¿Cómo asegurar el suministro de agua en un futuro marcado por la incertidumbre climática y la creciente demanda? Este libro desvela una metodología innovadora para la gestión integrada de los recursos hídricos, centrándose en la vital conexión entre ríos y acuíferos. A través de un análisis exhaustivo, se exploran las complejidades de la modelación de acuíferos, ofreciendo soluciones prácticas para optimizar la utilización conjunta de aguas superficiales y subterráneas. Descubra cómo el método de Autovalores, una técnica de vanguardia, permite simular con precisión el comportamiento de los acuíferos, incluso en escenarios de cambio climático y condiciones de contorno no lineales. El estudio profundiza en la evaluación del impacto del cambio climático regionalizado en masas subterráneas, un aspecto crucial para la planificación y gestión sostenible del agua. Con un enfoque práctico, se presenta un caso de estudio detallado en la cuenca del Duero, España, donde se aplica la metodología propuesta, mostrando su eficacia y potencial. Se abordan los desafíos de la incertidumbre en la estimación de parámetros hidrogeológicos y se ofrecen estrategias para minimizar su impacto. Este libro es una herramienta esencial para ingenieros, gestores de recursos hídricos, investigadores y cualquier persona interesada en garantizar la seguridad hídrica en un mundo en constante cambio. Sumérjase en un análisis riguroso y descubra las claves para una gestión del agua más eficiente y sostenible, explorando modelos de acuífero confinados, semiconfinados y libres y desentrañando las relaciones río-acuífero. Aprenda sobre la modelación hidrológica, la simulación de sistemas complejos y la aplicación de la metodología GLUE para una mejor aproximación de parámetros. Este trabajo no solo presenta soluciones técnicas, sino que también promueve una visión holística de la gestión del agua, considerando factores ambientales, sociales y económicos. La obra es un faro de conocimiento para navegar por las aguas turbulentas de la crisis hídrica global, ofreciendo un camino hacia un futuro donde el agua sea un recurso accesible y sostenible para todos. La integración de modelos lineales y la evaluación de sistemas de explotación complejos se analizan en profundidad, proporcionando una base sólida para la toma de decisiones informadas. Descubra cómo la restitución al régimen natural y el análisis de regímenes alterados influyen en la gestión del agua subterránea y cómo la modelación numérica avanzada puede ayudar a predecir y mitigar los impactos del cambio climático en nuestros valiosos recursos hídricos.
Inhaltsverzeichnis (Índice general)
:- Resumen
- Resum
- Summary
- Índice general
- Lista de figuras
- Lista de tablas
- 1. INTRODUCCIÓN
- 1.1. Introducción
- 1.2. Motivación y alcance de la investigación
- 1.3. Objetivos
- 1.3.1. Objetivo general
- 1.3.2. Objetivos particulares
- 1.4. Organización del documento
- 2. ESTADO DEL ARTE
- 2.1. Particularidades de los acuíferos dentro de la gestión conjunta de recursos hídricos
- 2.1.1. Restitución al régimen natural y régimen alterado
- 2.1.2. Ecuación diferencial de flujo subterráneo
- 2.1.3. Condiciones inicial y de contorno
- 2.1.4. Sistemas lineales y principio de superposición
- 2.1.5. Simulación completa y por superposición
- 2.2. Utilización conjunta y relaciones río-acuífero
- 2.2.1. Utilización conjunta del agua
- 2.2.2. Simulación de sistemas de uso conjunto
- 2.2.3. Relaciones río-acuífero en el uso conjunto
- 2.2.4. Evaluación de relaciones río-acuífero en modelos de gestión
- 2.3. Integración de los modelos lineales de simulación conjunta de flujo superficial y subterráneo en modelos de simulación de la gestión
- 2.3.1. Modelación de sistemas de recursos hídricos
- 2.3.2. Síntesis de modelos matemáticos de acuífero usados para el análisis de la gestión conjunta en sistemas de recursos hídricos
- 2.4. Avances en la evaluación de las relaciones río-acuífero en sistemas lineales de gestión conjunta de recursos hídricos
- 2.4.1. Modelo de acuífero por Autovalores
- 2.4.2. Modelo Pluricelular Englobado
- 2.4.3. Reducción de sistemas invariantes en el tiempo usados en la modelación hidrológica subterránea
- 2.5. Impacto del cambio climático sobre los sistemas de recursos hídricos
- 2.5.1. Introducción al cambio climático
- 2.5.2. El efecto invernadero y sus implicaciones sobre el sistema climático
- 2.5.3. Escenarios de emisiones para el estudio del cambio climático
- 2.5.4. Modelos climáticos de circulación global (MCG)
- 2.5.5. Modelos climáticos regionalizados (MCR)
- 2.5.6. Efectos del cambio climático en el ciclo hidrológico
- 2.1. Particularidades de los acuíferos dentro de la gestión conjunta de recursos hídricos
- 3. METODOLOGÍA DE INTEGRACIÓN DE MODELOS DE ACUÍFERO EN SISTEMAS DE USO CONJUNTO
- 3.1. Introducción
- 3.2. Integración de la metodología propuesta
- 3.3. Aportación a procesos de la metodología
- 3.3.1. Adecuación de la herramienta de estimación de aportaciones
- 3.3.2. Soluciones numéricas aproximadas desarrolladas para la evaluación eficiente de condiciones de contorno no lineales con el método de Autovalores
- 3.3.3. Uso de herramienta de aproximación de parámetros hidrogeológicos en modelo de acuífero por Autovalores
- 3.3.4. Adecuación de la metodología de evaluación del impacto del cambio climático regionalizado en masas subterráneas
- 3.4. Factores que han conducido al desarrollo metodológico propuesto
- 3.4.1. Papel de la metodología propuesta en la evaluación del uso conjunto en sistemas de explotación complejos
- 3.4.2. Factores asociados al desarrollo metodológico
- 4. EJEMPLOS DE EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE CONTORNO NO LINEALES EN ACUÍFEROS CON INTERACCIÓN SINTÉTICA Y REAL DE RELACIONES RÍO-ACUÍFERO Y MANANTIAL
- 4.1. Modelos de acuífero sintéticos regulares
- 4.1.1. Características geométricas e hidrogeológicas
- 4.1.2. Análisis de eficiencia y tiempo de cálculo
- 4.1.3. Síntesis y discusión
- 4.2. Modelo de acuífero por Autovalores Beniardá-Polop
- 4.2.1. Introducción
- 4.2.2. Descripción del área de estudio
- 4.2.3. Interpretación del funcionamiento hidrológico subterráneo
- 4.2.4. Acuífero por Autovalores Beniardá-Polop
- 4.2.5. Síntesis y discusión
- 4.1. Modelos de acuífero sintéticos regulares
- 5. CASO DE ESTUDIO: LA CUENCA DEL DUERO
- 5.1. Caracterización, análisis de datos y balance de recursos
- 5.1.1. Caracterización general de la cuenca del Duero
- 5.1.2. Resumen de análisis previos en la zona de estudio
- 5.1.3. Balance de recursos en el acuífero del Duero
- 5.2. Aplicación de la metodología a la cuenca hidrológica del Duero
- 5.2.1. Introducción
- 5.2.2. Propiedades del modelo simplificado por Autovalores
- 5.2.3. Calibración por simulación del acuífero bajo condiciones de régimen influenciado por bombeos
- 5.2.4. Simulación del acuífero calibrado bajo comportamiento a régimen natural
- 5.2.5. Simulación del acuífero en un modelo simplificado en diferencias finitas
- 5.2.6. Síntesis y discusión
- 5.1. Caracterización, análisis de datos y balance de recursos
- 6. ANÁLISIS DE LA METODOLOGÍA Y SU INTEGRACIÓN EN UN SISTEMA DE USO CONJUNTO
- 6.1. Análisis de la metodología de integración
- 6.2. Análisis de la implementación de la metodología en el modelo de acuífero del caso de estudio principal
- 6.3. Aplicabilidad y extrapolación de la propuesta metodológica
- 6.3.1. Limitantes del uso de la metodología ante disponibilidad y escasez de datos
- 6.3.2. Consideraciones sobre la incertidumbre asociada a la aplicabilidad de la propuesta metodológica
- 7. CONCLUSIONES Y LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN FUTURAS
- 7.1. Resumen
- 7.2. Aportaciones originales de la tesis
- 7.3. Conclusiones
- 7.3.1. Conclusiones particulares
- 7.3.2. Conclusiones generales
- 7.4. Líneas de investigación futura
- Referencias
- ANEJOS
- A1 ESTIMACIÓN CONJUNTA DE APORTACIONES
- A2 APROXIMACIÓN DE PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS USANDO LA METODOLOGÍA GLUE
- A3 EVALUACIÓN DEL IMPACTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO REGIONALIZADO EN MASAS SUBTERRÁNEAS DEL DUERO
Zielsetzung und Themenschwerpunkte (Objetivos y temas principales)
:El objetivo principal de esta tesis es desarrollar una metodología para integrar modelos de acuíferos en sistemas de uso conjunto de recursos hídricos, enfocándose en la evaluación eficiente del intercambio de agua en las relaciones río-acuífero. Esto se busca lograr mejorando la eficiencia computacional y creando un módulo auxiliar para la evaluación integrada de aguas subterráneas en sistemas de uso conjunto.
- Integración de modelos de acuíferos en sistemas de uso conjunto.
- Evaluación eficiente del intercambio de agua en relaciones río-acuífero.
- Mejora de la eficiencia computacional en la modelación de acuíferos.
- Análisis de la incertidumbre en la estimación de parámetros hidrogeológicos.
- Evaluación del impacto del cambio climático en los recursos hídricos subterráneos.
Zusammenfassung der Kapitel (Resumen de capítulos)
:Capítulo 1. Introducción: Este capítulo introduce el tema de la gestión del agua, la importancia de la interacción entre aguas superficiales y subterráneas, y los desafíos de la modelación de acuíferos complejos. Se establecen los objetivos de la investigación y la estructura de la tesis.
Capítulo 2. Estado del Arte: Se presenta una revisión exhaustiva de la literatura existente sobre la gestión conjunta de recursos hídricos, la modelación de acuíferos (confinados, semiconfinados y libres), el principio de superposición, la simulación de relaciones río-acuífero, y el impacto del cambio climático en los recursos hídricos. Se discuten los diferentes modelos de acuíferos utilizados en la gestión conjunta y se presentan las ventajas e inconvenientes de cada uno.
Capítulo 3. Metodología de integración de modelos de acuífero en sistemas de uso conjunto: Se describe la metodología propuesta para la integración de modelos de acuífero en sistemas de evaluación del uso conjunto. Se detallan las herramientas y métodos específicos utilizados, incluyendo la adecuación de modelos hidrológicos superficiales para la estimación de aportaciones, la implementación de soluciones numéricas aproximadas para la evaluación de condiciones de contorno no lineales, el uso de la metodología GLUE para la aproximación de parámetros hidrogeológicos, y la evaluación del impacto del cambio climático regionalizado en masas subterráneas.
Capítulo 4. Ejemplos de evaluación de condiciones de contorno no lineales en acuíferos con interacción sintética y real de relaciones río-acuífero y manantial: Se presentan ejemplos de aplicación de la metodología propuesta en acuíferos sintéticos y en el acuífero Beniardá-Polop. Se analiza la eficiencia computacional y la precisión de los resultados obtenidos con el modelo de Autovalores en comparación con modelos tradicionales.
Capítulo 5. Caso de estudio: La cuenca del Duero: Se presenta la aplicación de la metodología a la cuenca del Duero. Se describe la caracterización de la cuenca, el análisis de los datos disponibles, y la implementación del modelo de acuífero por Autovalores. Se analizan los resultados obtenidos, incluyendo la calibración del modelo y la simulación bajo condiciones de régimen natural y alterado.
Capítulo 6. Análisis de la metodología y su integración en un sistema de uso conjunto: Se analiza la aplicabilidad y limitaciones de la metodología propuesta, considerando la disponibilidad y escasez de datos, así como las incertidumbres asociadas. Se discuten las mejoras en la modelación de acuíferos y su integración en sistemas de uso conjunto.
Schlüsselwörter (Palabras clave)
:Gestión conjunta de recursos hídricos, modelos de acuífero, relaciones río-acuífero, método de Autovalores, cambio climático, incertidumbre, modelación hidrológica, simulación, cuenca del Duero, España.
Preguntas Frecuentes sobre el Documento: Vista Previa del Lenguaje
¿Qué es este documento?
Este documento es una vista previa integral de un trabajo académico que incluye el título, el índice general, los objetivos, los temas principales, los resúmenes de los capítulos y las palabras clave. Está diseñado para proporcionar una visión general estructurada del contenido de la investigación.
¿Qué contiene el Índice General (Inhaltsverzeichnis)?
El índice general detalla la estructura del documento, incluyendo los capítulos, secciones y subsecciones. Cubre temas como la introducción, el estado del arte, la metodología de integración de modelos de acuífero, ejemplos de evaluación, un caso de estudio en la cuenca del Duero, análisis de la metodología y conclusiones, así como referencias y anexos.
¿Cuáles son los objetivos y temas principales (Zielsetzung und Themenschwerpunkte)?
El objetivo principal es desarrollar una metodología para integrar modelos de acuíferos en sistemas de uso conjunto de recursos hídricos, con énfasis en la evaluación eficiente del intercambio de agua en las relaciones río-acuífero. Los temas clave incluyen la integración de modelos de acuíferos, la evaluación eficiente del intercambio de agua, la mejora de la eficiencia computacional, el análisis de la incertidumbre y la evaluación del impacto del cambio climático.
¿Qué se puede encontrar en los resúmenes de los capítulos (Zusammenfassung der Kapitel)?
Los resúmenes de los capítulos ofrecen una breve descripción del contenido de cada capítulo. Por ejemplo, el Capítulo 1 introduce el tema de la gestión del agua, el Capítulo 2 revisa el estado del arte en la gestión conjunta de recursos hídricos, y el Capítulo 3 describe la metodología propuesta para la integración de modelos de acuífero.
¿Cuáles son las palabras clave (Schlüsselwörter) asociadas con este documento?
Las palabras clave incluyen gestión conjunta de recursos hídricos, modelos de acuífero, relaciones río-acuífero, método de Autovalores, cambio climático, incertidumbre, modelación hidrológica, simulación, cuenca del Duero y España. Estas palabras clave ayudan a identificar y clasificar el documento según su contenido principal.
¿Qué temas específicos se abordan en el "Estado del Arte"?
El "Estado del Arte" revisa temas como las particularidades de los acuíferos en la gestión conjunta de recursos hídricos, la utilización conjunta y las relaciones río-acuífero, la integración de modelos lineales de simulación conjunta, avances en la evaluación de relaciones río-acuífero, y el impacto del cambio climático en los sistemas de recursos hídricos.
¿Qué metodología se describe en el Capítulo 3?
El Capítulo 3 detalla la metodología para integrar modelos de acuífero en sistemas de uso conjunto, incluyendo la adecuación de herramientas de estimación de aportaciones, el desarrollo de soluciones numéricas aproximadas, el uso de herramientas de aproximación de parámetros hidrogeológicos, y la adecuación de la metodología de evaluación del impacto del cambio climático regionalizado en masas subterráneas.
¿Qué se analiza en el Capítulo 4?
El Capítulo 4 presenta ejemplos de evaluación de condiciones de contorno no lineales en acuíferos con interacción sintética y real de relaciones río-acuífero y manantial, incluyendo modelos de acuífero sintéticos regulares y el modelo de acuífero por Autovalores Beniardá-Polop.
¿Cuál es el caso de estudio presentado en el Capítulo 5?
El Capítulo 5 presenta un caso de estudio en la cuenca del Duero, incluyendo la caracterización, análisis de datos y balance de recursos, así como la aplicación de la metodología a la cuenca hidrológica del Duero.
¿Qué se analiza en el Capítulo 6?
El Capítulo 6 analiza la metodología y su integración en un sistema de uso conjunto, incluyendo la aplicabilidad, limitaciones y consideraciones sobre la incertidumbre asociada.
¿Qué se cubre en el Capítulo 7?
El Capítulo 7 presenta las conclusiones y líneas de investigación futuras, resumiendo las aportaciones originales de la tesis, las conclusiones particulares y generales, y las áreas para futuras investigaciones.
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- Mario Alberto Hernandez Hernandez (Author), 2019, Metodología de integración de modelos de acuífero en sistemas de uso conjunto, mediante la evaluación eficiente de condiciones de contorno no lineales presentes en relaciones río - acuífero, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/462478
