No description available.

Esta tesis aborda el desarrollo de un modelo de producción, transporte y depósito de sedimentos a escala de cuenca. Partiendo de una breve revisión del conocimiento de modelos de evolución del paisaje y específicamente de modelos de erosión se plantean las preguntas fundamentales que deben tenerse en cuenta en el modelo. Posteriormente se estudia la forma en que actualmente se resuelven dichas preguntas, basados tanto en el estado del arte del conocimiento como en la experiencia adquirida en la aplicación de modelos hidrológicos y sedimentológicos. Con estas bases teóricas y prácticas se formula el modelo y se desarrolla un código de programación con los postulados de la formulación, que será la hipótesis de trabajo. El modelo diseñado es una suma de conceptos y herramientas técnicas coherentemente integradas de forma tal que permitan al usuario aplicar todo el conocimiento disponible para resolver un problema particular. En su parte hidrológica el modelo se basa en el modelo TETIS desarrollado en el Departamento de Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente de la Universidad Politécnica de Valencia y en su parte sedimentológica se fundamenta en el modelo CASC2D-SED desarrollado en el Engineering Research Center de la Colorado State University. Por último se aplica el modelo en una cuenca natural y se valida la hipótesis de trabajo. La cuenca de análisis es la cuenca de Goodwin Creek en el estado de Mississippi, en Estados Unidos de América, que cuenta con medidas sistemáticas de lluvia, caudal líquido y sólido, información de topografía, suelos y usos del suelo. En la aplicación se reconocen las limitaciones y potencialidades del modelo. El modelo aprovecha convenientemente el conocimiento de condiciones físicas, por ejemplo la estructura topológica de la red de drenaje y deja de lado aspectos poco entendidos y difíciles de parametrizar, por ejemplo la estructura aleatoria de la red de surcos en ladera. De esta forma es robusto y parsimonioso, especialmente en su pa / Montoya Monsalve, JJ. (2008). Desarrollo de un modelo conceptual de producción, transporte y depósito de sedimentos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8303 / Palancia

“El present és la clau del passat”. James Hutton (1788), amb aquesta prou coneguda asserció uniformista, posà els fonaments pel desenvolupament de la investigació geològica moderna des de la perspectiva actualista. L’estratigrafia es val d’aquest principi per interpretar l’origen de les formacions geològiques a partir de l’observació de processos i geometries actuals i subactuals. Alhora, la geomorfologia estudia els processos afaiçonadors del relleu per conèixer l’origen i l’evolució del paisatge actual. Conceptualment, aquesta Tesi se situa a cavall entre l’estratigrafia i la geomorfologia amb l’objectiu general de reconèixer el per què i el com de la variabilitat morfosedimentària dels marges continentals passius silicoclàstics a llarg termini. Per atènyer aquest objectiu adoptem la hipòtesi de partida següent: la variabilitat morfològica dels marges continentals silicoclàstics passius pot ésser classificada per categories de forma objectiva i sistemàtica. Les diferències morfològiques observades responen principalment a l’acció d’uns pocs processos sedimentaris claus. Els mètodes i conceptes emprats en aquesta Tesi són propis de la hidrodinàmica i la sedimentologia. L’observació detallada de la morfologia i l’estratigrafia dels marges continentals, junt amb l’estudi dels processos hidrodinàmics que les han generades i l’anàlisi de la variabilitat espaciotemporal de les condicions ambientals en què s’han format, permet establir lleis de transport geomòrfic, altrament dites lleis de la morfodinàmica. En els successius capítols d’aquesta Tesi abordem aquests aspectes mitjançant l’anàlisi de dades geofísiques de reconeixement del fons i del subsòl marins, amb un especial èmfasi en les xarxes de drenatge del talús continental i la conca profunda. Els resultats d’aquesta anàlisi se sintetitzen en el plantejament d’un model morfodinàmic predictiu sobre la forma del perfil longitudinal dels canyons submarins. Aquest model dóna peu a discutir sobre transitorietat i equilibri en les formes de drenatge observades a les dades geofísiques considerades. Així doncs, en aquest treball advoquem per la complementarietat i interdependència de les anàlisis observacionals i la modelització basada en la formulació teòrica de processos. Els principals resultats obtinguts en aquest treball demostren la possibilitat d’extreure informació sobre l’evolució de les conques sedimentàries a partir de l’estudi de les seves morfologies, tan modernes com relictes i fòssils, i indiquen la necessitat d’entendre els canyons submarins com a sistemes capaços d’evolucionar a partir de mecanismes netament deposicionals, a més dels mecanismes erosius ja prou coneguts. Aquests resultats es poden traduir en una millora de les prediccions estratigràfiques al talús continental, en un millor coneixement de la distribució de reservoris sedimentaris d’hidrocarburs o aigua en aquests ambients, i a replantejar els models establerts sobre el desenvolupament dels canyons submarins a escala global. La Tesi està formada per un compendi de quatre articles publicats en revistes pertanyents al Journal Citation Report de l’Institute for Scientific Information (JCR-ISI), i l’hem estructurada en set capítols. El Capítol 1 consisteix en una introducció general destinada a centrar el lector en el marc conceptual, geogràfic i metodològic en què s’ha elaborat l’estudi. Els capítols 2 a 5 corresponen als quatre articles publicats. El capítol 6 correspon a la síntesi i discussió general dels principals resultats presentats als quatre capítols anteriors. Al capítol 7 hi incloem un sumari de les conclusions més rellevants conjuntament amb algunes perspectives de futur sorgides arran d’aquest treball. Finalment, a l'Annex, hi incloem un treball de síntesi bibliogràfica on descrivim les principals característiques fisiogràfiques dels fons marins mediterranis. / Sedimentary morphodynamics of siliciclastic passive continental margins "The present is the key to the past". James Hutton (1788), with this well-known principle of uniformitarianism, established the basis of the modern geology by following the assumption of actualism. Stratigraphy makes use of this principle to interpret the origin of geological formations according to observations of modern and submodern processes and geometries. Geomorphology studies the processes that sculpt the Earth’s surface to understand the origin and evolution of present landscapes. The main objective of this Thesis, which is conceptually halfway between stratigraphy and geomorphology, is to understand the long-term morphosedimentary variability of siliciclastic passive continental margins. Our initial hypothesis is that the morphology differences among modern siliciclastic passive margins can be objectively and systematically categorized, and that these differences are mainly related to the action of a few key sedimentary processes. The methods and concepts we use in this study are based on hydrodynamics and sedimentology. The detailed observation of continental margin morphology and stratigraphy, the study of the hydrodynamic processes that control their evolution, and the analysis of changing environmental conditions through time and space facilitate the development of geomorphic transport laws (also known as morphodynamic flux laws) for predicting landscape forms and dynamics. In the following chapters we discuss these topics while analysing seafloor and subseafloor geophysical data, with a particular focus on submarine drainage networks. An important result of this analysis is a morphodynamic model that can explain the long-profile shape of submarine canyons. The model stimulates our discussion about the equilibrium and transience of drainage morphologies observed in the geophysical data set we present. In this work we advocate for the complementariness and interdependence of observational analyses and modeling of sedimentary processes. This Thesis demonstrates that much can be learned about the sedimentary evolution of submarine basins from the study of seascape morphologies, both modern and ancient, and that submarine canyons can evolve while remaining net depositional, beyond the broadened view of these features as purely erosive. These results can be translated to improved stratigraphic prediction in slope strata, a better knowledge of hydrocarbon and water resource distribution in these settings, and a broadened view of submarine canyon development.

The Penedes half-graben represents a natural field laboratory for the study of the link between tectonics and palaeofluids because it exposes numerous outcrops that allow a global and complete diagenetic study of the basin from Mesozoic to present times. The Penedes half-graben is located in the central part of the Catalan Coastal Ranges (CCR) and results from the superposition of three main tectonic events: (1) the Mesozoic extensional phase which is divided into two Mesozoic rift episodes: the first, Late Permian to Triassic in age and the second, latest Oxfordian to Aptian in age; (2) the Paleocene to middle Oligocene compressional phase which includes the emplacement of ENE-to-NE-trending thick-skinned thrust sheets bounded by SE dipping thrusts with a limited left-lateral strike-slip motion; (3) the late Oligocene?- Neogene extensional phase which split the CCR into a set of ENE-WSW blocks mainly tilted toward the NW, constituting the actual horst-and-graben systems now present at the northwestern Mediterranean. Samples were taken in 19 different outcrop areas located within three main structural domains: the Gaia-Montmell domain, which represents the footwall block of the SE-dipping major normal faults that bound the north-western margin of the basin, the Central Penedes domain, which comprises the central Miocene syn- and post-rift deposits and the Garraf domain, which comprises a group of small syn-depositional tectonic horsts and half-grabens developed in the Garraf horst during its Neogene evolution. Based on the macro and microstructural analysis combined with geochemical results from host rocks, fault rocks and fracture cements, the following diagenetic events have been identified: (1) Very early stages characterized by micritization, early irregular micro-fractures resulting from opening in poorly-lithified sediments and early calcite cement precipitations; (2) Progressive burial stages characterized by brecciation, stylolization and dolomitization; (3) Fracturing and cementations characterized by ninth major deformation stages with their related cements, breccias and stylolites, and (4) four karstification events with associated collapse breccias, sediments and cements filling the fracture, vug and cavern porosities. A depositional control of the δ(18)O values of the syn-rift Mesozoic sediments (Valanginian, Barremian and Aptian) related to the position of the different outcrops with respect to the Mesozoic normal faults is inferred from the values reported in this study. The isotopic values of the Miocene marine facies, depleted in δ(18)O and δ(13)C respect to the expected values for the Miocene seawater, together with the chalky appearance of these limestones, indicate that the Miocene marine limestones were re-balanced under the meteoric diagenetic environment. The meteoric fluid precipitating the calcite cement in the conglomerates of the lower continental complexes was responsible for diagenetically altering the marine host limestone. A different meteoric fluid, more influenced by soil-derived CO2, precipitated the calcite cement present within the upper continental complexes. The fluids circulating through the fractures attributed to the second stage of the Mesozoic rifting were precipitated from formation waters during the progressive burial of the sediment, in a closed palaeohydrological system. From the Paleocene to the mid-Oligocene the fluids circulating through the compressional fractures had a meteoric origin. Due to the Paleogene compression, Mesozoic rocks were uplifted, subaerially exposed and extensively karstified. Different types of sediments and cements were deposited filling the karstic cavities under the meteoric diagenetic environment. Related to the syn- and early post-rift stage, the fractures were sealed by meteoric fluids under both, phreatic and vadose zones. The normal faults attributed to the late post-rift stage favoured the upflowing of marine fluids expelled from the compaction of the late Burdigalian to the early Serravallian marine sediments producing the dolomitization of the host rocks and the precipitation of dolomite cements within the fractures. During the late post-rift and related to latest tensional fractures occurrence different types of meteoric fluids circulated through the fractures. These fluids were precipitated from phreatic to vadose cements, agreeing with the uplift of the entire basin and/or with the falling-down of the meteoric water table related to a generalized sea level fall in the Mediterranean area during the Messinian. / La formació de la conca del Penedès està associada a un període extensiu d’edat neògena que provocà l’obertura del Solc de València. El marge nord-oest del Solc de València està constituït per una sèrie de grabens (Penedès, Vallès, Barcelona ...) i horsts (Garraf, Gaià-Montmell, Montnegre ...), el conjunt dels quals formen la Serralada Costanera Catalana. Aquesta serralada resulta de la superposició de tres esdeveniments tectònics principals: (1) l’extensió Mesozoica, compresa entre el Pèrmic i el Cretàcic inferior, (2) la compressió Paleògena, la qual produí la inversió de les principals conques extensives Mesozoiques i (3) l’extensió neògena, compresa entre l’Oligocè tardà i el Miocè mig, la qual generà l’actual sistema de rift de la Mediterrània occidental. S’han estudiat 19 afloraments localitzats tant en els alts estructurals, Garraf i Gaià-Montmell, com en el sector central de la conca del Penedès. A partir de les dades macro I microestructurals, juntament amb els resultats geoquímics de les roques encaixants, roques de falla i els ciments que reomplen les fractures, s’han identificat els següents estadis diagenètics: i. un primer estadi diagenètic temprà caracteritzat per la formació de microfractures de morfologies irregulars, formades en un sediment poc litificat i per la precipitació d’un ciment de calcita poc interaccionat amb la roca de caixa. ii. un segon estadi d’enterrament caracteritzat per la bretxificació i dolomitització de la roca encaixant i la generació d’estilòlits sub-paral•lels a l’estratificació. iii. nou etapes de deformació amb diferents tipus de rebliments associats a les fractures. iv. quatre estadis de carstificació caracteritzats per diferents tipus de bretxes de col•lapse, sediments i ciments que reomplen les porositats tipus fractura i vug, generades a partir de la dissolució. Els fluids relacionats amb l’extensió Mesozoica són característics d’aigües de formació, en canvi, els fluids que circularen al llarg de les fractures compressives paleògenes, són coherents amb fluids d’origen meteòric altament interaccionats amb la roca de caixa. L’extensió Neògena es caracteritza per una circulació predominant de fluids meteòrics no interaccionats amb la roca de caixa. És en l’estadi de post-rift on s’ha definit una dolomitització parcial de l’encaixant produïda per la barreja d’aigües marines i meteòriques. Durant l’estadi de post-rift tardà tingué lloc un esdeveniment de dissolució càrstica molt extens, el qual es relaciona amb la baixada del nivell del mar durant el Messinià.

Tesis por compendio / [ES] Las playas son espacios costeros que desarrollan numerosas funciones ambientales. Éstas proporcionan importantes beneficios a la sociedad y a las comunidades costeras, entre las que destacan la función ecológica, el suministro de protección para los territorios costeros y el hecho de que constituyen un recurso básico de la industria turística. De forma ligada al cambio climático, así como a acciones humanas que alteran el dinamismo natural de la costa, las playas están experimentando procesos erosivos cada vez más dañinos que afectan a su integridad física y al mantenimiento de sus funciones. La gestión de las playas en muchas ocasiones no se encuentra adaptada a las particularidades de los diferentes segmentos costeros. La toma de decisiones no se sustenta en información suficiente sobre las características, el dinamismo y el estado actual de las playas, dando lugar a soluciones cortoplacistas o ineficaces. Las características geomorfológicas son esenciales en el desarrollo de sus funciones al condicionar sus dimensiones físicas y su comportamiento frente a la acción del mar. Por ello, su caracterización de forma detallada y actualizada es necesaria para llevar a cabo acciones eficientes, permitiendo virar hacia una gestión costera más ecosistémica y sostenible. Las técnicas de teledetección presentan una gran capacidad para la adquisición de datos de la superficie terrestre. En concreto, los satélites Sentinel-2 y Landsat (5, 7 y 8) permiten disponer de forma gratuita imágenes de resolución media con cobertura mundial y alta frecuencia de revisitado. Los algoritmos de extracción de la línea de costa desarrollados recientemente por el Grupo de Cartografia GeoAmbiental y Teledetección (CGAT - UPV) permiten definir sobre estas imágenes la posición de la línea de costa, constituyendo datos potencialmente útiles para describir la morfología de las playas y su dinamismo. Universalizar su aplicación requiere su testeo y validación en diferentes tipos de costa. Para ello, el proceso de extracción ha sido adaptado para su explotación en entornos mareales, y las líneas de costa resultantes han sido evaluadas ante diferentes condiciones oceanográficas ofreciendo una precisión cercana a los 5 m RECM (raíz del error cuadrático medio). Teniendo en cuenta las necesidades de información para la gestión existentes, a partir de estas líneas de costa se propone derivar indicadores que permitan caracterizar la geomorfología de las playas y monitorizar sus cambios. Para ello, las metodologías propuestas aseguran una gestión eficiente de grandes volúmenes de líneas de costa, siendo así capaces de caracterizar las playas cubriendo grandes territorios y periodos de tiempo. Así se derivan el ancho de playa y el tamaño de los granos de sedimento como indicadores objetivos y fácilmente comprensibles de la geomorfología de la playa. La modelización espacio-temporal del estado y los cambios de la línea de costa y de la anchura posibilita monitorizar la respuesta de las playas a temporales y a actuaciones antrópicas, permitiendo analizar los cambios ocurridos cada pocos días hasta cubrir décadas. Su cobertura espacial junto a la integración con otras bases de datos cartográficas permite caracterizar la influencia de la geomorfología de la playa en el desempeño de sus funciones, permitiendo un análisis holístico de la costa a escala regional. Las metodologías desarrolladas en esta tesis y los indicadores derivados desde la teledetección brindan apoyo para dotar de criterios y priorizar las acciones de los gestores. Se contribuye así a llenar el espacio existente entre la disponibilidad de técnicas para obtener información remota y su aplicación en los procesos de toma de decisiones sobre la costa. / [CA] Les platges són espais costaners que desenvolupen nombroses funcions ambientals. Aquestes proporcionen importants beneficis a la societat i comunitats costaneres, entre les quals destaquen la funció ecològica, el subministrament de protecció per als territoris costaners i el fet que constitueixen un recurs bàsic de la indústria turística. De forma lligada al canvi climàtic, així com a accions humanes que alteren el dinamisme natural de la costa, les platges estan experimentant processos erosius cada vegada més nocius que afecten la seua integritat física i al manteniment de les seues funcions. La gestió de les platges en moltes ocasions no es troba adaptada a les particularitats dels diferents segments costaners. La presa de decisions no es sustenta en informació suficient sobre les característiques, el dinamisme i l'estat actual de les platges, donant lloc a solucions curtterministes o ineficaces. Les característiques geomorfològiques són essencials en el desenvolupament de les seues funcions en condicionar les seues dimensions físiques i el seu comportament enfront de l'acció de la mar. Per això, la seua caracterització de manera detallada i actualitzada és necessària per a dur a terme accions eficients, permetent virar cap a una gestió costanera més ecosistèmica i sostenible. Les tècniques de teledetecció presenten una gran capacitat per a l'adquisició de dades de la superfície terrestre. En concret, els satèl·lits Sentinel-2 i Landsat (5, 7 i 8) permeten disposar de manera gratuïta d'imatges de resolució mitjana amb cobertura mundial i alta freqüència de captura d'informació a un mateix punt. Els algorismes d'extracció de la línia de costa desenvolupats recentment pel Grup de Cartografia Geo-Ambiental i Teledetecció (CGAT - UPV) permeten definir sobre aquestes imatges la posició de la línia de costa, constituint dades potencialment útils per descriure la morfologia de les platges i el seu dinamisme. Universalitzar la seua aplicació requereix el seu testatge i validació en diferents tipus de costa. Per a això, el procés d'extracció ha sigut adaptat per a la seua explotació en entorns mareals, i les línies de costa resultants han sigut avaluades davant diferents condicions oceanogràfiques oferint una precisió pròxima als 5 m RMSE (arrel de l'error quadràtic mitjà). Tenint en compte les necessitats d'informació per a la gestió existents, a partir d'aquestes línies de costa es proposa derivar indicadors que permeten caracteritzar la geomorfologia de les platges i monitorar els seus canvis. Per a això, les metodologies proposades asseguren una gestió eficient de grans volums de línies de costa, sent així capaces de caracteritzar les platges cobrint grans territoris i períodes de temps. Així es deriven l'ample de platja i la grandària dels grans de sediment com a indicadors objectius i fàcilment comprensibles de la geomorfologia de la platja. La modelització espai-temporal de l'estat i els canvis de la línia de costa i de l'amplària possibilita monitorar la resposta de les platges a temporals i a actuacions antròpiques, permetent analitzar els canvis ocorreguts cada pocs dies fins a cobrir dècades. La seua cobertura espacial al costat de la integració amb altres bases de dades cartogràfiques permet caracteritzar la influència de la geomorfologia de la platja en l'acompliment de les seues funcions, permetent una anàlisi holística de la costa a escala regional. Les metodologies desenvolupades en aquesta tesi i els indicadors derivats des de la teledetecció brinden suport per a dotar de criteris i prioritzar les accions dels gestors. Es contribueix així a omplir l'espai existent entre la disponibilitat de tècniques per a obtenir informació remota i la seua aplicació en els processos de presa de decisions sobre la costa. / [EN] Beaches are coastal spaces that perform numerous environmental functions. They provide important benefits to society and coastal communities, including the ecological function, the provision of protection for coastal territories, and constitute a basic resource for the tourism industry. Due to climate change and human actions that alter the natural dynamism of the coast, beaches are experiencing increasingly harmful erosive processes that affect their physical integrity and the maintenance of their ecological functions. Beach management is often not adapted to the particularities of the different coastal segments. Decision-making is not based on sufficient information about characteristics, dynamism, and current state of beaches, resulting in short or ineffective solutions. Geomorphological characteristics are essential in the development of beach functions as they condition their physical dimensions and their behavior in response to the action of the sea. Therefore, their detailed and updated characterization is necessary to carry out efficient actions, allowing a more ecosystemic and sustainable coastal management. Remote sensing techniques have a great capacity for acquiring data from the land surface. In particular, Sentinel-2 and Landsat (5, 7, and 8) satellites freely provide medium resolution images with global coverage and high-revisit frequency. The algorithms for extracting the water/land interface recently developed by the Geo-Environmental Cartography and Remote Sensing Group (CGAT - UPV) allow defining the position of the shoreline on these images, constituting potentially useful data to describe beach morphology and dynamics. Universalizing their application requires testing and validation at different coastal types. For this purpose, the extraction process has been adapted for exploitation in tidal environments, and the resulting shorelines have been assessed under different oceanographic conditions offering an accuracy close to 5 m RMSE (Root-Mean-Square Error). From these shorelines, and taking into account the existing information needs for management, it is proposed to derive indicators to characterize the geomorphology of the beaches and to monitor their changes. To this end, the proposed methodologies ensure the efficient management of large volumes of shorelines, being able to characterize the beaches along broad coastal segments and periods. Thus, beach width and sediment grain size are derived as objective and easily understandable indicators of the beach geomorphology. Spatial-temporal modeling of the state and changes of shoreline position and beach width makes it possible to monitor the response to storms and anthropogenic actions, allowing to analyze changes that occur every few days or over decades. The large spatial coverage together with the integration with other cartographic databases allows characterizing the influence of beach geomorphology in the performance of its functions, offering a holistic view of the coast from a regional scale. The methodologies developed in this thesis and the indicators derived from remote sensing provide support and criteria for prioritizing the actions of managers. This contributes to fill the gap between the availability of techniques to obtain remote information and its application in the coastal decision-making process. / This research integrates findings and results obtained within the framework of the contract FPU15/04501 granted to the author by the Spanish Ministry of Education, Culture, and Sports, which has allowed this doctoral thesis to become a reality. The research has been supported by the funds of the project RESETOCOAST, by the Ministry of Economy, Industry, and Competitiveness (chapters 2 to 5), and the project MONOBESAT PID2019-111435RB-I00 by the Ministry of Science, Innovation, and Universities (chapter 6). About my stay in Portugal, it was possible with the funds of the Erasmus+ program. The contribution of Ó. Ferreira was funded by EW-COAST (PTDC/CTA-OHR/28657/2017) and by FCT and Univ. Algarve through the grant UID/MAR/00350/2013, while S. Costas’ was funded by IF/01047/2014. The following institutions have provided free access to essential data for the development of the publications that constitute this thesis: ESA and USGS for the satellite imagery; Puertos del Estado, and the Portuguese Hydrographic Institute in collaboration with CIMA for supplying oceanographic data; Ministry MITECO and DGSCM for data regarding beach sedimentology and nourishments. / Cabezas Rabadán, C. (2021). Beach Morphology and its Dynamism from Remote Sensing for Coastal Management Support [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/165076 / TESIS / Compendio