[ES] La evaluación de los recursos hídricos es una pieza clave para la solución sostenible de problemas que la sociedad enfrenta día con día relacionados con la disponibilidad del agua. Para distribuir los recursos disponibles en una región y gestionarlos correctamente, dada su distribución tanto espacial como temporalmente errática, es necesario primero cuantificarlos y posteriormente definir planes de actuación. Es así, que la evaluación de recursos hídricos es considerada como el punto de partida para la planificación y la gestión del agua, y la base para el análisis del impacto de fenómenos como las sequías y el cambio climático. Por todo lo anterior, la evaluación de recursos hídricos debe ser un instrumento confiable que dé fortaleza en la toma de decisiones; ya que, si la base no es lo suficientemente robusta, las decisiones tomadas a partir de ella tampoco serán fiables. El principal instrumento utilizado para la evaluación de recursos hídricos son los modelos hidrológicos, ya que permiten el análisis del ciclo del agua a escala de cuenca a través de expresiones matemáticas. La modelación hidrológica ha sido utilizada con otros propósitos además de la evaluación de recursos hídricos, el más recurrido: la predicción y control de crecidas, cuya metodología y estudios de casos son muy extensos en la literatura. No obstante, ante el problema de la evaluación de recursos hídricos, las referencias en la literatura suelen ser escasas y más aún, cuando los sistemas son complejos y han sufrido alteraciones de origen antrópico que modifican su estado natural invalidando la aplicación directa de los modelos hidrológicos para este fin. En esta investigación se analizan y proponen metodologías específicas para las diferentes casuísticas presentes en la evaluación de recursos hídricos: en sistemas naturales, sistemas regulados con altos índices de explotación y sistemas que presenten una fuerte influencia de la componente subterránea. La propuesta demanda el uso acoplado de modelos precipitación-escorrentía (MPE); por un lado, con un modelo de simulación de la gestión (MSG), y por el otro, con un modelo distribuido para la simulación de acuíferos. Este planteamiento permite cuantificar los recursos disponibles en la cuenca tomando en cuenta las interacciones que suceden entre los elementos del sistema, permitiendo que procesos como el de la restitución de caudales a régimen natural no sean estrictamente necesarios. Para su análisis fueron seleccionados tres casos de estudio representativos, uno por cada tipo de problema. Los sistemas no regulados están representados por nueve cuencas de cabecera distribuidas en el sistema de explotación del Duero y el Júcar, seleccionadas cuidadosamente en función sus características hidrológicas y la calidad de la información disponible. La propuesta desarrollada para los sistemas regulados se aplicó al sistema de explotación del Júcar caracterizado por presentar una gran capacidad de regulación y altos índices de explotación. Finalmente, uno de los casos más complejos donde la componente subterránea juega un papel fundamental en la evaluación de los recursos hídricos es la cabecera del Guadiana, donde hasta la actualidad se siguen sufriendo las consecuencias de una mala gestión y un total desconocimiento de las interacciones que suceden en el sistema. Como una de las aportaciones destacadas de esta investigación, se presenta el desarrollo de una aplicación informática para la calibración de MPE, compatible con las herramientas utilizadas en la evaluación de recursos hídricos en cualquiera de los casos presentados. En síntesis, esta tesis doctoral recoge una propuesta científico-técnica completa para enfrentar el problema de la evaluación de recursos hídricos a través de la modelación hidrológica, abordando todo el abanico de posibles problemáticas presentes en los sistemas de recursos hídricos. Además, propone un uso concatenado de técnicas informáticas que permiten aplicar las metodologías propuestas y los modelos de simulación implementados, todo esto incluido dentro de un Sistema Soporte a la Decisión (AQUATOOL). / [EN] Water resources assessment is a key to the sustainable solution of problems that society faces everyday related to water availability. In order to distribute the available resources in a region and manage them properly, given their erratic spatial and temporal distribution, it is necessary first to quantify them and then to define action plans. Hence, water resources assessment is considered as the starting point for water planning and management, and the basis for the analysis of the impact of phenomena such as droughts and climate change. For all these reasons, water resources assessment must be a reliable instrument that provides strength in decision-making. If the basis is not sufficiently robust, the decisions taken based on it will not be reliable either. The main approach to water resources assessment is through hydrological models, since they allow the analysis of the water cycle on a basin scale with mathematical expressions. Hydrological modeling has been used for other purposes besides water resources assessment, being the most commonly used forecasting and flood control, whose methodology and case studies are very extensive in the literature. Nevertheless, faced with the problem of water resources assessment, the literature references are often scarce and even more so when the systems are complex and have suffered alterations of anthropic origin that modify their natural state, invalidating the direct application of hydrological models for this purpose. This research analyses and proposes specific methodologies for the different case studies in water resources assessment: natural systems, regulated systems with high exploitation rates and systems with strong groundwater component influence. The proposal requests the coupled use of rainfall-runoff models (RRM). On one side, with a management simulation model, and on the other side with a distributed model for the simulation of aquifers. This approach allows quantifying the available resources in the basin by taking into account the interactions that occur between the elements of the system, allowing processes as that of the restitution of flows to natural regime are not strictly necessary. Three representative case studies were selected for analysis, one for each type of problem. The non-regulated systems are represented by nine headwater basins distributed in the Duero and Jucar exploitation system, carefully selected according to their hydrological characteristics and the quality of the available information. The proposal developed for the regulated systems was applied to the Júcar exploitation water system, which is characterized by a great capacity for regulation and high exploitation rates. Finally, one of the most complex cases where the groundwater component plays a key role in the evaluation of water resources is the headwaters of the Guadiana basin, where to this day the consequences of poor management and a total lack of knowledge of the interactions that occur in the system persist. a computer application for the calibration of RRM, compatible with the tools used in the water resources assessment in any of the cases presented. In summary, this PhD thesis includes a complete scientific-technical proposal to face the problem of water resources assessment through hydrological modelling, addressing the whole range of possible problems present in water resources systems. Furthermore, it proposes a combined use of computer techniques that allow the application of the proposed methodologies and the implemented simulation models, all this included within a Decision Support System (AQUATOOL). / [CA] L'avaluació dels recursos hídrics és una peça clau per a la solució sostenible de problemes que la societat afronta dia amb dia relacionats amb la disponibilitat de l'aigua. Per a distribuir els recursos disponibles en una regió i gestionar-los correctament, donada la seua distribució tant espacial com temporalment erràtica, és necessari primer quantificar-los i posteriorment definir plans d'actuació. És així, que l'avaluació de recursos hídrics és considerada com el punt de partida per a la planificació i la gestió de l'aigua, i la base per a l'anàlisi de l'impacte de fenòmens com les sequeres i el canvi climàtic. Per tot l'anterior, l'avaluació de recursos hídrics ha de ser un instrument confiable que done fortalesa en la presa de decisions; ja que, si la base no és prou robusta, les decisions preses a partir d'ella tampoc seran fiables. El principal instrument utilitzat per a l'avaluació de recursos hídrics són els models hidrològics, ja que permeten l'anàlisi del cicle de l'aigua a escala de conca a través d'expressions matemàtiques. La modelació hidrològica ha sigut utilitzada amb altres propòsits a més de l'avaluació de recursos hídrics, el més recorregut: la predicció i control de crescudes, la metodologia i estudis de casos de la qual són molt extensos en la literatura. No obstant això, davant del problema de l'avaluació de recursos hídrics, les referències en la literatura solen ser escasses i més encara, quan els sistemes són complexos i han patit alteracions d'origen antròpic que modifiquen el seu estat natural invalidant l'aplicació directa dels models hidrològics per a este fi. En esta investigació s'analitzen i proposen metodologies específiques per a les diferents casuístiques presents en l'avaluació de recursos hídrics: en sistemes naturals, en sistemes regulats amb alts índexs d'explotació i sistemes que presenten una forta influència de la component subterrània. La proposta demanda l'ús acoblat de models precipitació-escolament (MPE) ; d'una banda, amb un model de simulació de la gestió, i per l'altre, amb un model distribuït per a la simulació d'aqüífers. Este plantejament permet quantificar els recursos disponibles en la conca tenint en compte les interaccions que hi ha entre els elements del sistema, permetent que processos com el de la restitució de cabals a règim natural no siguen estrictament necessaris. Per a la seua anàlisi van ser seleccionats tres casos d'estudi representatius, u per cada tipus de problema. Els sistemes no regulats estan representats per nou conques de capçalera distribuïdes en el sistema d'explotació del Duero i el Xúquer, seleccionades cuidadosament en funció les seues característiques hidrològiques i la qualitat de la informació disponible. La proposta desenvolupada per als sistemes regulats es va aplicar al sistema d'explotació del Xúquer caracteritzat per presentar una gran capacitat de regulació i alts índexs d'explotació. Finalment, un dels casos més complexos on la component subterrània juga un paper fonamental en l'avaluació dels recursos hídrics és la capçalera del Guadiana, on fins a l'actualitat es continuen patint conseqüències degut a una mala gestió i un total desconeixement de les interaccions que es donen en el sistema. Com una de les aportacions destacades d'esta investigació, es presenta el desenvolupament d'una aplicació informàtica per a la calibració de MPE, compatible amb les ferramentes emprades en l'avaluació de recursos hídrics en qualsevol dels casos presentats. En síntesi, esta tesi doctoral arreplega una proposta cientificotècnica completa per a afrontar el problema de l'avaluació de recursos hídrics a través de la modelació hidrològica, abordant totes les possibles problemàtiques presents en els sistemes de recursos hídrics. A més, proposa un ús concatenat de tècniques informàtiques que permeten aplicar les metodologies proposades i els models de simulació implementats, tot açò inclòs dins d'un Sistema de Suport a la Decisió (AQUATOOL). / Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México (CONACyT) y a la Secretaría de Innovación, Ciencia y Desarrollo Tecnológico del Estado de Michoacán (SICDET) por el financiamiento otorgado para la realización de mis estudios de doctorado. / García Romero, L. (2020). Propuesta y análisis de metodologías para la evaluación de recursos hídricos mediante modelos precipitación-escorrentía [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/153150 / TESIS

[ES] Las sequías provocan graves daños sociales, económicos y ambientales en extensas superficies debido a la disminución de los caudales que discurren por los cauces y a la reducción de los volúmenes embalsados. Se han realizado muchos esfuerzos para poder minimizar los impactos de estos fenómenos naturales y sin lugar a dudas, las medidas anticipadas son, o debieran ser, la mejor herramienta para retrasar o evitar la aparición de sequías hidrológicas en fases más severas y disminuir sus efectos. En las últimas dos décadas, los modelos climáticos estacionales han tenido una evolución importante, generando un gran volumen de información a escala global. A raíz del surgimiento de estos modelos y de su rápido crecimiento, se han realizado investigaciones en las que se evalúan las posibilidades de emplear sus pronósticos en diversos campos como en la gestión de los recursos hídricos. En esta investigación se ha abordado el uso de dichos pronósticos en la gestión de cuencas o sistemas de recursos hídricos. Como resultado, se propone una metodología para corregir el sesgo sistemático de los pronósticos climáticos estacionales de precipitación y temperatura. Por otra parte, se plantea una metodología para evaluar la capacidad predictiva de eventos de sequías meteorológicas e hidrológicas de modelos climáticos. La metodología propuesta se basa en la generación de un índice agregado único para evaluar los pronósticos a escala de cuenca, haciendo con ello que la decisión sobre la utilidad del modelo climático sea simple. Los resultados obtenidos demuestran que los modelos climáticos a escala estacional pueden tener una gran aplicación en la previsión de sequías tanto meteorológicas como hidrológicas. Al poder emplear los modelos climáticos para pronosticar estos eventos, se puede tener la capacidad de tomar medidas de mitigación de forma anticipada. Los pronósticos climáticos se evaluaron en la cuenca del río Júcar, donde mostraron tener mejor desempeño que las series condicionadas obtenidas con un modelo estocástico clásico. / [CA] Les sequeres provoquen greus danys socials, econòmics i ambientals en extenses superfícies a causa de la disminució dels cabals que discorren pels llits dels seus rius i a la reducció dels volums embassats. S'han realitzat molts esforços per a poder minimitzar els impactes d'estos fenòmens naturals i sense cap dubte, les mesures anticipades són, o deurien ser, la millor ferramenta per a retardar o evitar l'aparició de sequeres hidrològiques en fases més severes i disminuir els seus impactes. En les últimes dos dècades, els models climàtics estacionals han tingut una evolució important, generant un gran volum d'informació a escala global. Arran del sorgiment d'estos models i del seu ràpid creixement, s'han realitzat investigacions en les quals s'avaluen les possibilitats d'emprar els seus pronòstics en diversos marcs, com en la gestió dels recursos hídrics. En esta investigació s'ha abordat l'ús d'estos pronòstics en la gestió de conques o sistemes de recursos hídrics. Com a resultat, es proposa una metodologia per a corregir el biaix sistemàtic dels pronòstics climàtics estacionals de precipitació i temperatura. D'altra banda, es planteja una metodologia per a avaluar la capacitat predictiva d'esdeveniments de sequeres meteorològiques i hidrològiques de models climàtics. La metodologia proposada es basa en la generació d'un índex agregat únic per a avaluar els pronòstics a escala de conca, fent amb això que la decisió sobre la utilitat del model climàtic siga simple. Els resultats obtinguts demostren que els models climàtics a escala estacional poden tindre una gran aplicació en la previsió de sequeres tant meteorològiques com hidrològiques. Emprant els models climàtics per a pronosticar aquests esdeveniments, es pot tindre la capacitat de prendre mesures de mitigació de forma anticipada. Els pronòstics climàtics es van avaluar en la conca del riu Xúquer, on van mostrar tindre millor rendiment que les sèries condicionades obtingudes amb un model estocàstic clàssic. / [EN] Droughts produce severe social, economic and environmental damages over extensive areas due to water flow decrease in rivers and water volume reductions in reservoirs. Many efforts have been made to minimize the impacts of these natural phenomena and without doubt, early measures are, or should be, the best tool to delay or prevent the appearance of hydrological droughts in more severe phases and reduce their effects. In the last two decades, seasonal climate models have developed significantly, generating a large amount of information on a global scale. As a result of the emergence of these models and their rapid growth, a lot of researches have been conducted to assess their potential use of their forecasts in various fields such as water resources management. This research is focused on the use of such forecasts in basins management or water resource systems. As a result, a methodology is proposed to correct the systematic bias of seasonal climate forecasts of precipitation and temperature. Furthermore, a methodology is proposed to evaluate the predictive capacity of climate models for meteorological and hydrological drought events. The proposed methodology is based on the generation of a single aggregate index to evaluate forecasts at the basin scale, thus making the decision on the usefulness of the climate model simple. The results obtained show that climate models on a seasonal scale can have a great application in the forecast of both meteorological and hydrological droughts. The capacity to use climate models to predict these events can provide the ability to take mitigation measures in advance. The climate forecasts were evaluated in the Jucar River basin, where they showed better performance than the conditioned series obtained with a classical stochastic model. / Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México (CONACYT) y a la Secretaría de Innovación, Ciencia y Desarrollo Tecnológico del Estado de Michoacán (SICDET), por el apoyo económico otorgado para la realización de mis estudios de doctorado. / Madrigal Barrera, JJ. (2020). Análisis de pronósticos climáticos para la previsión de sequías meteorológicas e hidrológicas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/153151 / TESIS

Las metodologías de análisis de riesgos precisan cuantificar el riesgo, lo que en general implica estimar, para un determinado estado inicial del sistema presa-embalse, y para los diversos modos de fallo, tanto la probabilidad de los eventos de solicitación como la probabilidad condicional de la respuesta del sistema presa-embalse dado un determinado evento de solicitación, así como estimar las consecuencias sobre el medio, dada una determinada respuesta del sistema. Fraccionado así el problema, la presente tesis doctoral se centra en el estudio de la segunda de las probabilidades expuesta, es decir, en la cuantificación de la probabilidad condicional de la respuesta del sistema, dado un determinado evento de solicitación, y para el caso particular de presas de hormigón. En el contexto del análisis de riesgos, para obtener esta probabilidad se dispone de tres métodos: referencias históricas, emisión de probabilidades y, finalmente, técnicas de análisis basadas en fiabilidad. La cuestión de la estimación de las probabilidades de la respuesta de un sistema complejo como el sistema presa-embalse ha estado sujeta desde los inicios del análisis de riesgos a controversia y discusión por parte de la comunidad presística. Con este escenario de partida, se presenta en esta tesis doctoral una metodología para mejorar y dotar de mayor robustez a la estimación de la probabilidad condicional de la respuesta del sistema presa-embalse, para el caso de presas de hormigón, que incorpora el empleo de modelos de comportamiento complejos mediante técnicas de simulación numérica, sobre los cuales se aplican técnicas de fiabilidad de diversos niveles de exactitud, y, en particular, técnicas de fiabilidad Nivel 3, mediante simulaciones por el método de Monte Carlo. La variabilidad espacial y temporal de las variables (acciones y propiedades de los materiales) y la incertidumbre inherente a los mismos se considera mediante las correspondientes funciones de probabilidad. / Altarejos García, L. (2009). Contribución a la estimación de la probabilidad de fallo de presas de hormigón en el contexto del análisis de riesgos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7350 / Palancia

La contaminación difusa por nitratos de las aguas subterráneas, la cual es principalmente originada por la agricultura, es una creciente preocupación en casi cualquier parte del mundo. Esto ha provocado el desarrollado de normativas; en Europa, en 1991 se estableció la Directiva de Nitratos y el año 2000 la Directiva Europea Marco del Agua (DMA). La DMA establece que las masas de agua deben alcanzar el buen estado en el año 2015, además reconoce el rol que la economía puede tener en alcanzar los objetivos ecológicos y ambientales. En este trabajo se presenta un modelo hidro-económico que sugiere la gestión óptima de fertilizantes para controlar la contaminación por nitratos de las agua subterráneas. El modelo holístico de optimización determina la distribución espacio-temporal de la tasa de aplicación de fertilizantes que maximiza los beneficios netos en la agricultura, limitada por los requerimientos de calidad en el agua subterránea en diferentes puntos de control. El modelo relaciona la aplicación de fertilizantes con las concentraciones de nitratos en el agua subterránea mediante el uso de modelos agronómicos, de simulación del flujo y transporte en el agua subterránea, con los cuales se generan soluciones unitarias que son integradas en matrices de respuesta (RM). Las RM dentro del modelo de gestión permiten simular la evolución de la concentración de nitratos en el agua subterránea mediante superposición en diferentes puntos de control a largo del tiempo, debido a la emisión de contaminantes en diferentes zonas distribuidas en el espacio y variables en el tiempo. Los beneficios de la agricultura se determinan a través de funciones de producción y el precio de los cultivos. El modelo desarrollado se aplicó a un acuífero sintético. Se obtuvo la aplicación óptima de fertilizantes para problemas con diferentes condiciones iniciales, horizontes de planeación y tiempos de recuperación. / Peña Haro, S. (2010). A hydro-economic modeling framework for optimal management of groundwater nitrate pollution from agriculture [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7483 / Palancia

This dissertation cope with unsteady state flow in a dual porosity aquifer. In our theoretical mainframe, a naturally fractured porous media saturated by a monophasic fluid (i.e. water at normal temperature and pressure conditions) was considered. Therefore, a practical review has been oriented to the following topics: first, geostatistical tools used to simulate aquifer parameters, specially, its double porosity; later, the incorporation of matrix-fracture transfer functions inside the governing system equations for those complex aquifers. Afterwards, a methodology was implemented with the aim to simulate both singular characteristics mentioned before; indeed, the stochastic representation for the always uncertain fracture network and the estimation of the matrix-fracture transfer function coefficients. To check its performance, this new methodology was then applied to a series of synthetic cases available in the literature. Also, it was then tested in a real field project. This last test was carried out in a cretaceous confined aquifer within the limits of a future uranium mine district at Cerro Solo, Province of Chubut, Argentina. Finally, a discussion is included about the comparison of the different outcomes against the registered results examples, the analytical solutions for a simplified double porosity model and the normal pumping test interpretation done for the real case problem. Conclusions mainly emphasize the importance to include the dual porosity equations when the analysis should consider a suspicious aquifer with this nature and suggest going forward with a solute transport model development by analogous methodology. / La modelación del flujo en medios geológicos naturalmente fracturados depende principalmente de la composición estructural de la relación matriz-fractura y de la forma en que se aproxime el intercambio de fluido entre ambas fases. Las dos características mencionadas (composición estructural de la doble porosidad y la función de transferencia de flujo) incorporan el mayor grado de incertidumbre en la modelación de los estados transitorios generados por bombeo. Para poder mejorar la interpretación del ensayo de bombeo y con el objetivo último de obtener parámetros característicos confiables del acuífero (tales como la conductividad y el coeficiente de almacenamiento para ambas fases), la metodología propuesta en esta tesis aprovecha las herramientas que brinda la geoestadística para simular realizaciones de campos de fisuras cuyo ensamble permite a su vez estimar los parámetros de forma de la función de transferencia matriz-fisura (FTMF). En efecto, los métodos clásicos disponibles para interpretar resultados de ensayos de bombeo en acuíferos heterogéneos, en especial aquellos que se presentan naturalmente fracturados y con una compleja relación entre las dos componentes porosas, no contienen una vinculación directa entre la estructura interna de un acuífero con doble porosidad y los parámetros hidrogeológicos que definen el flujo a través de ella. Esto sólo se ha logrado con geometrías muy simples de la estructura matriz-fisura o con modelos estocásticos de la red de fisuras que luego requieren un gran esfuerzo computacional al simularlos con modelos hidrodinámicos. Lo que se presenta en este trabajo de tesis es una metodología sencilla y práctica para lograr mejorar la estimación de los parámetros de un ensayo de bombeo en este tipo de acuíferos confinados naturalmente fracturados, incorporando por primera vez la estructura y la proporción de las familias de fisuras en las ecuaciones de pozo a través de la estimación directa del factor de forma de la función de transferencia, incidiendo principalmente en las etapas tempranas del régimen transitorio del bombeo. Para verificar su funcionamiento, la metodología desarrollada fue puesta a prueba en algunos casos sintéticos orientados a la interpretación de ensayos de bombeo en régimen variable. Además, se aplicó dicha metodología a la interpretación de las características hidrodinámicas de un acuífero cretácico confinado del Distrito uranífero Cerro Solo, en la provincia de Chubut, Argentina. A partir de las aplicaciones mencionadas, se discuten los resultados obtenidos por comparación con los ejemplos tomados de la literatura presentando el contraste con soluciones analíticas desarrolladas para casos particulares de acuíferos con doble porosidad y con la re-interpretación de la evolución temporal de las depresiones observadas en el acuífero ensayado. En las conclusiones se destaca la importancia de la consideración de la doble porosidad en las ecuaciones de flujo, alentando a su aplicación concreta en la práctica de interpretación de los ensayos de bombeo con la metodología presentada en esta tesis y a proseguir su evolución en etapas de desarrollo vinculadas al transporte de solutos en este tipo de acuíferos complejos. / La modelación del flux en mitjans geològics naturalment fracturats depèn principalment de la composició estructural de la relació matriu-fractura i de la forma en què s'aproxime l'intercanvi de fluid entre ambdues fases. Les dues característiques esmentades (composició estructural de la doble porositat i la funció de transferència de flux) incorporen el major grau d'incertesa en la modelación dels estats transitoris generats per bombament. Per a poder millorar la interpretació de l'assaig de bombament i amb l'objectiu últim d'obtenir paràmetres característics confiables de l'aqüífer (tals com la conductivitat i el coeficient d'emmagatzematge per a ambdues fases), la metodologia proposada en aquesta tesi aprofita les eines que brinda la geoestadística per a simular realitzacions de camps de fissures que el seu assemble permet al seu torn estimar els paràmetres de forma de la funció de transferència matriu-fissura (FTMF). En efecte, els mètodes clàssics disponibles per a interpretar resultats d'assajos de bombament en aqüífers heterogenis, especialment aquells que es presenten naturalment fracturats i amb una complexa relació entre les dues components poroses, no contenen una vinculació directa entre l'estructura interna d'un aqüífer amb doble porositat i els paràmetres hidrogeológicos que defineixen el flux a través d'ella. Açò només s'ha aconseguit amb geometries molt simples de l'estructura matriu-fissura o amb models estocàstics de la xarxa de fissures que després requereixen un gran esforç computacional en simular-los amb models hidrodinàmics. El que es presenta en aquest treball de tesi és una metodologia senzilla i pràctica per a aconseguir millorar l'estimació dels paràmetres d'un assaig de bombament en aquest tipus d'aqüífers confinats naturalment fracturats, incorporant per primera vegada l'estructura i la proporció de les famílies de fissures en les equacions de pou a través de l'estimació directa del factor de forma de la funció de transferència, incidint principalment en les etapes primerenques del règim transitori del bombament. Per a verificar el seu funcionament, la metodologia desenvolupada va ser posada a prova en alguns casos sintètics orientats a la interpretació d'assajos de bombament en règim variable. A més, es va aplicar aquesta metodologia a la interpretació de les característiques hidrodinàmiques d'un aqüífer cretàcic confinat del Districte uranífero Cerro Solament, en la província de Chubut, Argentina. A partir de les aplicacions esmentades, es discuteixen els resultats obtinguts per comparació amb els exemples presos de la literatura presentant el contrast amb solucions analítiques desenvolupades per a casos particulars d'aqüífers amb doble porositat i amb la re-interpretació de l'evolució temporal de les depressions observades en l'aqüífer assajat. En les conclusions es destaca la importància de la consideració de la doble porositat en les equacions de flux, encoratjant a la seua aplicació concreta en la pràctica d'interpretació dels assajos de bombament amb la metodologia presentada en aquesta tesi i a prosseguir la seua evolució en etapes de desenvolupament vinculades al transport de soluts en aquest tipus d'aqüífers complexos. / Romanazzi, P. (2017). Modelación geoestadística de medios geológicos naturalmente fracturados [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90580 / TESIS

It is expected that the potential water management conflicts will increase in the coming years due to the population growth, and the uncertainty about the availability of water resources under climate change conditions. For this reason, economic efficiency and equity must be considered in order to manage the available water resources at river basin scale with the aim of reducing the potential water scarcity impacts on society. Hydroeconomic models simultaneously analyse engineering, hydrology and economic aspects of water resources systems; allowing the characterization of real complex systems. So, these models could be useful in order to achieve the goal of reducing water scarcity impacts. Two Decision Support Systems have been developed within the hydroeconomic approach: SIMGAMS and OPTIGAMS. The simulation tool SIMGAMS allocates the available water resources considering priorities and system operating rules, carrying out an economic post-analysis of the water resources management. The optimization tool OPTIGAMS allocates the available water resources considering economic criteria. Both tools obtain either management results (storages, deliveries, etc.) or economic results (water scarcity cost and marginal resource opportunity cost). The economic functions of the users must be obtained to characterize the hydroeconomic models. For that, we have developed a tool within a multicriteria approach based on revealed preferences. This tool has been developed in collaboration with the University of Alcalá de Henares and University of Cordoba. Moreover, a method for get the economic function of irrigation water for citrus within the deficit irrigation approach has been developed and performed. It is needed to assess the economic impacts of the water scarcity conditions in order to design the portfolio of adaptation measures and evaluate their effectiveness. For this goal, a hydroeconomic analysis at river basin scale has been carried out either for the historical inflows or the future inflows under climate change conditions. The future climate change scenarios have been obtained through the precipitation and temperature time series coming from the EURO-CORDEX project, using the aggregate rainfall-runoff Temez model. As the irrigation agriculture is one of the most vulnerable sectors to the water scarcity, we have proposed a method to assess the economic impacts of droughts considering the availability of water resources and the volatility of the crop prices and carry out a risk analysis of the economic impacts on the irrigated agriculture at irrigation district scale. The method has 3 components: econometric models to assess the economic impacts (1), autoregressive inflow models to characterize the stochastic component of the inflows (2) and statistical models to simulate the operation of the system (3). This method allows evaluating the economic impacts of adaptation measures as the drought emergency wells. In this thesis, the potential of the economic instruments as adaptation measures to reduce the economic impacts of droughts has been analysed. In particular, we have designed and simulated the impacts of scarcity-based water pricing policies at river basin scale, dynamic urban tariffs considering the marginal value of water; and water markets. The case study is the Jucar river basin. The results demonstrate the potential and utility of the hydroeconomic models to analyse the management of the system; and the potential of applying economic instruments as adaptation measures to reduce the economic impacts of water scarcity scenarios. / Se prevé que en un futuro se agraven los conflictos en la gestión de los recursos hídricos, debido a que nos encontramos en un contexto de creciente demanda de recursos, motivado principalmente por el crecimiento de la población, y de alta incertidumbre en la disponibilidad futura de los recursos disponibles (fundamentalmente debido al cambio climático). Por ello, es necesario gestionar los recursos hídricos bajo la óptica de la eficiencia económica y equidad, tratando de minimizar los potenciales impactos de la escasez del recurso a la sociedad. En este objetivo los modelos hidroeconómicos pueden ser útiles, ya que analizan simultáneamente la hidrología, la ingeniería y la economía de la gestión del agua a escala de cuenca, permitiendo caracterizar mejor la complejidad de los sistemas de explotación. En esta línea se han desarrollado en esta investigación 2 herramientas bajo el enfoque de modelos hidroeconómicos: SIMGAMS y OPTIGAMS. SIMGAMS desarrolla modelos de simulación que gestionan el recurso basándose en prioridades y/o reglas de operación; realizando un post-análisis económico de la gestión realizada. Por otra parte, OPTIGAMS desarrolla modelos de optimización que gestionan el recurso con criterios económicos. Ambas herramientas permiten obtener tanto resultados de gestión (volúmenes, suministros, etc.) como económicos (costes de escasez y coste marginal de oportunidad del recurso). Para poder desarrollar modelos hidroeconómicos se hace necesario caracterizar económicamente los usos del agua. Para ello, se ha desarrollado una herramienta que permite obtener curvas de demanda con un enfoque multicriterio basado en preferencias reveladas. Este trabajo ha sido realizado en colaboración con la Universidad de Alcalá de Henares y la Universidad de Córdoba. Además, se ha desarrollado una metodología para obtener curvas de demanda para cítricos con la hipótesis de trabajo de riego deficitario. Para diseñar medidas para reducir los impactos económicos de la escasez es necesario evaluar sus impactos económicos. Para ello se ha llevado a cabo un análisis hidroeconómico a escala de cuenca tanto con los escenarios históricos de aportaciones como con escenarios futuros de cambio climático. Los escenarios futuros de cambio climático han sigo generados a partir de proyecciones futuras de precipitación y temperatura del proyecto EURO-CORDEX, usando un modelo lluvia-escorrentía agregado, el modelo de Témez. Para el análisis de los costes de escasez en el regadío (sector más vulnerable frente a la escasez), se propone una metodología de atribución de impactos (incluyendo explícitamente tanto la disponibilidad de recursos como la volatilidad de precios), junto con un análisis del riesgo de impacto económico a escala de comarca agraria en la agricultura de regadío. Esta metodología integra tres componentes: modelos econométricos de impacto económico, modelos autorregresivos (para caracterizar la componente estocástica de las aportaciones) y modelos de simulación del sistema. La metodología desarrollada permite evaluar el impacto económico de medidas que permitan reducir los impactos de los escenarios de escasez, como por ejemplo, pozos de sequías. En este trabajo se explora también el papel potencial de los instrumentos económicos como medida de gestión de la demanda, y su efecto en el impacto económico de las sequías. En concreto, se diseñan y simulan políticas de precios basadas en el valor marginal del agua a escala de cuenca, tarifas dinámicas urbanas que incluyen una componente del valor marginal, y mercados del agua. El caso de estudio es el sistema de explotación del río Júcar. Los resultados muestran la utilidad de los modelos hidroeconómicos desarrollados para analizar la gestión del sistema, y demuestran el potencial de aplicar los instrumentos económicos como medidas para disminuir los impactos económicos de situaciones de escasez del recurso hí / Es preveu que en un futur s'agreugen els conflictes en la gestió dels recursos hídrics, pel fet que ens trobem en un context de creixent demanda de recursos, motivat principalment pel creixement de la població, i d'alta incertesa en la disponibilitat futura dels recursos disponibles (fonamentalment a causa del canvi climàtic). Per això, és necessari gestionar els recursos hídrics baix l'òptica de l'eficiència econòmica i equitat, tractant de minimitzar els potencials impactes de l'escassesa del recurs a la societat. En aquest objectiu els models hidroeconòmics poden ser útils, ja que analitzen simultàniament la hidrologia, l'enginyeria i l'economia de la gestió de l'aigua a escala de conca, permetent caracteritzar millor la complexitat dels sistemes d'explotació. En aquesta línia s'han desenvolupat en aquesta investigació 2 ferramentes baix l'enfocament de models hidroeconòmics: SIMGAMS i OPTIGAMS. SIMGAMS desenvolupa models de simulació que gestionen el recurs basant-se en prioritats i / o regles d'operació; realitzant un post-anàlisi econòmic de la gestió realitzada. D'altra banda, OPTIGAMS desenvolupa models d'optimització que gestionen el recurs amb criteris econòmics exclusivament. Ambdues ferramentes permeten obtindre tant resultats de gestió (volums, subministraments, etc.) com econòmics (costos d'escassesa i cost marginal d'oportunitat del recurs). Per a poder desenvolupar models hidroeconòmics es fa necessari caracteritzar econòmicament els usos de l'aigua. Per a això, s'ha desenvolupat una ferramenta que permet obtindre corbes de demanda amb un enfocament multicriteri basat en preferències revelades. Aquest treball ha sigut realitzat en col·laboració amb la Universitat d'Alcalá d'Henares i la Universitat de Còrdova. A més, s'ha desenvolupat una metodologia per obtindre corbes de demanda per a cítrics amb la hipòtesi de treball de reg deficitari. Per dissenyar mesures per reduir els impactes econòmics de l'escassesa és necessari avaluar els seus impactes econòmics. Per a això s'ha dut a terme una anàlisi hidroeconòmic a escala de conca tant amb els escenaris històrics d'aportacions com amb escenaris futurs de canvi climàtic. Els escenaris futurs de canvi climàtic han sigut generats arran a projeccions futures de precipitació i temperatura del projecte EURO-CORDEX, usant un model pluja-escorrentia agregat, el model de Témez. Per a l'anàlisi dels costos d'escassesa al regadiu (sector més vulnerable davant de l'escassesa), es proposa una metodologia d'atribució d'impactes (incloent explícitament tant la disponibilitat de recursos com la volatilitat de preus), juntament amb una anàlisi del risc d'impacte econòmic a escala de comarca agrària en l'agricultura de regadiu. Aquesta metodologia integra tres components: models economètrics d'impacte econòmic, models autoregressius (per caracteritzar la component estocàstica de les aportacions) i models de simulació del sistema. La metodologia desenvolupada permet avaluar l'impacte econòmic de mesures que permeten reduir els impactes dels escenaris d'escassesa, com per exemple, pous de sequeres. En aquest treball s'explora també el paper potencial dels instruments econòmics com a mesura de gestió de la demanda, i el seu efecte en l'impacte econòmic de les sequeres. En concret, es dissenyen i simulen polítiques de preus basades en el valor marginal de l'aigua a escala de conca, tarifes dinàmiques urbanes que inclouen una component del valor marginal i mercats de l'aigua. El cas d'estudi és el sistema d'explotació del riu Xúquer. Els resultats mostren la utilitat dels models hidroeconòmics desenvolupats per analitzar la gestió del sistema i demostren el potencial d'aplicar els instruments econòmics com a mesures per disminuir els impactes econòmics de situacions d'escassetat del recurs hídric. / López Nicolás, AF. (2017). Métodos y herramientas de evaluación y diseño de instrumentos económicos para gestión de sequías y adaptacion al cambio climático [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/91143 / TESIS

[EN] Climate change has occurred in Indonesia, for example, increasing the surface air temperature, including in the Upper Citarum watershed. This phenomenon leads to a lack of water in the dry season, which lowers agriculture production and remains a great obstacle for agricultural activity. Meanwhile, human activity has produced severe LULC changes within the Upper Citarum watershed. This occurs due to the demands of the ever-increasing population growth in the region. As a result, rice field and forested areas have been sacrificed to compensate the urban increment. The general objective of this dissertation is to understand and analyze the impact of climate and LULC changes on the hydrological process and their relationship with historical and future changes by using spatially distributed modeling on the Upper Citarum tropical catchment. The distributed model TETIS has been implemented to obtain the results of past and future scenarios on the water and sediment cycles. Annual historical bathymetries in the reservoir were used to calibrate and validate the sediment sub-model involving Miller's density evolution and trap efficiency of Brune's equation. Climate change has been considered under RCP 45 and RCP 85 trajectories. Meanwhile, to overcome the LULC problem, historical and future LULCs have been studied. LCM model was used to forecast the LULC in 2029. The forecasted results of LCM model show, on one hand, a continuation in the expansion of urban areas at the expense of the contiguous rice fields. The results determined that deforestation and urbanization were the most influential factors for the alteration of the hydrological and sedimentological processes in the Upper Citarum Catchment. Thus, it decreases evapotranspiration, increases water yield by increasing all its components; overland flow, interflow and baseflow. The changes in LULC are currently producing and will produce in the future, a relatively small increment of erosion rates, increasing the area exceeds Tsl erosion. Sediment yield will increase in 2029 as the result of erosion increment. Other LULC scenarios such as conservation, government plan and natural vegetation scenarios are expected to have an increment in total evapotranspiration, the water yield is expected to decrease. Flood regime, erosion and sedimentation are reduced dramatically. Hence, it leads to a massive increment of reservoir and hydropower lifetime signed by a very long period of the lifetime. Climate change alters the magnitude of water balance and can be identified from the shift of infiltration, overland flow, interflow, baseflow and water yield. Those increments finally change the flood regime, catchment erosion. RCP 85 trajectory gives a bigger impact compared to RCP 45 trajectory on hydrological and sediment cycle. . LULC change results a bigger impact on water balance, flood regime, erosion and sedimientation. The combination of climate and LULC change give a bigger impact on the flows of water balance, erosion, flood, sedimentation and will be catastrophic for the hydropower operation of the Saguling Dam. / [ES] El cambio climático ha afectado a Indonesia, por ejemplo, incrementando la temperatura del aire en la superficie, incluso en la cuenca del Upper Citarum. Este fenómeno conduce a la falta de agua en la estación seca, reduciendo la producción agrícola lo que es un gran obstáculo para su actividad. Además, la actividad humana ha producido cambios severos en LULC en la cuenca del Upper Citarum, Indonesia. Esto se debe al elevado crecimiento de la población en la región, por el que se han convertido campos de arroz y áreas boscosas en suelo urbano. De esta forma, el objetivo general de esta tesis es comprender y analizar el impacto de los cambios climáticos y LULC en el proceso hidrológico y su relación con los cambios históricos y futuros mediante el uso de modelos distribuidos espacialmente en la cuenca tropical del Upper Citarum. El modelo distribuido TETIS se ha implementado para obtener los resultados de escenarios pasados y futuros en los ciclos de agua y sedimentos. Se usaron batimetrías históricas anuales en el embalse para calibrar y validar el submodelo de sedimentos que involucra la evolución de la densidad de Miller y la eficiencia de retención de la ecuación de Brune. Con el fin de arrojar más luz sobre estos problemas, el escenario de cambio climático se ha implementado en base al modelo de cambio climático bajo las trayectorias RCP 45 y RCP 85. Además, para intentar resolver el problema LULC, también se ha implementado el LULC histórico y futuro. El modelo LCM se usó para pronosticar el LULC en 2029 y los resultados muestran, por un lado, una continuación en la expansión de las áreas urbanas a expensas de los arrozales contiguos. Los resultados determinaron que la deforestación y la urbanización fueron los factores más influyentes para la alteración de los procesos hidrológicos y sedimentológicos en la cuenca del Upper Citarum. Por lo tanto, disminuye la evapotranspiración, aumenta la producción de agua al aumentar todos sus componentes; escorrentía, interflujo y flujo base. Los cambios en LULC están produciendo y producirán, un incremento relativamente pequeño de las tasas de erosión, aumentando el área excede la erosión de Tsl. La producción de sedimentos aumentará en 2029 como resultado del incremento de la erosión. Se espera que otros escenarios de LULC como la conservación, el plan gubernamental y los escenarios de vegetación natural tengan un incremento en la evapotranspiración total, y se espera que la producción de agua disminuya. El régimen de inundación, la erosión y la sedimentación se reducen drásticamente. Por lo tanto, habrá un incremento de la vida útil del embalse y la energía hidroeléctrica. El cambio climático altera la magnitud del equilibrio hídrico y puede identificarse a partir del cambio de infiltración, escorrentía, interflujo, flujo base y producción de agua. Esos incrementos finalmente cambian el régimen de inundación y erosión de la cuenca. La trayectoria RCP 85 tiene un mayor impacto en comparación con la trayectoria RCP 45 en el ciclo hidrológico y de sedimentos. El cambio de LULC tiene un mayor impacto en el balance hídrico, el régimen de inundación, la erosión y la sedimentación. La combinación del cambio climático y LULC tiene un mayor impacto en los flujos de equilibrio hídrico, erosión, inundación, sedimentación y será catastrófico para la operación hidroeléctrica de la presa Saguling. / [CA] El canvi climàtic ha afectat Indonèsia, per exemple, incrementant la temperatura de l'aire en la superfície, inclús en la conca de l'Upper Citarum. Aquest fenomen conduïx a la falta d'aigua en l'estació seca, reduint la producció agrícola, el que és un gran obstacle per a la seua activitat. A més, l'activitat humana ha produït canvis severs en LULC en la conca de l'Upper Citarum, Indonèsia. Açò es deu a l'elevat creixement de la població en la regió, motiu pel qual s'han anat convertint camps d'arròs i àrees boscoses en sòl urbà. D'aquesta manera, l'objectiu general d'aquesta tesi és comprendre i analitzar l'impacte dels canvis climàtics i LULC en el procés hidrològic i la seua relació amb els canvis històrics i futurs per mitjà de l'ús de models distribuïts espacialment en la conca tropical de l'Upper Citarum. El model distribuït TETIS s'ha implementat per a obtindre els resultats d'escenaris passats i futurs en els cicles de l'aigua i sediments. Es van usar batimetries històriques anuals en l'embassament per a calibrar i validar el submodel de sediments que involucra l'evolució de la densitat de Miller i l'eficiència de retenció de l'equació de Brune. Amb la finalitat de donar més llum a aquests problemes, l'escenari de canvi climàtic s'ha implementat basant-se en el model de canvi climàtic davall les trajectòries RCP 45 i RCP 85. A més, per a intentar resoldre el problema LULC, també s'ha implementat el LULC històric i futur. El model LCM es va usar per a pronosticar el LULC en 2029 i els resultats mostren, d'una banda, una continuació en l'expansió de les àrees urbanes a costa dels arrossars contigus. Els resultats van determinar que la desforestació i la urbanització van ser els factors més influents per a l'alteració dels processos hidrològics i sedimentològics en la conca de l'Upper Citarum. Per tant, disminuïx l'evapotranspiració, augmenta la producció d'aigua en augmentar tots els seus components; escorrentia, interflux i flux base. Els canvis en LULC estan produint i produiran, un increment relativament xicotet de les taxes d'erosió, augmentant l'àrea excedix l'erosió de Tsl. La producció de sediments augmentarà en 2029 com a resultat de l'increment de l'erosió. S'espera que altres escenaris de LULC com la conservació, el pla governamental i els escenaris de vegetació natural tinguen un increment en l'evapotranspiració total, i s'espera que la producció d'aigua disminuïsca. El règim d'inundació, l'erosió i la sedimentació es reduïxen dràsticament. Per tant, hi haurà un increment de la vida útil de l'embassament i l'energia hidroelèctrica. El canvi climàtic altera la magnitud de l'equilibri hídric i pot identificar-se a partir del canvi d'infiltració, escorrentia, interflux, flux base i producció d'aigua. Eixos increments finalment canvien el règim d'inundació i erosió de la conca. La trajectòria RCP 85 té un major impacte en comparació amb la trajectòria RCP 45 en el cicle hidrològic i de sediments. El canvi de LULC té un major impacte en el balanç hídric, el règim d'inundació, l'erosió i la sedimentació. La combinació del canvi climàtic i LULC té un major impacte en els fluxos d'equilibri hídric, erosió, inundació, sedimentació i serà catastròfic per a l'operació hidroelèctrica de la presa Saguling. / thank the Directorate General of Higher Education of Indonesia (DIKTI), for granting me the opportunity to pursue PhD study and adventure in Europe. The authors are also thankful to the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness through the research projects TETISMED (CGL2014-58127-C3-3-R) and TETISCHANGE (RTI2018-093717-B-I00). / Siswanto, SY. (2020). Impact Evaluation of Future Climate and Land Use Scenarios on Water and Sediment Regime using Distributed Hydrological Modelling in a Tropical Rainforest Catchment in West Java (Indonesia) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/153152 / TESIS

Durante la última década, diversos grupos de investigación se han enfocado en el desarrollo de la tecnología de sensores de satélites y su explotación con el fin de obtener en tiempo real una estimación de la lluvia a escala global. Y es clara la utilidad de estas mediciones, tanto para los modelos de circulación global como para la modelización hidrológica en escalas menores, como sería el caso de cuencas poco o nada instrumentalizadas y con ello, fortalecer la capacidad de gestión de los recursos hídricos, mejorar la predicción del clima y desastres naturales y ofrecer rigor científico que ayude a tomar decisiones informadas. Actualmente, la lluvia estimada por satélite está sujeta a diversos errores debido a problemas instrumentales, naturaleza del sistema de medición, simplificaciones teóricas y relaciones complejas entre las variables observadas y la lluvia, entre otras razones (Nikolopoulos et al., 2010; Semire et al., 2012); esto podría limitar su uso en aplicaciones hidrológicas, por lo que la reducción de este error es clave para su aplicación hidrológica. El objetivo de la tesis es evaluar la utilidad de dos productos de lluvia estimada de satélite, a través de un modelo hidrológico distribuido en una cuenca mediterránea extratropical, como una alternativa de estimación de la precipitación en aquellas regiones donde los pluviómetros convencionales son escasos o inexistentes. La zona de estudio es la cuenca del río Júcar que está localizada al este de la península Ibérica (Valencia, España) con un área drenada de 21,500 km2 , caudal medio de 43 m3 /s, lluvia media de 500 mm y temperatura media de 14º C. El relieve está formado por cadenas de montañas del sistema Ibérico, una meseta continental y una llanura costera; con altitudes máximas de 1770 msnm. Los productos de satélite tienen una resolución temporal diaria y resolución espacial de 0.25º (PERSIANN) y 0.04º (PERSIANN-CCS). Estos productos estiman la lluvia a partir de información de múltiples satélites geosincrónicos (GOES, GMS, MeteoSat) que se actualizan con información de satélites con sensores de microondas pasivos (TRMM, NOAA, DMSP). La información hidrometeorológica con base en tierra (lluvia, caudal, temperatura e información de embalses) ha sido proporcionada por la Agencia Española de Meteorología (AEMET) y el Sistema Automatizado de Información Hidrológica de la Confederación Hidrográfica del río Júcar (SAIH-CHJ) para un período de tiempo del 01 de Enero del 2003 y el 31 de Octubre del 2009. Para caracterizar el error de la lluvia estimada de satélite, se comparó con la lluvia de referencia con base en tierra, a través de herramientas estadísticas que permiten sintetizar el análisis y tener una visión más detallada del error. Así, para cuantificar el grado de dependencia se usó el análisis de correlación con test estadístico de Pearson y Kendall. Además, se obtuvieron: índice de eficiencia de Nash¿Sutcliffe (E), ratio de la raíz del error cuadrático medio y la desviación estándar de las observaciones (RSR), error en volumen (Ev), estadísticos de detección, curva doble masa y técnicas gráficas. Respecto al desempeño del modelo hidrológico, se evaluó a través de índices de eficiencia y técnicas gráficas, en calibración, validación y propagación del error. Los resultados, específicos para la zona de estudio, indican que las correlaciones espaciales entre la lluvia estimada a partir de satélite y la lluvia de referencia, es aceptable a escala anual, menos aceptable a escala mensual, pero pobre a escala diaria. En invierno la correlación diaria es más débil, debido a que las lluvias se concentran más en las zonas montañosas y tal vez, este efecto orográfico no está bien detectado por los satélites. Por el contrario, en verano se observa el patrón opuesto, con correlación positiva significativa, posiblemente por la mayor presencia de días sin lluvia (valor cero). Esto se ve reflejado en valores más altos con el coeficiente de Pearson en verano, ya que la presencia de ceros favorece una mayor correlación; en cambio el coeficiente de Kendall representa mejor estos casos, ya que resiste el efecto de valores extremos (valores mínimos en este caso). También se obtienen errores altos con lluvias máximas y con frecuencia sobrestimación de lluvias ligeras. En general, la lluvia PERSIANN-CCS sobrevalora, mientras que PERSIANN subestima a diferentes escalas de agregación de cuenca. Además, PERSIANN tiene mayor probabilidad de detección de lluvia, pero también de falsas alarmas. La detección de lluvia es menor en la subcuenca del río Albaida (zona costera con lluvias torrenciales y probables SCM en otoño) que en la subcuenca de Pajaroncillo (zona montañosa con lluvias orográficas). Es decir, estas diferencias en la detección por los dos productos de satélite, están siendo influenciadas por las características climáticas y fisiográficas de la zona, que coincide con lo reportado por Hossain y Huffman (2008). El error en volumen (Ev) de la lluvia, para todas las escalas de agregación de cuenca, subestima con PERSIANN y sobrestima con PERSIANN-CCS. Este error tendrá consecuencias en la modelación hidrológica; sin embargo, desde el punto de vista de la modelación, el error se corrige mejor con la sobrestimación que con la subestimación de la lluvia. La cuenca Albaida (1301 km2 ) tienen mejor rendimiento en términos del índice de eficiencia de Nash-Sutcliffe (E) en la estimación de la lluvia con los dos productos de satélite posiblemente por la mayor presencia de lluvias convectivas que el satélite identifica mejor, y que coincide con lo reportado por Ebert et al (2007). En cambio la cuenca más pequeña Pajaroncillo (861 km2 ) tiene mejor rendimiento en Ev pero solo con el producto PERSIANN-CCS. Al respecto, la lluvia orográfica en Pajaroncillo (altitud de 1009 a 1726 msnm) no está siendo bien detectada por el satélite debido a que las montañas emiten una radiación muy variable que dificultan la detección de los satélites con sensores de microondas pasivos, reportado por Levizzani (2008); sin embargo este efecto pareciera que disminuye con una mejor resolución de satélite. La calibración de los parámetros del modelo hidrológico TETIS ha permitido elevar el rendimiento en la modelación. También, diversos autores realizaron una calibración de su modelo hidrológico para mejorar el rendimiento con los productos de lluvia estimada de satélite (Stisen y Sandholt, 2010; Bitew y Gebremichael, 2011b; Bitew et al., 2011; Jiang et al., 2012; Moreno et al., 2012). Es así que, en la modelación hidrológica, se obtienen rendimientos ¿insatisfactorios¿ con PERSIANN, mientras que con PERSIANN-CCS los rendimientos pasan a ser ¿satisfactorios¿. Los resultados son alentadores con lluvia PERSIANN-CCS y tal parece que una mejor resolución de los datos raster de la lluvia, una menor FBIAS y un error de sobrestimación en el volumen de la lluvia, ocasionan que este producto de satélite se adapte mejor en la modelación hidrológica. Similares resultados respecto a productos de satélite con mejor resolución espacial, son reportados por Nikolopoulos et al. (2010) con el producto KIDD (4 km) de mejor resolución espacial, respecto de los productos TRMM-3B42 (0.25º) y KIDD (25 km). Por el contario, en la modelación con lluvia PERSIANN, una resolución espacial grosera de los datos raster de la lluvia y el error de la subestimación en el volumen de la lluvia están afectando negativamente a la modelación, ya que hay insuficiente lluvia que alimente el Ciclo Hidrológico, pero esto posiblemente se esté amortiguando con la mayor probabilidad de detección de la lluvia PERSIANN. Como el modelo hidrológico trata de mantener un comportamiento similar al caudal observado (ya que la estrategia de calibración es una función de este caudal y no de algún componente del balance hídrico), se obtiene que el factor corrector de evapotranspiración se reduce un 71% con PERSIANN e incrementa un 32% con PERSIANN-CCS para finalmente obtener una evapotranspiración que se reduce con PERSIANN e incrementa con PERSIANN-CCS. Un comportamiento similar es reportado en el componente de evapotranspiración con subestimación de lluvia PERSIANN, por Bitew y Gebremichael (2011b) y Moreno et al. (2012). En lo que respecta a la propagación del error de la estimación de la lluvia a la simulación hidrológica, el error en volumen de la lluvia se amortigua a través del proceso de transformación lluvia-escorrentía. Al contrario del error de la lluvia en términos de E y RSR, que empeoran con la modelación hidrológica, excepto en las cuencas más pequeñas como Pajaroncillo (861 km2 ) y Albaida (1,301 km2 ). De cara a mejorar las posibilidades de uso práctico de la lluvia de satélite, se implementó un modelo Bayesiano para combinar información de pluviómetros con lluvia PERSIANN-CCS con diferentes densidades de pluviómetros en la subcuenca montañosa de Pajaroncillo. Los resultados, específicos para la zona de estudio, indican que el valor medio de la lluvia estimada con PERSIANN-CCS mejora a partir de densidades menores a 100 km2 /pluviómetro. Por el contrario, para densidades mayores de 100 km2 /pluviómetro, el valor medio empeora en un rango del 20 al 200%, según aumente la densidad de la red de pluviómetros. Se encontró un comportamiento similar con el resto de estadísticos. Así, es clara una mejora significativa en los estadísticos para una densidad menor a 100 km2 /pluviómetro, con incremento de POD, CSI, PC y HSS, y reducción de FAR. Además, se observa una mejora notable del FBIAS en todas las densidades de pluviómetros, con la excepción de la densidad de 45 km2 /pluviómetro. Los índices de eficiencia de lluvia E, RSR y Ev, se estabilizan a una densidad menor a 100 km2 /pluviómetro. En lo que respecta a la modelación hidrológica utilizando el modelo Bayesiano de combinación de lluvia, se obtienen rendimientos ¿buenos¿ a ¿muy buenos¿ con densidades menores a 100 km2 /pluviómetro, obteniendo el mejor rendimiento para una densidad de 72 km2 /pluviómetro en el que su hidrograma reproduce adecuadamente el flujo base y la forma de la curva de recesión, detecta la mayoría de caudales máximos y días en que ocurren, pero subestima su valor máximo en un 37%. No se debe descartar que esta subestimación podría deberse a que en regiones montañosas, como Pajaroncillo, las estaciones pluviométricas tienden a estar en los valles y con ello subestimar la lluvia orográfica (Ebert et al., 2007; Álvarez, 2011). Respecto a la propagación del error de la lluvia, resulta que el error en volumen de la lluvia se amortigua en todas las densidades de pluviómetro (a excepción con una densidad de 431 km2 /pluviómetro), pero empeora en términos de E y RSR, excepto para densidades menores a 172 km2 /pluviómetro. Como conclusión final se puede decir que el nuevo producto de estimación de lluvia PERSIANN-CCS, además de incrementar su resolución espacial, también mejora en cuanto a su fiabilidad de uso en la modelación hidrológica, especialmente si se combina con datos de pluviómetro, convirtiéndose en el punto de partida de futuras investigaciones. / Ramos Fernández, L. (2013). Estudio de la utilidad de la lluvia estimada de satélite en la modelación hidrológica distribuida [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/27548 / Alfresco

Over the years, the method of least squares (SLS) has been the method of inference commonly applied in hydrological modeling, although its hypotheses are not respected by the modeling errors. Awareness of the fact that the hydrological modeling process is affected by more, and more important, sources of uncertainty that the purely observational, the only source of error considered by SLS, has contributed to the appearance of publications that suggest the need for applying more appropriate inference methods on hydrological models, and in general, on environmental models. The adequacy of inference methods involves considering all sources of error, or their effects, which influence the modeling process. Only in this way it is possible to obtain reliable parameters, a non-biased prediction and a correct estimation of the uncertainty of both, these being the main objectives of this Doctoral Thesis. To this end, this thesis proposes the joint inference, following the Bayesian inference paradigm, of hydrological parameters and the parameters of a generalized error model, which provides the necessary flexibility to relax all hypotheses (Gaussian errors with null mean, independent and identically distributed), which disable the SLS error model to infer hydrological models. The main contribution of the thesis is the proposition of the methodology to follow, for the correct application of the direct modeling (without previous transformation of the variables) of the variance of the errors. This methodology is based on the need to consider the coupling, during the joint inference, between the variations of the marginal distribution of the errors and the variations of their conditional distributions, which are modeled by the error model. Such coupling is guaranteed by the fulfillment of the Total Laws (TLs) of the expectation and the variance. In order to verify the feasibility of the theoretical aspects deduced in the Thesis, a series of inference experiments is performed in which two lumped and one distributed hydrological models are combined with two classic error models (SLS and WLS) and two generalized error models proposed in this Thesis (GL++ and GL++Bias). The results show, once again, that inferences with SLS and WLS are not applicable to hydrological models, since the generated errors do not fulfill their hypotheses. Likewise, based on the results obtained, this thesis can be considered as the culminated affirmation of the hypothesis in it, that is to say: the non application of the TLs in the direct modeling of the variance and the bias of the errors produces an incorrect estimation of the hydrological parameters, as well as their uncertainty and an erroneous estimation of the predictive distribution. / A lo largo de los años, el método de los mínimos cuadrados (SLS) ha sido el método de inferencia comúnmente aplicado en modelación hidrológica, a pesar de que sus hipótesis no son respetadas por los errores en los resultados de la modelación. La concienciación sobre el hecho de que el proceso de modelación hidrológica es afectado por más, y más importantes, fuentes de incertidumbre que la puramente observacional, única fuente de error considerada por el SLS, ha contribuido a la aparición de publicaciones que sugieren la necesidad de aplicar métodos de inferencia más adecuados para los modelos hidrológicos, y en general, los modelos ambientales. La adecuación de los métodos de inferencia pasa por considerar todas las fuentes de error, o sus efectos, que influyen en el proceso de modelación. Solamente de esa manera es posible la obtención de unos parámetros fiables, una predicción no sesgada y una estimación correcta de la incertidumbre de ambos, siendo estos los objetivos principales de esta Tesis Doctoral. Para ello, esta Tesis plantea la inferencia conjunta, siguiendo el paradigma de los métodos de inferencia Bayesianos, de los parámetros hidrológicos y los parámetros de un modelo de error generalizado, el cual proporciona la flexibilidad necesaria para relajar todas las hipótesis (errores Gaussianos con media nula, independientes e idénticamente distribuidos), que inhabilitan al modelo de error SLS para inferir modelos hidrológicos. La principal aportación de la Tesis es la proposición de la metodología a seguir para la correcta aplicación de la modelación directa (sin previa transformación de las variables) de la varianza de los errores. Dicha metodología se fundamenta en la necesidad de considerar el acoplamiento, durante la inferencia conjunta, entre las variaciones de la distribución marginal de los errores y las variaciones de las distribuciones condicionales, las cuales son modeladas por el modelo de error. Dicho acoplamiento se garantiza mediante el cumplimiento de las Leyes Totales (TLs) de la esperanza y de la varianza. Para la comprobación de la viabilidad de los aspectos teóricos deducidos en la Tesis, se realiza una serie de experimentos de inferencia en los que se combina 2 modelos hidrológicos agregados y uno distribuido, con dos modelos de error clásicos (SLS y WLS) y dos modelos de error generalizados propuestos en esta Tesis (GL++ y GL++Bias). Los resultados muestran, una vez más, que las inferencias con SLS y WLS no son aplicables a modelos hidrológicos, puesto que los errores generados no cumplen con sus hipótesis. Igualmente, en base a los resultados obtenidos, esta Tesis se puede considerar como la afirmación culminada de la hipótesis en ella planteada, esto es: la no aplicación de las TLs en la modelación directa de la varianza y el sesgo de los errores produce una incorrecta estimación de los parámetros hidrológicos, así como de su incertidumbre y una errónea estimación de la distribución predictiva. / Al llarg dels anys, el mètode dels mínims quadrats (SLS) ha sigut el mètode d'inferència comunament aplicat en modelació hidrològica, a pesar que les seues hipòtesis no són respectades pels errors en els resultats de la modelació. La conscienciació sobre el fet de que el procés de modelació hidrològica és afectat per més, i més importants, fonts d'incertesa que la purament observacional, única font d'error considerada pel SLS, ha contribuït a l'aparició de publicacions que suggerixen la necessitat d'aplicar mètodes d'inferència més adequats per als models hidrològics, i en general, els models ambientals. L'adequació dels mètodes d'inferència passa per considerar totes les fonts d'error, o els seus efectes, que influïxen en el procés de modelació. Només d'eixa manera és possible l'obtenció d'uns paràmetres fiables, una predicció no esbiaixada i una estimació correcta de la incertesa d'ambdós, sent estos els objectius principals d'esta Tesi Doctoral. Per a això, esta Tesi planteja la inferència conjunta, seguint el paradigma dels mètodes d'inferència Bayesianos, dels paràmetres hidrològics i els paràmetres d'un model d'error generalitzat, el qual proporciona la flexibilitat necessària per a relaxar totes les hipòtesis (errors Gaussianos amb mitja nul·la, independents i idènticament distribuïts), que inhabiliten el model d'error SLS per a inferir models hidrològics. La principal aportació de la Tesi és la proposició de la metodologia que s'ha de seguir per a la correcta aplicació de la modelació directa (sense prèvia transformació de les variables) de la varianza dels errors. La dita metodologia es fonamenta en la necessitat de considerar l'adaptament, durant la inferència conjunta, entre les variacions de la distribució marginal dels errors i les variacions de les distribucions condicional, les quals són modelades pel model d'error. El dit adaptament es garantix per mitjà del compliment de les Lleis Totals (TLs) de l'esperança i de la variància. Per a la comprovació de la viabilitat dels aspectes teòrics deduïts en la Tesi, es realitza una sèrie d'experiments d'inferència en què es combina 2 models hidrològics agregats i un distribuït, amb dos models d'error clàssics (SLS i WLS) i dos models d'error generalitzats proposats en esta Tesi (GL++ i GL++Bias). Els resultats mostren, una vegada més, que les inferències amb SLS i WLS no són aplicables a models hidrològics, ja que els errors generats no complixen amb les seues hipòtesis. Igualment, basant-se en els resultats obtinguts, esta Tesi es pot considerar com l'afirmació culminada de la hipòtesi en ella plantejada, açò és: la no aplicació de les TLs en la modelació directa de la variància i el biaix dels errors produïx una incorrecta estimació dels paràmetres hidrològics, així com de la seua incertesa i una errònia estimació de la distribució predictiva. / Hernández López, MR. (2017). Inferencia Bayesiana conjunta de modelos hidrológicos y modelos de error generalizados, para la evaluación de las incertidumbres predictiva y de los parámetros [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90652 / TESIS

[ES] En esta tesis doctoral se presenta BIOLEACH, un nuevo modelo de soporte a la decisión para la gestión a tiempo real de vertederos de residuos sólidos urbanos que permite la simulación conjunta de la producción de lixiviados y biogás como procesos acoplados. La estimación de la producción de lixiviados se realiza utilizando una adaptación de la ecuación de balance hídrico que considera, además de todas las componentes hidrológicas, las cantidades de agua consumidas por la degradación en fase anaerobia de la materia orgánica presente en los residuos durante el proceso de generación del biogás. El modelo considera también los volúmenes de lixiviado recirculados desde la balsa de almacenamiento hacia la superficie o el interior del vertedero, en el caso de realizar una gestión del mismo como biorreactor. La producción de biogás se estima considerando que este proceso es un proceso acoplado con el de la producción de lixiviados. BIOLEACH ha sido programado para calcular la producción de lixiviados a escala mensual, utilizando datos reales de los parámetros meteorológicos y de la producción y características de los residuos realmente depositados en el vertedero. La producción de biogás se obtiene simultáneamente, considerando el contenido en humedad realmente disponible para ajustar las reacciones estequiométricas de biodegradación de la materia orgánica. BIOLEACH es una valiosa herramienta de gestión de vertederos biorreactor y permite calcular los volúmenes de lixiviado a recircular que garantizan condiciones de humedad en el interior de la masa de residuos que maximizan la producción de biogás. Como ejemplo ilustrativo de aplicación, BIOLEACH se ha utilizado para simular el comportamiento de un vertedero real bajo diferentes escenarios de gestión. Los resultados muestran los beneficios económicos y medioambientales derivados de la recirculación de lixiviados bajo estrategias de gestión como vertedero biorreactor. / [CA] En aquesta tesi doctoral es presenta BIOLEACH, un nou model de suport a la decisió per a la gestió a temps real d'abocadors de residus sòlids urbans que permet la simulació conjunta de la producció de lixiviats i biogàs com a processos aco-blats. L'estimació de la producció de lixiviats es realitza utilitzant una adaptació de l'equació de balanç hídric que considera, a més de totes les components hidrològiques, les quantitats d'aigua consumides per la degradació en fase anaeròbia de la matèria orgànica present en els residus durant el procés de generació del biogàs. El model considera també els volums de lixiviat recirculats des de la bassa cap a la superfície o l'interior de l'abocador, en el cas de realitzar una gestió del mateix com bioreactor. La producció de biogàs s'estima considerant que aquest procés és un procés acoblat amb el procés de producció de lixiviats. BIOLEACH ha estat programat per calcular la producció de lixiviats a escala mensual, utilitzant dades reals dels paràmetres meteorològics i de la producció i característiques dels residus realment dipositats a l'abocador. La producció de biogàs s'obté simultàniament, considerant el contingut en humitat realment dis-ponible per ajustar les reaccions estequiométriques de biodegradació de la matèria orgànica. BIOLEACH és una valuosa eina de gestió d'abocadors bioreactor i permet calcular els volums de lixiviat a recircular que garanteixen condicions d'humitat a l'interior de la massa de residus que maximitzen la producció de biogàs. Com a exemple il·lustratiu d'aplicació, BIOLEACH s'ha utilitzat per simular el comportament d'un abocador real sota diferents escenaris de gestió. Els resultats mostren els beneficis econòmics i mediambientals derivats de la recirculació de lixiviats sota estratègies de gestió com a bioreactor. / [EN] This doctoral thesis introduces BIOLEACH, a new decision support model for the real-time management of municipal solid waste bioreactor land¿lls that allows estimating the leachate and biogas production. Leachate production is estimated using an adaptation of the water balance equation which considers every hydrological component and the water consumed by anaerobic organic matter degradation to create biogas and the leachate recirculation ¿ows pumped from the land¿ll pond under a bioreactor management scheme. Land¿ll gas production is estimated considering the leachate formation process as a coupled e¿ect through the production or consumption of water. BIOLEACH uses waste production and climate data at monthly scale and com-putes leachate production accounting for the actual conditions inside the waste mass. Biogas production is computed simultaneously, considering the available water to adjust the chemical organic matter biodegradation. BIOLEACH is a valuable bioreactor managing tool as it allows calculating the recirculation volume of leachate that ensures optimal moisture conditions inside the waste mass and therefore maximizing biogas production. As an illustrative example of a BIOLEACH application, the model has been applied to simulate the performance of a real land¿ll under different management scenarios. Results show the economic and environmental bene¿ts derived from leachate recirculation under bioreactor management schemes. / Rodrigo Clavero, ME. (2020). Evaluación conjunta de la producción de lixiviados y biogás en vertederos de residuos sólidos urbanos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/148716 / TESIS