La presente investigación estudia la gestión en contextos extraordinarios realizada por dos Directores de Instituciones Educativas (IE José Cayetano Heredia e IE San Miguel Arcángel) en el distrito de Catacaos, en Piura, frente a las inundaciones producidas por el Fenómeno El Niño Costero1 en el año 2017. Por la falta de políticas preventivas, y consecuentemente, por la magnitud de su impacto económico y social, dicho evento fue catalogado como un desastre natural. Por ello, la presente investigación profundiza en la gestión de dos Directores durante las diferentes etapas del desastre natural enfrentado de manera endémica: desde el desborde del río, el retraso del año escolar, los programas de recuperación, hasta las necesidades de reconstrucción de la infraestructura de las escuelas. A partir del enfoque del Desarrollo Humano, se concluye que las diversas necesidades enfrentadas por los Directores a causa de las inundaciones, conllevaron a una expansión de su agencia. Para ello, se utilizó una metodología mixta en la cual se analiza el impacto y trascendencia de las diferentes dimensiones de su gestión escolar. Como parte del componente cualitativo, se realizaron diecisiete entrevistas a actores de ambas comunidades educativas.

[ES] Las inundaciones pueden llegar a desestabilizar los vehículos y estos, a su vez, pueden exacerbar los efectos negativos de las inundaciones cuando son arrastrados por el flujo, generando no solamente pérdidas económicas sino también de vidas humanas. En las ciudades, la mayor parte de las muertes durante las inundaciones ocurre al interior de los vehículos debido a que los conductores intentan cruzar con sus vehículos por zonas inundadas (Jonkzman and Kelman 2005; Drobot et al. 2007; Kellar and Schmidlin 2012). En países desarrollados, un alto porcentaje de estas muertes ocurre durante inundaciones relámpago cuando los conductores intentan cruzar por zonas inundadas en lugar de evitarlas (Fitzgerald et al. 2010; Kellar y Schmidlin 2012). Debido a esto, en áreas sujetas a inundaciones relámpago, casi la mitad de las víctimas son pasajeros atrapados en sus vehículos (Versini et al. 2010a) Entre las partes de las vías que resultan afectadas por las crecidas de los ríos se encuentran los puentes, las cuales son obras de infraestructura muy importantes. Un alto porcentaje de los fallos de los puentes a nivel mundial se presenta debido a las crecidas de los ríos, lo cual tiene un impacto negativo en los vehículos y los sistemas de transporte. Debido a esto, con el fin de realizar una adecuada gestión de las inundaciones es necesario determinar el riesgo de inestabilidad al que están sometidos los vehículos en una zona inundable. Sin embargo, a pesar del impacto negativo de las inundaciones, hasta la fecha se dispone de pocos estudios que permitan determinar los efectos negativos que las condiciones climáticas generan sobre los sistemas de transporte (Molarius et al., 2014). En esta investigación se desarrolló una nueva metodología para calcular este riesgo a partir de las características de las crecidas, los puentes, los vehículos, y el tráfico vehicular. Esta metodología fue generada a partir de una estructura conceptual y un desarrollo matemático novedosos y permite determinar el riesgo a través de la integral estadística de la amenaza de inestabilidad y la vulnerabilidad de los coches. En áreas urbanas y en las intersecciones entre las corrientes de agua y las vías, la amenaza se establece a través de una función de estabilidad de autos parcialmente sumergidos, las características geométricas de los vehículos y las características hidrodinámicas de las crecidas (calados y velocidades) y su probabilidad de ocurrencia, mientras que la vulnerabilidad se calcula por medio de la combinación de la susceptibilidad y la exposición de los coches. En puentes, la peligrosidad se obtiene a través del análisis de los datos de caudal disponibles y la vulnerabilidad mediante el análisis del estado estructural del puente, las características de la cuenca y del cauce aguas arriba y aguas abajo de la estructura, la estabilidad del canal y la potencial acumulación de acarreos. La metodología desarrollada se implementó para determinar el riesgo en los siguientes casos de estudio, los cuales están localizados en territorio español: (i) en las áreas urbanas correspondientes a los municipios de Alfafar y Massanassa, (ii) en los sitios de intersección entre vías y ríos localizados en el municipio de Godelleta; y (iii) en 12 puentes fluviales. Los resultados obtenidos podrían estar indicando que el método propuesto tiene en cuenta los elementos más importantes que deben considerarse al establecer este tipo de riesgo. La metodología desarrollada permite obtener un panorama detallado del riesgo de desestabilización de los vehículos debido a inundaciones en una zona determinada. En consecuencia, la implementación de esta metodología puede ayudar a disminuir los efectos negativos antes y durante este tipo de eventos, resultando de gran ayuda para las entidades encargadas de la planificación urbana y de la protección civil con el fin de diseñar e implementar acciones que permitan disminu / [CAT] Les inundacions poden desestabilitzar els vehicles i aquests, al mateix temps, poden exacerbar els efectes negatius de les inundacions quan són arrossegats pel flux, generant no solament pèrdues econòmiques sinó també de vides humanes. A les ciutats, la major part de les morts durant les inundacions ocorre a l'interior dels vehicles pel fet que els conductors intenten creuar amb els seus vehicles per zones inundades (Jonkzman and Kelman 2005; Drobot et al. 2007; Kellar and Schmidlin 2012). En països desenvolupats, un alt percentatge d'aquestes morts ocorre durant inundacions llampec quan els conductors intenten creuar per zones inundades en lloc d'evitar-les (Fitzgerald et al. 2010; Kellar i Schmidlin 2012). A causa d'això, en àrees subjectes a inundacions llampec, quasi la meitat de les víctimes són passatgers atrapats en els seus propis vehicles (Versini et al. 2010a) Entre les parts de les vies que resulten afectades per les crescudes dels rius es troben els ponts, les quals són obres d'infraestructura molt importants. Un alt percentatge de les fallades dels ponts a nivell mundial es presenta com a conseqüència de les crescudes dels rius, la qual cosa té un impacte altament negatiu en els vehicles i els sistemes de transport.. A causa d'això, amb la finalitat de realitzar una adequada gestió de les inundacions és necessari determinar el risc d'inestabilitat al qual estan sotmesos els vehicles en una zona inundable. No obstant això, malgrat l'impacte negatiu de les inundacions, fins a la data es disposa de pocs estudis que permeten determinar els efectes negatius que les condicions climàtiques generen sobre els sistemes de transport (Molarius et al., 2014). En la present investigació es va desenvolupar una nova metodologia per a calcular aquest risc a partir de les característiques de les crescudes, els ponts, els vehicles, i el trànsit vehicular. Aquesta metodologia va ser generada a partir d'una estructura conceptual i un desenvolupament matemàtic nous i permet determinar el risc a través de la integral estadística de l'amenaça d'inestabilitat i la vulnerabilitat dels cotxes. En àrees urbanes i en les interseccions entre els corrents d'aigua i les vies, l'amenaça s'estableix a través d'una funció d'estabilitat de cotxes parcialment submergits, les característiques geomètriques dels vehicles i les característiques hidrodinàmiques de les crescudes (calats i velocitats) i la seua probabilitat d'ocurrència, mentre que la vulnerabilitat es calcula per mitjà de la combinació de la susceptibilitat i l'exposició dels cotxes. En ponts, la perillositat s'obté a través de l'anàlisi de les dades de cabal disponibles i la vulnerabilitat mitjançant l'anàlisi de l'estat estructural del pont, les característiques de la conca i del llit aigües amunt i aigües avall de l'estructura, l'estabilitat del canal i la potencial acumulació d'enderrocs. La metodologia desenvolupada es va implementar per a determinar el risc en els següents casos d'estudi, els quals estan localitzats en territori espanyol: (i) en les àrees urbanes corresponents als municipis d'Alfafar i Massanassa, (ii) en els llocs d'intersecció entre vies i rius localitzats en el municipi de Godelleta; i (iii) en 12 ponts fluvials. Els resultats obtinguts podrien estar indicant que el mètode proposat té en compte els elements més importants que han de considerar-se en establir aquest tipus de risc. La metodologia desenvolupada permet obtindre un panorama detallat del risc de desestabilització dels vehicles a causa d'inundacions en una zona determinada. En conseqüència, la implementació d'aquesta metodologia pot ajudar a disminuir els efectes negatius abans i durant aquesta mena d'esdeveniments, resultant de gran ajuda per a les entitats encarregades de la planificació urbana i de la protecció civil amb la finalitat de dissenyar i implementar accions que permeten disminuir els efectes negatius de les inundacions. / [EN] Flooding can destabilize vehicles which might, in turn, exacerbate the negative effects of floods when vehicles are swept away by flows, leading to economic loss and fatalities. The main cause of death in cities during flood events corresponds to cars being swept away when they are driven by flooded roads (Jonkzman and Kelman 2005; Drobot et al. 2007; Kellar and Schmidlin 2012). In developed countries a high percentage of these deaths occurs during flash floods when drivers try to cross overflowing water bodies instead of avoiding them (Fitzgerald et al. 2010; Kellar and Schmidlin 2012). Hence, in areas subject to flash floods almost half of the victims are passengers trapped inside their own vehicles (Versini et al. 2010a). Among the parts of the roads that are most affected by floods are bridges, which are very important infrastructure works for society. Because of this, a high percentage of bridge failures worldwide occur as a result of river floods, which has highly negative impacts for vehicles and transportation systems. Therefore, in order to suitably manage floods, it is necessary to determine the risk of instability to which vehicles in flood-prone areas are subject. However, Despite the negative impact of floods, very few studies have centred on determining the negative effects of floods on transport systems (Molarius et al., 2014). In this research, a new methodology to estimate this risk based on the characteristics of vehicles, floods, bridges and vehicular traffic was developed. This methodology was generated from a novel conceptual structure and mathematical development and allows to determine the risk by the statistical integral of the instability hazard and the vehicles' vulnerability. In urban areas and stream crossings, the hazard is determined by a stability criterion of partially submerged cars, the geometric characteristics of the vehicles and the hydrodynamic characteristics of the floods (depths and velocities) and their probability of occurrence, while vulnerability is calculated by combining the susceptibility and exposure of cars. In bridges, the hazard is obtained by analysing available discharge data and the vulnerability by examining the structural condition of the bridge, the characteristics of the watershed and watercourse upstream and downstream of the structure, the stability of the channel and the potential accumulation of debris. The developed methodology was implemented to determine the risk in the following case studies, which are located in Spanish territory: (i) in the urban areas corresponding to the towns of Alfafar and Massanassa; (ii) in the stream crossings located in the municipality of Godelleta; and (iii) in 12 river bridges located. The results obtained could be indicating that the proposed method takes into account the most important elements to be considered when establishing this type of risk. The developed methodology provides a detailed vision of the vehicle instability risk due to flooding in a given area. Consequently, implementing this methodology can help to reduce negative effects before and during flooding events, which is extremely helpful for those organizations in charge of urban planning and civil protection to design and take actions that cushion the negative effects of flooding. / I thank Colciencias for financing this research through call 728-2015. / Bocanegra Vinasco, RA. (2020). Evaluation of the risk due to fluvial flooding in vehicles and road infrastructures at basin scale [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/157654

Las inundaciones son eventos naturales que en muchos casos impactan en la poblacion, infraestructura, servicios, entre otros. Las evidencias sugieren que la ocurrencia de eventos extremos asociados a crecidas de ríos se viene intensificando en el Perú por efecto de la variabilidad climática. En este contexto, el presente proyecto de investigación tiene como objetivo general cuantificar y proveer las herramientas para una futura adecuacón de un sistema que acople información climática de productos de lluvia a modelos hidrológicos e hidráulicos. Para tal fin, se ha seleccionado como cuenca de estudio a la cuenca del rio Rímac, que discurre a través de la ciudad de Lima, la cual alberga a cerca del 30% de la población del país. La presente investigación se concentra en tres tópicos, a saber: [1] adecuar el modelo lluvia escorrentía Génie Rural a 4 parametres Journalier (GR4J) en la cuenca del Rímac, en donde se explora su capacidad para reproducir las descargas medias diarias y su capacidad de predecir la escorrentía; [2] Generar un modelo digital de elevación a partir de la técnica structure-from-motion, explorando su potencial para ser empleado como insumo en modelos hidráulicos; y [3] corregir la familia de modelos de circulacón global Hadley Global Environment Model 2 (HadGEM2) del Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5) a partir de la aplicación del método de Regionalización downscaling estadístico para los productos de lluvia. El mérito intelectual de la presente contribución estriba en el hecho que las técnicas aplicadas y resultados obtenidos tiene el potencial de remontar las limitaciones de información hidro-meteorológica y morfológica en la cuenca del río Rímac, pudiendo ser replicado en otras cuencas del país. Además, estos guardan estrecha relación en la formación de un sistema integrado de previsión de caudales y zonas inundables, siendo esto una perspectiva a futuro de la presente tesis. La presente tesis se encuentra distribuida como sigue: en el primer capítulo se presentan los aspectos generales de la investigación. El Capítulo 2 se concentra en el escalamiento temporal de escala diaria a horaria de un modelo hidrológico. El Capítulo 3 describe la reproducción digital de la topografía de fondo del río Rímac aplicando la técnica structure-from-motion. Asimismo, en el Capítulo 4 se detallan los aspectos técnicos para la corrección de modelos de circulación general HadGEM2 empleando downscaling estadístico. Finalmente, en el Capítulo 5 se presentan las conclusiones generales de la investigación y el trabajo futuro recomendado. / Floods are a natural phenomenon that in many cases impacts on population, public infrastructure and services, among others. A body of evidence suggests that extreme climatic events will intensify due to El Ni~no-Southern Oscillation phenomenon and global warming. In that context, this thesis is aimed to provide tools to articulate climatic, hydrologic and hydraulic modeling. To this end, the Rimac basin, whose waters are the main source of Lima city (30% of the whole population of Peru), was selected as study area. The present investigation has concentrated on three tasks, namely: [1] to adapt the Genie Rural a 4 parametres Journalier (GR4J) rainfall-runo model for the Rimac river basin to reproduce and forecast daily and hourly discharge in a semidistributed approach; [2] to generate a digital river bed elevation model using the structure-from-motion technique, exploring its potential as input for hydraulic models; [3] to correct general circulation model named Hadley Global Environment Model 2 (HadGEM2) of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5) using Statistical Downscaling used for the precipitation. Under the light of our results, we believe that the aforementioned techniques have the potential to overcome the limitations in hydro-meteorological and morphological data for the Rimac River basin and other basins. Thus, they can be used to build an integrated system flood management for the Rimac River. The present thesis is organized as follows: the first chapter presents the general aspects of the thesis. Chapter 2 focuses on the study of the temporal downscaling of the hydrological GR4J model, Chapter 3 describes the digital reproduction of a shallow river bed using the structure-from-motion technique. Likewise, Chapter 4 focuses on the technical aspects for the correction of the general circulation model family named HadGEM2 using statistical downscaling. Finally, in Chapter 5 we present the general conclusions of this study and the future work we suggest. / Tesis

El valle de Ica es un espacio complejo caracterizado por la riqueza de recursos que han sostenido importantes empresas agroexportadoras, pero también por la existencia de una serie de peligros, en particular las inundaciones y huaycos que periódicamente amenazan la vida y economía de su población. Desde inicios del siglo XX la cuenca del río Ica ha sido intervenida en múltiples ocasiones con infraestructura de mitigación, sin embargo, esta ha tenido resultados modestos en la reducción de los peligros y ocasionalmente los ha exacerbado. En este contexto, la pregunta que guio la investigación fue ¿cómo se reproduce el riesgo en los procesos de desarrollo de infraestructura de control de inundaciones y huaycos en el valle de Ica? Basándome en los aportes de la ecología política del riesgo y los estudios sobre la desigualdad persistente, demuestro que los procesos de desarrollo de este tipo de infraestructura estuvieron mediados por dinámicas de facilitación y marginalización que garantizaron la seguridad y acumulación de recursos a grupos sociales privilegiados y reprodujeron o exacerbaron los riesgos de los grupos menos favorecidos. Los mecanismos de facilitación implicaron la creación de discursos de modernidad y desarrollo, la extensión de redes de parentesco en distintos niveles del estado y la creación de organización de representación de intereses privados. Mientras que los mecanismos de marginalización implicaron la creación de discursos de exclusión que mediaron una situación de negligencia frente a la situación de riesgo de los grupos sociales subordinados y la implementación dirigida de medios coercitivos. Se concluye que, en situaciones de cambio en los enfoques de desarrollo de infraestructura de mitigación, en concordancia con la transformación de paradigmas de gestión del agua, las desigualdades en la distribución de riesgos y recompensas persisten en base a la operación de dichos mecanismos. / Tesis

La presente tesis busca profundizar el conocimiento de las comunidades amazónicas en nuestro país, en especial la relación que tienen con los ríos y su percepción de vulnerabilidad ante las inundaciones. El caso de estudio intenta analizar la vulnerabilidad de la comunidad quechua- lamista de Canayo, ubicada en el distrito de Chazuta - San Martín, al margen derecho del río Huallaga. La metodología utilizada integra el saber técnico con el saber tradicional de la población. Por un lado, el trabajo técnico abarca la caracterización del territorio, la espacialización y análisis multitemporal de la migración lateral del río Huallaga y la quebrada de Chipaota; el análisis de la vulnerabilidad y las capacidades según gabinete. Por otro lado, el saber cultural contempla la comunicación directa con la comunidad a través de entrevistas y el desarrollo de un taller participativo para conocer su percepción frente a las inundaciones. Los métodos desarrollados en el taller, nos ayudaron a validar la información encontrada en gabinete, valorar sus capacidades y conocer la estrecha relación de la comunidad con el río Huallaga y la quebrada de Chipaota. Integrando ambos enfoques logramos conocer que a pesar que la comunidad de Canayo vive constantemente amenazada por las inundaciones, es su experiencia, sus conocimientos tradicionales y sus capacidades las que le permite contar con mecanismos de adaptación a esta dinámica natural de su territorio y esto contribuye a disminuir su vulnerabilidad. Resultado al que no hubiésemos llegado sin conocer la percepción de sus pobladores. / This thesis aims to deepen the knowledge of the Amazonian communities in our country, especially the relationship they have with rivers and their perception of floods vulnerability. The case study attempts to analyze the vulnerability of the Quechua - lamista community Canayo, located in the district of Chazuta - San Martin, on the right bank of the Huallaga River. The methodology integrates technical knowledge with traditional knowledge of the population. On one hand, the technical work included the characterization of the territory, the spatialization and multi-temporal analysis of lateral migration of the Huallaga River and the gorge of Chipaota; and vulnerability and capacity analysis. On the other hand, cultural knowledge provides direct communication with the community through interviews and the development of a participatory workshop to learn the perception of the community in front of a flood. The methods developed in the workshop helped us to validate the information found in cabinet, value their capacities and know the close relationship of the community with the Huallaga River. Integrating both approaches we know that despite the community of Canayo lives constantly threatened by flooding, it is their experience, the traditional knowledge and their capabilities that allow you to have mechanisms to adapt to the natural dynamics of their territory and this contributes to reduce their vulnerability. Result that we had not come without the perception of the community.

[ES] El riesgo representa uno de los descriptores paradigmáticos de nuestra actualidad. Las crecientes modificaciones en los procesos y ordenamientos naturales se reflejan en los fenómenos naturales. En este contexto, las inundaciones representan hoy en día la primera causa de catástrofes en el mundo, afectando las sociedades en su bienestar y los elementos que representan su desarrollo y valores. La arquitectura es una de las expresiones más evocativas de los valores e identidad de una comunidad. Las formas tradicionales, como la arquitectura de tierra, constituyen una parte de los lenguajes expresivos e identitarios de cada cultura. El actual incremento de inundaciones amenaza este patrimonio cultural que, por sus características higrométricas, resulta particularmente susceptible a la acción del agua. La presente tesis surge de la necesidad de conservar el patrimonio construido en tierra frente a las inundaciones. Para ello se plantea una metodología de evaluación del riesgo basada en la relación entre peligrosidad, exposición y vulnerabilidad, implementando una matriz de análisis que tiene en cuenta las peculiaridades de las construcciones de tierra, elaborada a partir de la caracterización de la arquitectura de tierra de la Península Ibérica. Su aplicación a 276 edificios distribuidos en cuatro cuencas hidrográficas ha permitido calcular el nivel de riesgo individual de cada elemento analizado en función de tres periodos de retorno (10, 100 y 500 años) y destacar la influencia de sus características intrínsecas, así como de los fenómenos de degradación. Finalmente, se proponen una serie de estrategias para la mitigación del riesgo y la conservación de la arquitectura de tierra expuesta a las inundaciones. Así, la metodología de evaluación propuesta se convierte en un elemento de conexión entre las condiciones del presente y la incertidumbre de los escenarios futuros. En este sentido, esta investigación se configura como una de las posibles claves de interpretación del problema de la afección de las inundaciones a la arquitectura de tierra. / [CA] El risc representa un dels descriptors paradigmàtics de la nostra actualitat. Les creixents modificacions en els processos i ordenaments naturals es reflecteixen en els fenòmens naturals. En aquest context, les inundacions representen en l'actualitat la primera causa de catàstrofes al món, afectant les societats en el seu benestar i els elements que representen el seu desenvolupament i valors. L'arquitectura és una de les expressions més evocatives dels valors i identitat d'una comunitat. Les formes tradicionals, com l'arquitectura de terra, constitueixen una part dels llenguatges expressius i identitaris de cada cultura. L'actual increment d'inundacions amenaça aquest patrimoni cultural que, per les seues característiques higromètriques, resulta particularment susceptible a l'acció de l'aigua. Aquesta tesi sorgeix de la necessitat de conservar el patrimoni construït en terra davant de les inundacions. Per a fer front a aquesta necessitat es planteja una metodologia d'avaluació del risc basada en la relació entre perillositat, exposició i vulnerabilitat, implementant una matriu d'anàlisi que té en compte les peculiaritats de les construccions de terra, elaborada a partir de la caracterització de l'arquitectura de terra de la Península Ibèrica. La seua aplicació a 276 edificis distribuïts en quatre conques hidrogràfiques ha permés calcular el nivell de risc individual de cada element analitzat en funció de tres períodes de retorn (10, 100 i 500 anys) i destacar la influència de les seues característiques intrínseques, així com dels fenòmens de degradació. Finalment, es proposen una sèrie d'estratègies per a la mitigació del risc i la conservació de l'arquitectura de terra exposada a les inundacions. Així, la metodologia d'avaluació proposada es converteix en un element de connexió entre les condicions del present i la incertesa d'escenaris futurs. En aquest sentit, la present investigació es configura com una de les possibles claus d'interpretació del problema de l'afecció de les inundacions a l'arquitectura de terra. / [EN] Risk represents one of the paradigmatic descriptors of our time. Increasing changes in natural processes are reflected in natural phenomena. In this context, floods represent the first cause of catastrophes in the world, affecting societies and the elements that represent their development and values. Architecture is one of the most evocative expressions of a community's values and identity. Traditional forms, such as earthen architecture, constitute part of each culture's expressive and identity languages. The current increase in flooding threatens this cultural heritage which is particularly susceptible to the action of water due to its hygrometric characteristics. This thesis arises from the need to preserve the heritage built on land against floods. To this end, a risk assessment methodology based on the relationship between hazard, exposure and vulnerability is proposed, implementing an analysis matrix that considers the peculiarities of earthen constructions, elaborated from the characterization of the earthen architecture of the Iberian Peninsula. Its application to 276 buildings distributed in four river basins has made it possible to calculate the individual risk level of each element analyzed according to three return periods (10, 100 and 500 years) and highlight the influence of its intrinsic characteristics, as well as deterioration phenomena. Finally, risk mitigation strategies and conservation actions for flood-exposed earth architecture are proposed. Thus, the proposed evaluation methodology becomes an element of connection between the present state and the uncertainty of future scenarios. This research is configured as one of the possible keys to interpreting the problem of the effect of floods on earthen architecture. / Trizio, F. (2023). La afección de las inundaciones en la arquitectura de tierra de la Península Ibérica: causas, riesgos y estrategias de protección [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/195026

Tesis por compendio / [ES] Actualmente, la mayor parte de la población mundial vive en ciudades y se espera que esta tendencia continúe, trasladando cada año más población rural hacia las áreas urbanas. Este fenómeno se debe principalmente al desarrollo económico que se genera en las ciudades. Estas condiciones plantean desafíos importantes para las ciudades en cuanto a su planificación y gestión. Si el crecimiento de la urbanización se gestiona adecuadamente puede contribuir al crecimiento sostenible, aumentando la productividad y el nivel de vida de las personas. Sin embargo, no se puede pasar por alto que el crecimiento de las ciudades implica una afectación al medioambiente. Uno de los problemas que más preocupación causa es la expansión de las ciudades que sustituyen los espacios verdes y agrícolas que rodean a las ciudades por calles y estructuras impermeables. Este proceso disminuye la capacidad del suelo para absorber el agua en un evento de lluvia, incrementando la escorrentía y el riesgo de inundaciones. Si a este problema particular de las ciudades, le sumamos el innegable cambio climático que aumenta la frecuencia de eventos de lluvias extremas en ciertas zonas del planeta, la adaptación de la infraestructura de las ciudades para hacerlas más seguras es una necesidad imperiosa. Los sistemas de drenaje son infraestructuras esenciales, concebidos para captar y transportar el agua producto de las precipitaciones, su buen funcionamiento genera seguridad y bienestar a las personas mientras que un funcionamiento inadecuado se asocia al riesgo y a la vulnerabilidad. Bajo escenarios de cambio climático estas estructuras que fueron diseñadas para caudales menores no garantizan la efectiva evacuación de las aguas, volviendo a las ciudades vulnerables a las inundaciones que pueden generar pérdidas sociales y económicas. Para mitigar estos impactos se han desarrollado diferentes medidas como las denominadas buenas prácticas de manejo o la instalación de sistemas de drenaje con tecnología de bajo impacto, entre otras. Sin embargo, estas medidas no son suficientes para controlar el caudal pico de una lluvia extrema. Adaptar la red existente a las nuevas condiciones climáticas, se presenta como una alternativa idónea para el control de las inundaciones en el entorno urbano. Ampliar la capacidad de la red cambiando el tamaño de las tuberías por otras de mayor diámetro ha sido el enfoque tradicional que se ha venido usando desde hace muchos años. La inclusión de tanques de tormenta en el sistema es una medida que se adoptó posteriormente para dotarlo de mayor resiliencia a los picos de lluvias extremas. Desafortunadamente la construcción de estas estructuras en el entorno conlleva una gran dificultad por el tamaño de la intervención, el tiempo y el coste. En este contexto, el presente trabajo, presenta una novedosa forma de mejorar las redes de drenaje combinando el cambio de tuberías, la instalación de tanques de tormenta en la red de drenaje e incluye también elementos de control hidráulico en la red de drenaje. Con estas acciones se considera que la rehabilitación de la red será más eficiente en términos técnicos y económicos. Para lograrlo, se usa un modelo de optimización creado a partir de un algoritmo genético modificado conectado al modelo SWMM mediante una toolkit. El modelo de optimización se enfoca en minimizar el coste de la infraestructura requerida y de los costes asociados a las inundaciones. Planteado así el problema, se define una función objetivo compuesta por funciones de coste que será evaluada para encontrar las mejores soluciones. El desarrollo de diferentes pasos para la obtención de una metodología eficiente, las estrategias para reducir los tiempos de cálculo y el esfuerzo computacional, el análisis económico de las inundaciones y las estructuras requeridas se detalla en cada capítulo de esta tesis. / [CA] Actualment, la major part de la població mundial viu en ciutats i s'espera que aquesta tendència continue, traslladant cada any més població rural cap a les àrees urbanes. Aquest fenomen es deu principalment al desenvolupament econòmic que es genera a les ciutats. Aquestes condicions plantegen desafiaments importants per a les ciutats quant a la seua planificació i gestió. Si el creixement de la urbanització es gestiona adequadament pot contribuir al creixement sostenible, augmentant la productivitat i el nivell de vida de les persones. No obstant això, no es pot passar per alt que el creixement de les ciutats implica una afectació al medi ambient. Un dels problemes que més preocupació causa és l'expansió de les ciutats que substitueixen els espais verds i agrícoles que envolten a les ciutats per carrers i estructures impermeables. Aquest procés disminueix la capacitat del sòl per a absorbir l'aigua en un esdeveniment de pluja, incrementant l'escolament i el risc d'inundacions. Si a aquest problema particular de les ciutats, li sumem l'innegable canvi climàtic que augmenta la freqüència d'esdeveniments de pluges extremes en unes certes zones del planeta, l'adaptació de la infraestructura de les ciutats per a fer-les més segures és una necessitat imperiosa. Els sistemes de drenatge són infraestructures essencials, concebuts per a captar i transportar l'aigua producte de les precipitacions, el seu bon funcionament genera seguretat i benestar a les persones mentre que un funcionament inadequat s'associa al risc i a la vulnerabilitat. Sota escenaris de canvi climàtic aquestes estructures que van ser dissenyades per a cabals menors no garanteixen l'efectiva evacuació de les aigües, tornant a les ciutats vulnerables a les inundacions que poden generar pèrdues socials i econòmiques. Per a mitigar aquests impactes s'han desenvolupat diferents mesures com les denominades bones pràctiques de maneig o la instal·lació de sistemes de drenatge amb tecnologia de baix impacte, entre altres. No obstant això, aquestes mesures no són suficients per a controlar el cabal pique d'una pluja extrema. Adaptar la xarxa existent a les noves condicions climàtiques, es presenta com una alternativa idònia per al control de les inundacions en l'entorn urbà. Ampliar la capacitat de la xarxa canviant la grandària de les canonades per altres de major diàmetre ha sigut l'enfocament tradicional que s'ha vingut usant des de fa molts anys. La inclusió de tancs de tempesta en el sistema és una mesura que es va adoptar posteriorment per a dotar-lo de major resiliència als pics de pluges extremes. Desafortunadament la construcció d'aquestes estructures en l'entorn comporta una gran dificultat per la grandària de la intervenció, el temps i el cost. En aquest context, el present treball, presenta una nova manera de millorar les xarxes de drenatge combinant el canvi de canonades, la instal·lació de tancs de tempesta en la xarxa de drenatge i inclou també elements de control hidràulic en la xarxa de drenatge. Amb aquestes accions es considera que la rehabilitació de la xarxa serà més eficient en termes tècnics i econòmics. Per a aconseguir-ho, s'usa un model d'optimització creat a partir d'un algorisme genètic modificat connectat al model SWMM mitjançant una toolkit. El model d'optimització s'enfoca a minimitzar el cost de la infraestructura requerida i dels costos associats a les inundacions. Plantejat així el problema, es defineix una funció objectiu composta per funcions de cost que serà avaluada per a trobar les millors solucions. El desenvolupament de diferents passos per a l'obtenció d'una metodologia eficient, les estratègies per a reduir els temps de càlcul i l'esforç computacional, l'anàlisi econòmica de les inundacions i les estructures requerides es detalla en cada capítol d'aquesta tesi. / [EN] Currently, most of the world's population lives in cities and this trend is expected to continue, moving more rural population to urban areas every year. This phenomenon is mainly due to the economic development that is generated in the cities. These conditions pose significant challenges for cities in terms of planning and management. If the growth of urbanization is properly managed, it can contribute to sustainable growth, increasing productivity and people's standard of living. However, it cannot be overlooked that the growth of cities implies an impact on the environment. One of the problems that causes the most concern is the expansion of cities that replace the green and agricultural spaces that surround the cities with streets and impermeable structures. This process decreases the capacity of the soil to absorb water in a rain event, increasing runoff and the risk of flooding. If adding to this problem of cities the undeniable climate change that increases the frequency of extreme rainfall events in certain areas of the planet, the adaptation of the infrastructure of cities to make them safer is an urgent need. Drainage systems are essential infrastructures, designed to capture and transport water produced by precipitation, their proper functioning generates security and wellness for people, while inadequate functioning is associated with risk and vulnerability. Under climate change scenarios, these structures, which were designed for lower flows, do not guarantee the effective evacuation of water, making cities vulnerable to floods that can generate social and economic losses. To mitigate these impacts, different measures have been developed, such as the so-called Best Management Practices or the installation of Low Impact Development etc. However, these measures are not enough to control the peak flow of extreme rainfall. Adapting the existing network to the new climatic conditions is presented as an ideal alternative for flood control in the urban environment. Expanding the capacity of the network by changing the size of the pipes for others with a larger diameter has been the traditional approach that has been used for many years. The inclusion of storm tanks in the system is a measure that was later adopted to provide it with greater resilience to extreme rainfall peaks. Unfortunately, the construction of these structures in the environment entails great difficulty due to the size of the intervention, the time, and the cost. In this context, the present work presents a novel way of improving drainage networks combining the replacement of pipes, the installation of storm tanks in the drainage network and also includes elements of hydraulic control in the drainage network. With these actions it is considered that the rehabilitation of the network will be more efficient in technical and economic terms. To achieve this, an optimization model created from a modified genetic algorithm connected to the SWMM model through a toolkit is used. The optimization model focuses on minimizing the cost of the required infrastructure and the costs associated with flooding. Posing the problem in this way, an objective function is defined composed of cost functions that will be evaluated to find the best solutions. The development of different steps to obtain an efficient methodology, the strategies to reduce calculation times and computational effort, the economic analysis of floods and the required structures are detailed in each chapter of this thesis. / I want to mention the support for the realization of this thesis from the Program Fondecyt through Project No. 1210410 and Project No. 1180660 of the National Agency for Research and Development (ANID) of Chile. From the program PAID 12-21 of the Polytechnic University of Valencia and the program E+/EU Erasmus+ Traineeship. / Bayas Jiménez, LA. (2023). Flood control in urban areas through the rehabilitation of drainage networks [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/199234 / Compendio

The purpose of the thesis is to characterize flood events within the agricultural fields of flooding Pampa in Argentina. The characterization divides the flat landscape into flood prone areas and endeavour at linking driving factors to flood response based on past events. The characterization is based on information freely available from remote sensing (satelliteimages, digital elevation, and estimated rain data), from precipitation data from a weatherstation and from field measurements carried out with Universidad Nacional de La Plata. The main research question is: Which are the driving factors contributing to the flooding? Data from remote sensing was used to visualize previous areal water extents, to calculate the topographic wetness index, the upslope areas for the field study sites and for a precipitationtrend analysis. Furthermore, data from remote sensing was used to replace missing days of rain data from the weather station. The complemented rain data was compared with the water extent for the events. Relationships between event precipitation, previous precipitation, land-use, and surface runoff was evaluated with the Soil Conservation-Curve Number method, SCS-CN, and the runoff coefficients for different antecedent conditions were calculated. The precipitation data and the satellite images showing water extents were also used to calculatethe 100-year and 20-year storm- and flood event. The measured infiltration capacity was used as input data in the SCS-CN-method to calculate the surface runoff and the measured soilmoisture was used to verify results from the Topographic Wetness Index, TWI, map. The flood risk areas are visualized with satellite images and the calculated Modified Normalized Difference Water Index. The TWI also visualizes the more flood prone or wetter areas and delineates the lower depressions where soil moisture was also measured to be higher, however not significantly. With the available satellite images within the study results indicate that floods are more common wintertime and that great flood events cannot be foreseen with only antecedent precipitation and event precipitation with the SCS-CN method. However, the events in the study with larger water extents, had high precipitation. No clear correlation between water extents from satellite images calculated by Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, and estimated surface runoff from the SCS-CN method could be seen. However, the obtained runoff coefficients from the SCS-CN method can be used for estimating surface runoff for future storm events were higher Antecedent Moisture Condition, AMC, and low infiltration capacities increases surface runoff. The infiltration capacity of the studied fields is approximately 16 mm/hour and hence not alone a driving factor causing inundation since the soil can absorb, for example, a 20-year storm event of 125 mm/day. However, that is not the case since a 20-year storm flood has covered 9 % of the area around Don Joaquin and El Amanecer with water. No seasonal precipitation trends can be seen in Punta Indio during the last 40 years analysing precipitation data from remote sensing. In flooding Pampa the agricultural fields inundate almost on yearly basis in the depressionsdue to the gentle slopes and high intense precipitation (yearly maximum daily precipitation is always higher than 60 mm/day). To decrease the flood risk the management should ensure high vegetative cover which increases infiltration and balances the hydrological responses. / Syftet med studien är att karakterisera översvämningar inom jordbruket på Argentinska Pampas. Det platta landskapet mest översvämningsutsatta områden pekas ut och arbetet har fokuserat på att koppla landskapets utformning och regnmönster till översvämningarna. Karakteriseringen utgår ifrån information från satellitbilder och digitala höjddata, från nederbördsdata från den närmaste väderstationen som kompletterats med regndata från fjärranlyser och från fältmätningar utförda tillsammans med Universidad Nacional de La Plata. Den huvudsakliga frågan är: Vilka är de bidragande faktorerna till översvämningarna? Information från fjärranalyser användes för att visualisera tidigare översvämningar, för att beräkna det topografiska fuktighetsindexet, tillrinningsområdet för fältstudieplatserna och för en nederbördstrendanalys. Regndatan jämfördes med vattenarean under tidigare översvämningar. Sambanden mellan nederbörd, markanvändning och ytavrinning utvärderades med Soil Conservation-Curve Number metoden, SCS-CN, och avrinningskoefficienterna för olika nederbördsförhållanden beräknades. Nederbördsdata och satellitbilder som visar vattnets utbredning användes också för att beräkna magnituden av ett 100-årsregn och 20-årsregn samt utbredningen av en 100-årsöversvämning. Den i fält uppmätta infiltrationskapaciteten användes som indata i SCS-CN-metoden för att beräkna ytavrinning och den i fält uppmätta markfuktigheten för att verifiera resultat från GISanalysen av det topografiska fuktighetsindexet.' Översvämningsriskområden visualiserades i studien med satellitbilder och det modifierade normaliserade differens vattenindexet. Även det topografiska fuktighetsindexet visualiserar de mer översvämningsbenägna områdena och markerar vattnets väg där markfuktigheten också uppmättes vara högre, dock inte signifikant blötare än ovan liggande punkter. Analys av de tillgängliga satellitbilderna i studien visar att översvämningar är vanligare vintertid och att stora översvämningshändelser inte kan förutses enbart med de senaste dagarnas regnmängd och eventregnet med SCS-CN-metoden. Alla satellitbilder i studien med större vattentäckning kunde dock kopplas till stora regnmängder. Ingen tydlig korrelation mellan vattenutbredningen och uppskattad ytavrinning med SCS-CN-metoden kunde ses. De erhållna avrinningskoefficienterna från SCS-CN-metoden kan dock användas för att uppskatta risken för ytavrinning vid framtida regn där större regnmängder och låg infiltration ökar ytavrinningen. Fältens infiltrationskapacitet är cirka 16 mm/timme och därmed inte ensamt en drivande faktor till översvämningarna eftersom infiltrationskapaciteten är högre än exempelvis ett 20-årsregn (125 mm/dygn). Dock kan 20-årsregn täcka 9 % av området runt Don Joaquin och El Amanecer med vatten. Inga nederbördstrender kan ses i Punta Indio under de senaste 40 åren genom analys av nederbördsdata från fjärranalyser. I Pampa deprimida översvämmar jordbruksfälten nästan årligen i sänkorna på grund av den platta topografin och den höga intensiva nederbörden (den årliga maximala dagliga nederbörden är nästan alltid högre än 60 mm/dag). För att minska översvämningsriskerna bör lantbrukare säkerställa en hög vegetativ täckning som ökar infiltrationen, skyddar marken och balanserar de hydrologiska reaktionerna. / El propósito de la tesis es analizar los posibles eventos de inundación en un sector de la Pampa Deprimida en Argentina, dada la importancia productiva de la región. Se trabajó en los campos de la Universidad Nacional de La Plata con la dirección del curso de Edafología, de la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales. Se caracterizó la región en general y los campos en particular, utilizando información de acceso gratuito en la web, tales como imágenes satelitales, mapas de elevación digital e información meterologíca. Se utilizaron técnicas geomáticas para definir la evolución de agua en superficie mediante un análisis de la precipitación y coberturas de agua en imágenes satelitales obtenidas entre el 2000 y 2022 con la finalidad de calcular el Indice de Humedad Topográfico (TWI). Se establecen relaciones entre la precipitación, el manejo de los campos, la escorrentía superficial y las cuberturas de aguas. Se analizó la occurrencias de eventos de excesos hídricos. Se efectuaron ensayos de infiltración y el método Soil Conservation Service-Curve Number (SCS-CN) a fin de estimar la escorrentía superficial y las medidas de la humedad del suelo para verificar los resultados del mapa con el TWI. Las imágenes satélitales y el Modified Normalized Differential Water Index (MNDWI) calculado, permiten estimar las áreas más expuestas a inundaciones. El TWI permitió distinguir los sectores más altos y bajos mediante la medición de la humedad del suelo. Con los datos disponibles en este estudio, los resultados indican que las inundaciones son más frecuentes en invierno, y que los grandes eventos de inundación no se pueden predecir solo con registros de precipitación y el uso del método SCS-CN. No se pudo observar una correlación entre las extensiones de agua de las imágenes satelitales calculadas por Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA Clima y Agua, Castelar), y la escorrentía superficial estimada por el método SCS-CN. Sin embargo es possible encontrar una correspondencia entre las precipitaciones muy elevadas y la cobertura de agua. La occurencia de altas precipitaciones luego de un periodo lluvioso en un suelo con baja infiltración debido a una baja cobertura vegetal, aumenta la escorrentía superficial. La capacidad de infiltración del campo estudiado es de aproximadamente 16 mm/hora y un evento de lluvia extrema que se produce cada 20 años puede ser de 125 mm/día. Consecuentemente, no sería la baja infiltración la principal causa de la inundacion. No obstante, se aprecia que effectivamente un evento de 125 mm/día cubre 9 % del área en Don Joaquín y del El Amanecer. Con precipitaciones normales la cobertura es de aproximadamente 2 %. Cabe indicar que las precipitaciones registradas en la estación de Punta Indio durante los últimos 40 años, no manifiestan un comportamiento diferente en su occurencia y cantidad. En Pampa deprimida los campos se inundan frecuente, no solo debido a las precipitaciones locales y el amabiente de muy bajas pendientes. Los flujos de agua subterranea, aunque no se las pudo analizar en este estudio, también afuectuan las coberturas de agua. A fin de disminuirlos riesgos de inundación, el manejo debe garantizar una alta cobertura vegetal que aumente la infiltración y proteja al suelo y, de este modo, contribuir a controlar la natural dinámica hidrológica de la región en estudio. / Estudio del suelo, agua subterránea y vegetación, como base para definir ambientes de manejo en el partido de Magdalena

Tesis por compendio / [ES] El cambio climático indudablemente afectará los eventos de nieve ya que se espera que la temperatura y la precipitación cambien en el futuro. Las montañas españolas se ven especialmente afectadas por esta situación, ya que el almacenamiento de nieve se concentra en periodos muy concretos del año hidrológico y juega un papel muy importante en la gestión de los recursos hídricos. En este estudio se realiza en primer lugar un análisis del comportamiento de los fenómenos complejos relacionados con la nieve en las cuatro principales regiones montañosas de España en los próximos 50 años. El modelo hidrológico ASTER se aplica utilizando como insumo básico datos de temperatura y precipitación, estimados bajo un escenario de cambio climático. Los resultados muestran diferentes cambios en los caudales máximos y promedio esperados, dependiendo de la muy diferente magnitud y signo de los cambios en la precipitación. Puede producirse un aumento de los episodios de inundación como consecuencia de una compleja relación entre los cambios en las precipitaciones y un aumento de las intensidades máximas de deshielo que oscilan entre el 2,1% en los Pirineos y el 7,4% en la Cordillera Cantábrica. Sin embargo, los patrones comunes se muestran en una menor duración de las reservas de masa de nieve, que se espera que ocurra 45 días antes para la Cordillera Cantábrica, y alrededor de 30 días para el resto de las regiones montañosas estudiadas. Los cambios observados también conducen a una disminución preocupante del efecto regulador de los fenómenos relacionados con la nieve en los ríos españoles, con una disminución de la acumulación media de nieve que oscila entre un 28% para Pirineos y Sierra Nevada y un 42% para el Sistema Central y la Cordillera Cantábrica. Se espera una disminución del caudal medio, que fluctúe desde el 2,4% en los Pirineos hasta el 7,3% en la Cordillera Cantábrica, aumentando únicamente en el Sistema Central un 4,0%, siendo necesario desarrollar nuevas medidas de adaptación al cambio climático. Por otro lado, con el fin de lograr una mejor estimación del Equivalente de agua de nieve (SWE) utilizando una red meteorológica y de profundidad de nieve (SD) económica y extensa; y que mejore la calibración del modelo hidrológico ASTER, se proporcionan nuevos modelos de regresión de densidad de nieve (SDEN). A partir del gran banco de datos de densidad de nieve (SDEN) existente para los Pirineos españoles, siendo una de las zonas más importantes y mejor monitorizadas del mundo, se evalúan modelos de regresión lineal simple y múltiple que relacionan SDEN con la intra-dependencia del tiempo anual y otros factores como la precipitación acumulada estacional, las temperaturas promedio de 7 días, la profundidad de la nieve (SD) y la elevación. Los resultados mostraron tasas de densificación similares sin mostrar un patrón espacial. La tasa de densificación para el conjunto de muestras manuales se fijó en 1,2 x 10-3 kg/L/día, muy similar al conjunto de medidas automáticas. Los resultados aumentan el conocimiento sobre SDEN en los Pirineos, aunque hay que tener en cuenta la alta variabilidad espacial encontrada. Finalmente, se estudian los efectos que el cambio climático puede tener en las inundaciones para un caso de estudio de una cuenca nival de la Cordillera Cantábrica. Usando diferentes modelos climáticos, considerando un escenario de emisiones de gases de efecto invernadero comparativamente altas (RCP8.5), con datos diarios de temperatura y precipitación entre los años 2007-2070, y comparando los resultados en términos relativos, se estiman el caudal y la variación del riesgo de inundación debido al cambio climático. En el caso concreto de Reinosa, el modelo climático MRI-CGCM3 muestra que el cambio climático provocará un aumento significativo de habitantes potenciales afectados y daños económicos por riesgo de inundaciones. / [CA] El canvi climàtic afectarà indubtablement els esdeveniments de neu ja que s'espera que la temperatura i la precipitació canvien en el futur. Les muntanyes espanyoles estan especialment afectades per aquesta situació, ja que l'emmagatzematge de neu es concentra en períodes molt concrets de l'any hidrològic i juga un paper molt important en la gestió dels recursos hídrics. En aquest estudi es fa una anàlisi del comportament dels fenòmens complexos relacionats amb la neu a les quatre principals regions muntanyoses d'Espanya en els propers 50 anys. El model hidrològic ASTER s'aplica utilitzant com a insum bàsic dades de temperatura i precipitació, estimades sota un escenari de canvi climàtic. Els resultats mostren diferents canvis en els cabals màxims i la mitjana esperada, depenent de la molt diferent magnitud i signe dels canvis en la precipitació. Es pot produir un augment dels episodis d'inundació com a conseqüència d'una relació complexa entre els canvis en les precipitacions i un augment de les intensitats màximes de desglaç que oscil¿len entre el 2,1% als Pirineus i el 7,4% a la Serralada. Cantàbrica. Tot i això, els patrons comuns es mostren en una menor duració de les reserves de massa de neu, que s'espera que ocórreguen 45 dies abans per a la Serralada Cantàbrica, i al voltant de 30 dies per a la resta de les regions muntanyoses estudiades. Els canvis observats també condueixen a una disminució preocupant de l'efecte regulador dels fenòmens relacionats amb la neu als rius espanyols, amb una disminució de l'acumulació mitjana de neu que oscil¿la entre un 28% per als Pirineus i Sierra Nevada i un 42% per al Sistema Central i la Serralada Cantàbrica. S'espera una disminució del cabal mitjà, que fluctua des del 2,4% als Pirineus fins al 7,3% a la Serralada Cantàbrica, augmentant únicament al Sistema Central un 4,0%, i cal desenvolupar noves mesures d'adaptació al canvi climàtic. D'altra banda, per tal d'aconseguir una estimació millor de l'Equivalent d'aigua de neu (SWE) utilitzant una xarxa meteorològica i de profunditat de neu (SD) econòmica i extensa que condueix a millorar el calibratge del model hidrològic ASTER, es proporcionen nous models de regressió de densitat de neu (SDEN). A partir del banc de dades més significatiu de densitat de neu (SDEN) als Pirineus espanyols, i sent una de les zones més importants i millor monitorizades del mon per a mostrejos manuals in situ i mesures automàtiques, s'avaluen models de regressió lineal simple i múltiple que relacionen SDEN amb intra-dependència del temps anual i altres factors com la precipitació acumulada estacional, les temperatures mitjana de 7 dies, la profunditat de la neu (SD) i l'elevació. La precipitació estacional acumulada va presentar una influència més dominant que la precipitació diària, sent usualment el segon factor determinant de SDEN més dominant, seguit per la temperatura. Les temperatures mitjanes van mostrar el millor ajustament a SDEN. Els resultats van mostrar taxes de densificació similars, sense mostrar un patró espacial. La taxa de densificació per al conjunt de mostres manuals es va fixar en 1,2 x 10-3 kg/L/dia, molt semblant al conjunt de mesures automàtiques. Els resultats augmenten el coneixement sobre SDEN als Pirineus, encara que cal tindre en compte l'alta variabilitat espacial trobada. Finalment, s'estudien els efectes que el canvi climàtic pot tindre en les inundacions per a un cas d'estudi d'una conca nival de la Serralada Cantàbrica. Usant diferents models climàtics, considerant un escenari d'emissions de gasos d'efecte hivernacle comparativament altes (RCP8.5), amb dades diàries de temperatura i precipitació dels anys 2007-2070, i comparant els resultats en termes relatius, la taxa de flux i la variació del ri / [EN] Climate change undoubtedly will affect snow events as temperature and precipitation are expected to change in the future. Spanish mountains are especially affected by that situation since snow storage is there focused on very specific periods of the hydrological year and plays a very important role in the management of water resources. In this study, an analysis of the behaviour of the complex snow-related phenomena in the four main mountain regions of Spain in the next 50 years is conducted. The ASTER hydrological model is applied using temperature and precipitation data as basic input, estimated under a climate change scenario. Results show different changes in the maximum and average expected flows, depending on the very different magnitude and sign of changes in precipitation. An increase of flooding episodes may occur as a result of a complex relationship between changes in precipitation and an increase in maximum snowmelt intensities that range from 2.1% in the Pyrenees to 7.4% in the Cantabrian Mountains. However, common patterns are shown in a shorter duration of the snow bulk reserves, expected to occur 45 days earlier for the Cantabrian Mountains and about 30 days for the rest of the studied mountain regions. Changes observed also lead to a concerning decrease in the regulatory effect of the snow-related phenomena in the Spanish rivers, with a decrease in the average snow accumulation that ranges from about 28% for the Pyrenees and Sierra Nevada to 42% for the Central System and the Cantabrian Mountains. A decrease in average flow is expected, fluctuating from 2.4% in the Pyrenees to 7.3% in Cantabrian Mountains, only increasing in the Central System by 4.0%, making all necessary to develop new adaptation measures to climate change. To achieve a better estimation of Snow Water Equivalent (SWE) using an economical and extensive snow depth (SD) and meteorological network that leads to improving the calibration of ASTER hydrological model, new snow density (SDEN) regression models are given in this work. Based on the most significant dataset of snow density (SDEN) in the Spanish Pyrenees for on-site manual samples and automatic measurements, as one of the most important and best-monitored areas in the world, single and multiple linear regression models are evaluated that relate SDEN with intra-annual time dependence and other drivers such as the seasonal accumulated precipitation, 7-day average temperatures, snow depth (SD) and elevation. The seasonal accumulated precipitation presented a more dominant influence than daily precipitation, usually the second most dominant SDEN driver, followed by temperature. Average temperatures showed the best fitting to SDEN. The results showed similar densification rates without showing a spatial pattern. The densification rate for the set of manual samples was 1.2 x 10-3 kg/L/day, very similar to the set of automatic measurements. The results increase knowledge on SDEN in the Pyrenees, although the high spatial variability that has been found must be regarded. Finally, climate change's effects on floods are studied in a case study of a snow basin in the Cantabrian Mountains. Using different climate models, regarding a scenario of comparatively high greenhouse gas emissions (RCP8.5), with daily temperature and precipitation data from the years 2007-2070, and comparing results in relative terms, flow rate and flood risk variation due to climate change are estimated. In the specific case of Reinosa, the MRI-CGCM3 climate model shows that climate change will cause a significant increase of potentially affected inhabitants and economic damage due to flood risk / Lastrada Marcén, JE. (2022). Study of the Climate Change Effect on the Snow Water Resources in the Spanish Mountains [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/188951 / Compendio

Data availability is extremely important for water management. Without data it would not be possible to know how much water is available or how often extreme events are likely to occur. The usually available hydro-meteorological data often have a limited representativeness and are affected by errors and uncertainties. Additionally, their collection is resource-intensive and, thus, many areas of the world are severely under-monitored. Other areas are seeing an unprecedented – yet local – wealth of data in the last decades. Additionally, the spread of new technologies together with the integration of different approaches to water management science and practice have uncovered a large amount of soft information that can potentially complement and expand the possibilities of water management. This thesis presents a series of studies that address data opportunities for water management. Firstly, the hydro-meteorological data needs for correctly estimating key processes for water resource management such as precipitation and discharge were evaluated. Secondly, the use of non-traditional sources of information such as social media and human behaviour to improve the efficiency of flood mitigation actions were explored. The results obtained provide guidelines for determining basic hydro-meteorological data needs. For instance, an upper density of 24 rain gauges per 1000 km2 for spatial precipitation estimation beyond which improvements are negligible was found. Additionally, a larger relative value of discharge data respect to precipitation data for calibrating hydrological models was observed. Regarding non-traditional sources of information, social memory of past flooding events was found to be a relevant factor determining the efficiency of flood early warning systems and therefore their damage mitigation potential. Finally, a new methodology to use social media data for probabilistic estimates of flood extent was put forward and shown to achieve results comparable to traditional approaches. This thesis significantly contributes to integrated water management by improving the understanding of data needs and opportunities of new sources of information thus making water management more efficient and useful for society. / All vattenförvaltning kräver tillgång till data. Data behövs för att kunna fastställa t.ex. hur mycket vatten som finns och sannolikheten för stora översvämningar. De hårda hydro-meteorologiska data som normalt är tillgängliga har inte sällan en begränsad representativitet och påverkas av fel och osäkerheter. Dessutom är datainsamling nästan alltid resurskrävande och därför finns hårda data i begränsad utsträckning, eller inte alls, i stora delar av världen. Samtidigt har man under senaste decennierna fått tillgång till en oöverträffad – men lokal – mängd data i vissa områden. Spridningen av ny teknik har, tillsammans med integreringen av olika vetenskapliga metoder inom vattenförvaltning och praktik, påvisat värdet av mjuk information som potentiellt kan komplettera hårda data och förbättra möjligheterna till en god vattenförvaltning. Denna avhandling presenterar studier som belyser vilka möjligheter vattenförvaltningen har vid olika tillgång på hårda data och mjuk information. Först utvärderades vilka krav som kan ställas på hydro-meteorologiska data för att korrekt kunna beskriva nyckelprocesser som nederbörd och vattenföring vid bestämning av vattenresurser. Därefter utforskades möjligheterna att förbättra översvämningsberäkningar med hjälp av mjuk information från sociala medier och rörande mänskligt beteende. Resultaten gav riktlinjer för att bestämma värdet av hydro-meteorologiska data. Till exempel visades att information om nederbördens rumsliga fördelning inte förbättras nämnvärt vid en mätartäthet över 24 regnmätare per 1000 km2. Det relativa värdet av vattenföring visade sig också vara större än för nederbörd för att kalibrera hydrologiska modeller. Det visade sig att en befolknings minne av tidigare översvämningar påverkar effektiviteten hos tidiga varningssystem för översvämningar och deras möjlighet att begränsa skador. Slutligen har en ny metod föreslagits för att använda sociala medier för sannolikhetsberäkningar av översvämmade områden. Metoden visade sig leda till resultat som var jämförbara med traditionella metoder. Avhandlingens huvudsakliga bidrag till en integrerad vattenförvaltning är att öka förståelsen för vilka data som krävs för olika förvaltningsmål och vilka möjligheter som finns att utnyttja mjuk information för att effektivisera vattenförvaltningen göra den mer användbar för samhället. / La disponibilitat de dades és extremadament important per a la gestió de l’aigua. Sense dades no seria possible conèixer ni la quantitat d'aigua disponible ni la freqüència d’esdeveniments extrems. Les dades hidrometeorològiques normalment disponibles tenen una representativitat limitada, es veuen afectades per errors i incerteses i la seva recol•lecció requereix nombrosos recursos, cosa que produeix que moltes zones del món no estiguin adequadament monitoritzades. Així i tot, en les últimes dècades s’ha generat una quantitat de dades sense precedents però de manera localitzada. A més, la difusió de noves tecnologies, juntament amb la integració de diferents enfocaments han permès utilitzar una gran quantitat de dades “toves” per complementar i ampliar les possibilitats en la gestió de l'aigua. Aquesta tesi presenta estudis que aborden algunes de les oportunitats ofertes per les dades per a millorar la gestió de l'aigua. En primer lloc es va avaluar la quantitat necessària de dades hidrometeorològiques per estimar correctament processos clau per a la gestió dels recursos hídrics. En segon lloc es va explorar l'ús de fonts no tradicionals d'informació per millorar l'eficiència de la mitigació d'inundacions. Per exemple, es va identificar una densitat màxima de 24 pluviòmetres per 1000 km2 per estimar la distribució espacial de precipitació, per sobre de la qual les millores són insignificants. A més, es va observar que les dades d’escorrentia tenen un valor relatiu més gran per al calibratge de models hidrològics que les dades de precipitació. Pel que fa a la informació no tradicional, la memòria social d’anteriors inundacions es va identificar com un factor rellevant per a determinar l'eficiència dels sistemes d'alerta d'inundacions i, per tant, del seu potencial per mitigar danys. Finalment, es va proposar una nova metodologia per utilitzar informació provinent de xarxes socials per a realitzar estimacions probabilístiques d'extensió d’inundacions i es va demostrar el seu potencial per aconseguir resultats comparables als d’enfocaments tradicionals. Aquesta tesi aporta avenços significatius per a la gestió integrada de l'aigua mitjançant la millora de la comprensió de les necessitats de dades i de les oportunitats presentades per noves fonts d'informació. D’aquesta manera contribueix a una gestió de l'aigua més eficient i útil per a la societat. / La disponibilidad de datos es sumamente importante para la gestión del agua. Sin datos no sería posible determinar la cantidad de agua disponible o la frecuencia de eventos extremos. Los datos hidrometeorológicos normalmente disponibles tienen una representatividad limitada, son afectados por errores e incertidumbres y su recolección requiere de abundantes recursos, lo cual causa que muchas zonas del mundo no estén adecuadamente monitorizadas. En contraste, en las últimas décadas se ha generado una cantidad de datos sin precedentes pero de manera localizada. Además, la difusión de nuevas tecnologías, conjuntamente con la integración de distintos enfoques, ha permitido usar una gran cantidad de datos “blandos” para complementar y ampliar las posibilidades en la gestión del agua. Esta tesis presenta estudios que abordan las oportunidades ofrecidas por los datos para mejorar la gestión del agua. En primer lugar se evaluó la cantidad necesaria de datos hidrometeorológicos para estimar correctamente procesos clave para la gestión de recursos hídricos. En segundo lugar se exploró el uso de fuentes no tradicionales de información para mejorar la eficiencia de la mitigación de inundaciones. Por ejemplo, se identificó una densidad máxima de 24 pluviómetros por 1000 km2 para estimar la distribución espacial de precipitación más allá de la cual las mejoras son insignificantes. Además se observó que los datos de escorrentía tienen un mayor valor relativo para la calibración de modelos hidrológicos que el de los datos de precipitación. Respecto a la información no tradicional, la memoria social de inundaciones pasadas fue identificada como un factor relevante para determinar la eficiencia de los sistemas de alerta de inundaciones y, por lo tanto, de su potencial para mitigar daños. Finalmente, se propuso una nueva metodología para usar información proveniente de redes sociales para realizar estimaciones probabilísticas de extensión de inundaciones y se demostró su potencial para conseguir resultados comparables a los de enfoques tradicionales. Esta tesis aporta avances significativos para la gestión integral del agua a través de la mejora de la comprensión de las necesidades de datos y de las oportunidades presentadas por nuevas fuentes de información, contribuyendo a una gestión del agua más eficiente y útil para la sociedad.