sen's. Interrelated upshots with the meteorological anomalies of the Atlantic Ocean (Dipole) and Pacific (ENOS) indicate the behaviour of the enough precipitation heterogeneous and with big variability principally in the under subbasin Tocantins Alto (TOA) (14%.) Diminution of the pluviometric amplitude, in years of intense meteorological anomaly causing a precipitation increment to the south of the under basins TOA and Araguaia (ARA) and diminution of the precipitation to the north of the secondary subbasin Tocantins Baixo (TOB), in El Niño events. One cannot prove for Mann Kendall test precipitate in the TAB, has an trend significative statistically in the volume but the estimated Sen's gives clues of fall in the precipitation in the sub-basin TOA (-1,24 km³/year) and Araguaia (ARA) (-1,13 km³/year) and increase of the precipitation in the under basin TOB (0,53 Km³/year) and for the TAB (-1,5 km³/year). So spatial and temporal variability in the under basins is intimately reported to the events of meteorological anomaly, in which your action occurs of irregular way to the long of the area to study and lop influence the socioeconomic different activities in the TAB in accordance with your magnitude and area of occurrence.