Search

[eng] The availability of water resources is increasingly limited worldwide. Therefore, optimal and sustainable management is necessary to ensure a balance between ecosystems and human rights and activities. In the arid Central Andes, there is a great demand for water for different uses, including domestic consumption, intensive mining and, in some areas, livestock and emerging ecotourism. These human activities must respect and conserve the lagoon systems of the salt flats, on which the fauna depend. Understanding the hydrological and hydrogeological functioning of basins is essential for the optimal and sustainable management of water resources. To address this issue, the objective of this thesis is to advance the knowledge on the isotopic composition of precipitation and its relationship with groundwater in the Central Andes, particularly in the Salar de Atacama basin (Chile). This thesis contributes to the (1) understanding of the origin of precipitation in the Central Andes and reviews how it varies isotopically (δ18O and δ2H) throughout the Amazon basin and in the Central Andes between 14°S and 28°S, (2) identification of the factors that control the isotopic composition of precipitation in areas with scarce isotopic and meteorological data and estimation of the meteorological and isotopic variables of precipitation, (3) characterisation of precipitation and identification of the recharge zone of the Salar de Atacama basin using stable isotopes, and (4) quantification of the contribution of snowmelt to the recharge of the aquifer of the basin. Through an exhaustive review of the literature, precipitation in the Central Andes has been characterised. Precipitation occurs mainly during the austral summer. The masses of humidity have different origin: (1) from the North Atlantic Ocean through the Amazon basin, (2) from the South Atlantic Ocean through the Plate River basin and the Gran Chaco in summer, and (3) the Pacific Ocean in winter. The processes involved in the isotopic evolution of summer convective precipitation in the Eastern Cordillera are known. However, there is no consensus on the factors that control the isotopic variation in the Western Cordillera. To identify the processes that determine the precipitation isotopy in the Cordillera Occidental, a statistical analysis is carried out between geospatial, meteorological and isotopic variables. The result indicates that temperature is controlled by altitude and latitude, while relative humidity is controlled by latitude, and summer precipitation is controlled by altitude and latitude. The stable isotopes of precipitation are controlled by temperature, altitude, latitude, longitude, and precipitation. Finally, based on these relationships, these variables are estimated by independent models throughout the study area and three isotopic models (summer, winter and annual). The isotopic compositions of the surface water and groundwater indicate the presence of evaporation and that they are similar to each other in each subbasin, both in the Salar de Atacama and in the Altiplano-Puna. Finally, the meteoric source of the waters of the Altiplano-Puna basins is more depleted of heavy isotopes than are the waters of the peripheral subbasins of the salar. Therefore, these results show that there is no hydraulic connection between basins and that there is no significant transfer of water from the Altiplano-Puna to the peripheral aquifer of the Salar de Atacama. This thesis presents a first view of the behavior of snow in the Toconao subbasin (subbasin east of the Salar de Atacama) through physical models. The total average precipitation was 139 mm/year in 2017, of which a third was in the form of snow. In summer the snow was above 4500 m asl and it melted in 10 days. In winter, when the temperature is lower, the snow cover covered much of the basin and slowly melted for a month., [spa] La disponibilidad de los recursos hídricos cada vez es más limitada en el mundo. Por ello, es necesaria su gestión óptima y sustentable, asegurando el equilibrio entre los ecosistemas y la actividad humana. En los Andes centrales existe una gran demanda de agua para diferentes usos, el consumo doméstico, la explotación intensiva de la minería y, a nivel local, la ganadería y el turismo de naturaleza emergente. Estas actividades antrópicas deben de respetar y conservar los sistemas lagunares de lo s salares, de los cuales depende la fauna. Comprender el funcionamiento hidrológico e hidrogeológico de las cuencas es fundamental para una gestión óptima y sustentable de los recursos hídricos. Para solucionar esta situación, el objetivo de esta tesis ha sido avanzar en el conocimiento de la composición isotópica de la precipitación y su relación con las aguas subterráneas en los Andes Centrales, particularmente en la cuenca del Salar de Atacama (Chile). Esta tesis contribuye a (1) comprender el origen de la precipitación en los Andes Centrales y revisar cómo varía isotópicamente (δ18O y δ2H) a lo largo de la cuenca del Amazonas y en los Andes Centrales entre 14°S y 28°S, (2) a la identificación de los factores que controlan la composición isotópica de la precipitación en áreas con escasos datos isotópicos y meteorológicos y a la estimación de las variables meteorológicas e isotópicas de la precipitación, (3) a la caracterización de la precipitación e identificación de la zona de recarga mediante isótopos estables en la cuenca del Salar de Atacama y (4) a cuantificar el aporte del deshielo en la recarga del acuífero de la cuenca. En esta tesis se concluye que (i) la incertidumbre que existía en la literatura sobre los procesos involucrados en los isótopos estables de la precipitación en la Cordillera Occidental se ha resuelto, que (ii) lo descrito en la literatura a gran escala (Andes Centrales) es coherente con los resultados de las muestras recolectadas y analizadas en la cuenca del Salar de Atacama y (iii) que la nieve es una componente importante en el ciclo hidrológico del Salar de Atacama.

[spa] La disponibilidad de recursos hídricos para el abastecimiento de las necesidades de las sociedades ha sido fundamental a lo largo del tiempo. Esto es aún es más relevante en aquellos territorios donde el agua es un recurso escaso y limitado. Ante estas dificultades, se han desarrollado continuamente estrategias, métodos y técnicas para gestionar eficientemente estos recursos, conformando distintas “culturas del agua”. Este desarrollo se ha podido observar tanto en las denominadas civilizaciones hidráulicas como en otras comunidades de tipo local-regional sin que hubiera la necesidad de una intervención centralizada o estatal. La gestión local del agua, que incluyó sistemas de captación, conducción, almacenamiento y preservación del agua, garantizó el abastecimiento necesario para la subsistencia de esas sociedades. El yacimiento de Sela, ubicado en la región semiárida del sur de la Transjordania, contiene numerosos vestigios arqueológicos de estructuras hidráulicas. Estas evidencian que existió la necesidad de implementar infraestructuras para la gestión del agua en una región donde su disponibilidad es y fue limitada. El objetivo de este trabajo es el de documentar, analizar y estudiar las diferentes estrategias, mecanismos e instalaciones que permitieron la gestión de los recursos hídricos en Sela, desde la captación hasta el suministro para su uso. A partir de la información obtenida durante las prospecciones arqueológica llevadas a cabo en los años 2015 y 2016, se ha realizado la identificación, documentación y análisis de las instalaciones hidráulicas del yacimiento de forma pormenorizada. Para estudiar la distribución espacial de las instalaciones y establecer sus principales conexiones, se ha elaborado una planimetría arqueológica en 2D y se ha reconstruido un modelo tridimensional de un área concreta del yacimiento. Los datos resultantes se han comparado, tras realizar una investigación bibliográfica, con los datos existentes sobre instalaciones hidráulicas identificadas por parte de cinco proyectos arqueológicos desarrollados en el sur de la Transjordania en diferentes momentos. Complementariamente a este estudio, se ha realizado la caracterización petrográfica y mineralógica de catorce muestras de morteros extraídas de distintas instalaciones hidráulicas, tomando como base un informe previo elaborado por M. Soto (2017). Los resultados obtenidos en este trabajo, han permitido determinar cuáles fueron las posibles fuentes de agua disponibles y han evidenciado la existencia de distintas estrategias, técnicas y métodos para su gestión. El análisis y el estudio de la gran variedad de instalaciones existentes, ha permitido caracterizar los distintos sistemas hidráulicos presentes en el yacimiento de Sela. Las instalaciones que se han conservado, indican que el principal objetivo de la hidrotecnología desarrollada en Sela se basó principalmente en la implementación de instalaciones de acopio, conducción, almacenamiento y preservación del agua para garantizar el mayor volumen y calidad de agua para su consumo. Los resultados obtenidos, junto con su contextualización regional, sugieren que el poblamiento de Sela, desde un punto de vista sociopolítico, económico y cultural, se desarrolló mediante pequeños grupos locales. La ausencia de una red hidráulica jerarquizada y centralizada, así como su composición, basada principalmente en pequeñas unidades de captación, conducción y almacenamiento del agua, sugieren un uso familiar y doméstico de estas instalaciones. Estos sistemas han permitido formular distintas hipótesis en torno al modelo de ocupación del asentamiento sobre la base de la tecnología del agua, teniendo en cuenta nuevos factores: la disponibilidad y acceso a los recursos hídricos, la cantidad de estructuras y la variedad de sistemas, dispositivos, así como el diseño de las redes hidráulicas. La propuesta expuesta en este trabajo se ha realizado desde una perspectiva diacrónica, puesto que las instalaciones hidráulicas analizadas no han podido ser asignadas a un periodo cronológico específico dentro de las distintas fases de ocupación del yacimiento. Finalmente, pese a las limitaciones con las que se ha encontrado este estudio como es la imposibilidad de fechar mediante técnicas absolutas las instalaciones hidráulicas y su estado de conservación, el presente estudio pone de relieve la singularidad y el gran potencial del registro arqueológico de Sela para el conocimiento de la gestión de los recursos hídricos en el sur de la Transjordania y de sus implicaciones socioeconómicas, políticas y culturales a lo largo del tiempo., [eng] The availability of water resources has been essential over time. This is even more outstanding in those territories where water is a scarce and limited resource. Faced with these difficulties, several strategies, methods, and techniques have been continuously developed to efficiently manage these resources, shaping different “water cultures”. This development has been observed both in the so-called hydraulic civilisations and in other local-regional communities without the need for centralised or state intervention. Local water management, which included systems for the collection, conduction, storage, and preservation of water, guaranteed the supply necessary for the subsistence of these societies. The site of Sela, located in the semi-arid region of southern Transjordan, contains numerous archaeological remains of hydraulic structures. This is evidence of the need to implement water management infrastructures in a region where water availability is and was limited. This work aims to document, analyse, and study the different strategies, mechanisms, and facilities that allowed the management of water resources in Sela, from collection to supply for use. Based on the information obtained during the archaeological surveys conducted in 2015 and 2016, the identification, documentation, and analysis of the hydraulic installations were carried out in detail. To study the spatial distribution of the facilities and establish their main connections, a 2D archaeological planimetry has been drawn up and a three-dimensional model of a specific area of the site has been reconstructed. The resulting data has been compared with existing data on hydraulic installations identified by five archaeological projects carried out in the south of the Transjordan at different times. As a complement to this study, a petrographic and mineralogical characterisation of fourteen samples of mortar extracted from different hydraulic installations has been carried out. The results obtained in this work have made it possible to determine the potential sources of water available and have shown the existence of different strategies, techniques, and methods for its management. The analysis and study of the wide variety of existing installations has allowed us to characterise the different hydraulic systems present at the site of Sela. The facilities that have been conserved indicate that the main goal of the hydro-technology developed at Sela was mainly based on the implementation of water collection, conduction, storage, and preservation facilities to guarantee the highest possible volume and quality of water for consumption. The results obtained, together with their regional contextualisation, suggest that the population of Sela, from a socio-political, economic, and cultural point of view, developed through small local groups. The absence of a hierarchical and centralised hydraulic network, as well as its composition, based mainly on small water collection, conduction, and storage units, suggest that these facilities are used by families and households. These systems have allowed us to formulate different hypotheses regarding the model of settlement occupation based on water technology. To that end, it has been taken into account the availability and access to water resources, the number of structures and the variety of systems, devices as well as the design of hydraulic networks. The proposal set out in this work has been made from a diachronic perspective since the hydraulic installations analysed could not be assigned to a specific chronological period within the different phases of occupation of the site. Finally, despite the limitations encountered in this study, such as the impossibility of dating the hydraulic installations using absolute techniques and their state of conservation, the current study highlights the uniqueness and great potential of the archaeological record of Sela with regard of the management of water resources in the south of the Transjordan and its socio-economic, political and cultural implications over time.

[spa] El agua es esencial para el ser humano y el desarrollo de las actividades socioeconómicas, pero los recursos hídricos no están repartidos de forma equitativa en todo el planeta y la escasez hídrica afecta a muchas regiones. En los últimos años la zona mediterránea ha visto reducidos considerablemente sus recursos hídricos y las proyecciones del cambio climático prevén un agravamiento de la situación. Por esta razón la gestión del agua bajo las perspectivas de One Health y Global Health es crucial y una de las principales estrategias es la monitorización de la calidad del agua, incluyendo los riesgos microbiológicos asociados. El principal objetivo de esta tesis doctoral ha sido desarrollar nuevas herramientas para la monitorización de la calidad microbiológica del agua y que permitan mejorar su gestión. Esta investigación se ha desarrollado en diferentes estudios transversales dando lugar a cuatro artículos científicos. En estos estudios se han evaluado las dinámicas y procesos naturales de inactivación de microorganismos indicadores de contaminación fecal, patógenos y comunidades bacterianas en el medio ambiente, además de tratamientos para la eliminación de los microorganismos en plantas potabilizadoras. Los resultados obtenidos han generado información sobre el comportamiento de diferentes microorganismos indicadores de contaminación fecal en el medio ambiente y de crAssphage, confirmándolo como un marcador útil del origen humano de la contaminación fecal. Por otro lado, se han modelizado las dinámicas de diferentes microorganismos indicadores en un río mediterráneo a partir de dos factores ambientales como son el caudal y la temperatura. En dicho río también se han observado cambios en la estructura y diversidad de las comunidades bacterianas por la entrada de contaminación fecal. No obstante, también se ha observado una recuperación de las mismas aguas abajo. Finalmente, se ha contribuido a la mejora de la detección de los indicadores y patógenos que se encuentran en bajas concentraciones en las muestras ambientales mediante un método de concentración basado en la ultrafiltración, lo que supone una ventaja para la evaluación de riesgo microbiológico y la elaboración de los planes sanitarios del agua. Los resultados de esta investigación contribuyen con el desarrollo y evaluación de herramientas para una gestión hídrica fundamentada en One Health y Global Health., [eng] Water is essential for life and the development of human socio-economic activities, but water resources are not equally distributed across the planet and many areas are affected by water scarcity. During the last years the Mediterranean region has reduced considerably its water resources and it is expected an exacerbation of the current situation during the next years due to the climate change projections. For that reason, water management from One Health and Global Health perspectives is crucial and one of the main strategies is the water quality monitoring, including the microbial risk associated. The main objective of this PhD thesis has been to develop new tools to perform the microbial water quality monitoring for the improvement of water management. This research has been developed in different studies giving rise to four scientific articles. The dynamics and natural inactivation processes of faecal indicator organisms, pathogens and bacterial communities in the environment and different water treatments and methodologies have been assessed in these studies. The results obtained provide valuable information about the behaviour of different faecal microbial indicators in the environment, confirming the usefulness of crAssphage as a human source tracking marker. The dynamics of different microbial indicators have been modelled in a Mediterranean stream affected by an input of treated sewage water using two environmental drivers: streamflow and temperature. Changes in the structure and diversity of bacterial communities have also been observed in this river. However, it has been observed that the structure and diversity of the bacterial communities can recover downstream, showing high resilience to the anthropogenic impact. Finally, the detection of low numbers of microbial indicators and pathogens in environmental samples has been improved using a concentration method, confirming its suitability for the microbial risk assessment. The outcome of this research contributes in the development and assessment of new tools for water management based on One Health and Global Health.

Conté taules amb informació sobre consum d'aigua

Conté taules amb informació sobre consum d'aigua

[cat] Durant l'última dècada, les activitats antropogèniques han doblat el nitrogen disponible, provocant nombrosos problemes ambientals. En un context de conca, els boscos de ribera tenen la capacitat de reduir els excessos de nitrogen que els hi arriben dels ecosistemes terrestres adjacents i, per tant, poden ser fonamentals per determinar la concentració de nitrogen al riu i l'exportació d'aquest nutrient aigües avall. L'objectiu d'aquesta tesi és analitzar la influència dels boscos de ribera sobre els recursos hídrics i la dinàmica del nitrogen en una conca mediterrània. Durant l'estudi, els sòls de ribera exhibiren unes taxes netes de mineralització i nitrificació clarament superiors als boscos de capçalera (alzinar i fageda), les quals foren atribuïdes als estocs de fullaraca i a l'alta humitat dels sòls riparians. A més, els sòls de ribera foren importants fonts de nitrat al riu, especialment quan les altes temperatures o les fortes precipitacions provocaren pics d'activitat microbiana que contribuïren > 25% en termes anuals. Hidrològicament parlant, la vegetació ripariana tingué un paper clau sobre els recursos hídrics de la conca, perquè regulà el cabal fluvial a diferents escales temporals, i promogué la pèrdua d'aigua del riu cap a la ribera en el fons de vall. Tanmateix, la ribera no retingué nitrogen durant el període de retenció hidràulica, així com tampoc durant la resta de l'any. Per contra, el baix cabal i les altes temperatures incentivaren la nitrificació a la llera del riu durant l'estiu. A més, durant la primavera, l'augment de llum previ al desenvolupament de la capçada de ribera afavorí la producció primària bruta en el riu, la qual provocà clares fluctuacions diàries en les concentracions de nitrat i reduí un 10% les exportacions d'aquest nutrient aigües avall. Conjuntament, els resultats d'aquesta tesi no només qüestionen la idea que les zones de ribera són filtres naturals de nitrogen en regions mediterrànies, sinó que manifesten la importància d'una visió integradora de tots els components del paisatge per tal per tal d'avançar en el nostre coneixement sobre la hidrologia i la biogeoquímica a escala de conca., [eng] Riparian areas are recognized to be natural filters of nitrogen (N) because they can substantially diminish the N delivery from terrestrial to aquatic ecosystems. However, understanding the influence of riparian zones on regulating N export from catchments is still challenging, mainly because stream water chemistry integrates biogeochemical processes co-occurring within upland, riparian, and fluvial ecosystems. The present dissertation aims to explore the influence of Mediterranean riparian zones on regulating both stream hydrology and catchment N exports, by combining empirical and modelling approaches at different temporal and spatial scales. Findings obtained from plot experiments show that the studied Mediterranean riparian soils acted as hot spots of soil microbial N supply within the catchment because they exhibited considerably higher net N mineralization (NNM) and net nitrification (NN) rates than upland oak and beech soils. This difference was attributed to larger stocks of N-rich leaf litter and permanent moist conditions in the riparian soils. Furthermore, soil microbial processes in the riparian site showed a distinct climatic sensitivity than in upland sites, which ultimately led to different temporal patterns of soil N cycling. Soil moisture was the major driver of NNM and NN in upland forests, while both temperature and precipitation shaped soil N dynamics in the riparian zone. Therefore, both upland and riparian soils exhibited pulses of NNM and NN following spring rewetting events, though summer temperatures only stimulate microbial activity at the riparian site. Riparian microbial pulses contributed > 25% to annual rates of NNM and NN; and coincided with increases in stream N loads. These results suggest that Mediterranean riparian soils may become important sources of nitrate (NO3-) to streams under future warming scenarios. Additionally, findings obtained from catchment-scale studies show that our Mediterranean riparian zone exerted a strong control on stream hydrology during the vegetative period. Riparian evapotranspiration (ET) influenced the temporal pattern of stream discharge and riparian groundwater elevation across daily and seasonal scales. Further, the influence of riparian ET on stream hydrology increased from headwaters to the valley bottom, where stream hydrological retention was prominent. Nonetheless, such stream hydrological retention wasn’t accompanied by a decrease in catchment N exports, likely because low flow conditions, relatively warm conditions, and large stocks of N-rich leaf litter within the streambed enhanced in-stream NO3- release in summer. Conversely, in-stream photoautotrophic NO3- uptake was the major controlling factor of stream N dynamics in spring, when high light inputs favored gross primary productivity (GPP) prior to riparian canopy closure. As it occurred for summer nitrification, the influence of GPP on stream N dynamics increased along the stream continuum. At the valley bottom, in-stream photoautotrophic activity drop midday stream N concentration by 13% and reduced catchment NO3 exports by 10%. Finally, during the dormant period, we found minimal evidences of either NO3 uptake or release in the riparian zone. Mass balance calculations at the whole-reach scale showed that both riparian groundwater inputs and in-stream processes contributed to longitudinal changes in stream NO3 concentrations, and thus, both sources of variation were necessary to understand stream water chemistry along the stream. Together, these results suggest that the high bioreactivity of streams ecosystems can influence stream N dynamics at the catchment scale, and even screen the potential buffer capacity of riparian zones as observed for this Mediterranean catchment. Overall, findings gathered in the present dissertation question the idea that Mediterranean riparian zones are efficient N buffers, and stress that an integrated view of upland, riparian, and stream ecosystems is essential for advancing our understanding of catchment hydrology and biogeochemistry.

La part primera d’aquest treball, relativa a la teoria i la metodologia, té com a objectiu l'anàlisi de les diferents possibilitats de coneixement del carst i dels seus processos, aprofundint però en la perspectiva hidrogeològica. Així s’analitza l'aportació de l'equip interdisciplinari d'hidrologia subterrània del Laboratori Subterrani de Moulis (França), tractant-se els continguts de les diferents aproximacions: hidrodinàmica, hidrogeotèrmia, hidrogeoquímica i hidrobiològica. Aquesta part primera, encara que no tingui una explícita intenció epistemològica, estableix una base per a una molt necessària i interessant recerca teòrica i epistemològica del carst, és a dir, per a un treball des de la perspectiva de la hidrologia teòrica. La segona part correspon a la recerca experimental realitzada en diferents sistemes hidrogeològics dels Pirineus de Catalunya. Les diferents unitats investigades se situen a la Val d'Aran i altes valls del Llobregat i Segre. Els exemples estudiats, com a conseqüència de la seva diferent situació, presenten característiques físiques i factors definitoris de naturalesa ben distinta. La quantificació del grau de carstificació ha estat un dels objectius bàsics en cadascuna de les unitats experimentals. En les recerques desenvolupades en aquest treball dedicat als aqüífers de l’alta muntanya dels Pirineus, es poden plantejar quatre grans aspectes d’interès: la metodologia, els resultats experimentals i el models conceptuals, les reflexions en el terreny de la hidrologia teòrica i el valor estratègic dels recursos hídrics i la seva gestió des de la sostenibilitat. La metodologia d’enfocament sistèmic es desenvolupa a partir d’una recerca hidrològica, experimental i interdisciplinària. Els resultats indiquen que els sistemes presenten característiques molt contrastades i il·lustren molt bé l’originalitat i diversitat pròpia del medi càrstic. Els exemples estudiats constitueixen una casuística que ha permès analitzar característiques molt diverses en relació amb el funcionament hidrològic i els processos: infiltració ràpida i lenta i la seva importància relativa, infiltració en pèrdues com un tipus particular d’infiltració ràpida, infiltració parcial en una conca i el tipus de complexitat que això introdueix, la influència dels tipus d’infiltració en els processos, el desenvolupament de l’epicarst i l’existència d’aqüífers epicàrstics, les implicacions que té la precipitació sigui en forma de neu o no, el paper del mantell nival segons la seva importància, l’origen i el flux del CO2 en les diferents parts de l’aqüífer, la circulació a la zona saturada en aqüífers de característiques ben diferents, la diversitat de característiques de les zones de descàrrega de cadascun dels sistemes… En un dels exemples –Moixeró– ha estat possible la recerca experimental de la circulació profunda: zona de transició i zona saturada amb punts d’observació al seu interior. També té un considerable interès l’anàlisi de la situació espacial dels processos de carstificació (dissolució) en el sistema càrstic, és a dir, si la carstificació es desenvolupa en el conjunt de sistema (carst superficial, zona no saturada i zona saturada) o bé, de forma més important, en alguna d’aquestes parts del sistema. En aquest sentit, els sistemes aranesos en general, i particularment els de Joeu i Aigüèira, permeten realitzar interessants reflexions. L’anàlisi del funcionament hidrològic en cadascun dels sistemes ha permès inferir-los una estructura característica, és a dir, conèixer i definir un esquema o model conceptual per a cada sistema o aqüífer. En definitiva, el treball realitzat ens introdueix en la diversitat i la complexitat que caracteritza el carst i l’aqüífer càrstic i aquests aspectes tenen, així mateix, un marcat interès des del punt de vista teòric i de la hidrologia teòrica. L’anàlisi de l’estructura tipus dels sistemes (binària o monàdica) i la seva relació o influència en els models hidrogeològics conceptuals que caracteritzen els sistemes; en aquest mateix sentit, la reflexió sobre l’energia i el potencial de carstificació implicats en els processos de carstificació es pot abordar a partir dels conceptes de la termodinàmica dels processos irreversibles (entropia, ordre, desordre, grau d’organització, evolució lluny de l’equilibri…). Els resultats de la hidrologia experimental introdueixen una altra perspectiva, un altre context en el que situar i utilitzar les observacions de terreny (els aspectes geològics, però sobretot els geomorfològics), que adquireixen un altre valor i profunditat. Els recursos i les reserves hídriques subterrànies avaluades en els sistemes estudiats tenen un interès estratègic des de la perspectiva de la hidrologia operativa. A més, en tots els sistemes s’ha realitzat una anàlisi de l’estructura geològica a un nivell inferior de la descàrrega natural amb l’objectiu de conèixer les possibilitats d’existència de reserves profundes. Es proposa un gestió sostenibilista d’aquests sistemes, és a dir, una utilització racional, que exigeix iniciatives de protecció i de coneixement que suposaran la realització d’un programa de cartografies hidrogeològiques (i de vulnerabilitat i de risc), així com un programa de sondeigs de reconeixement i d’experiències amb traçadors., The first section of this thesis, which contains the theory and methodology relevant for this study, has as objective to analyse the different possibilities of knowledge of karst and its processes, giving special attention to hydrogeological perspective. Thus, the contribution of the interdisciplinary subterranean hydrology’s team of the Subterranean Laboratory of Moulis (France) is analysed, together with the contents of the different areas of study: hydrodynamics, hydrogeothermy, hydrogeochemistry and hydrobiology. This first section establishes a basis for a necessary and interesting theoretical and epistemological karst’s research; thus, for a study from the perspective of theoretical hydrology. The second section consists in the experimental research undertaken in different hydrogeological systems of the Catalan Pyrenees. The systems investigated are situated in Val d’Aran and upper valleys of the rivers Llobregat and Segre. A systemic methodology is developed from a hydrologic, experimental and interdisciplinary research. To quantify the level of karst development has been one of the principal objectives in each of the diverse experimental units. From the different researches developed in this study in relation to the high mountain aquifers of Pyrenees four areas of interest can be detected: the methodology, the experimental results and conceptual models, the ideas in relation to theoretical hydrology and the strategic value of hydric resources and its sustainable management. The results indicate that the systems present contrasted characteristics, which show the originality and diversity of the karstic environment. The study introduces us into the diversity and complexity that characterizes karst and karstic aquifers, aspects that have an important interest from the point of view of the theory and of the theoretical hydrology. The ideas about energy and karstification potential implied in karst development processes can be addressed to with the thermodynamics’s concepts of the irreversible processes, such as entropy and self-organization. The results of experimental hydrology also introduce another perspective, another context to put and use the field observations (the geological aspects, but especially the geomorphological ones), which acquires another value and depth. The resources and groundwater volumes examined in the systems studied have a strategic interest from the perspective of operative hydrology and, a sustainable management of those is proposed.

Forma part de la col·lecció: Càpsules de sostenibilitat

A la portada: Capital humà

[spa] Los gobiernos, las administraciones públicas e incluso los Tribunales se han afrontado con la cuestión de aplicación del principio de subsidiariedad en variados aspectos del derecho público, y de modo singular, este tema se centra en la perspectiva administrativa y medio ambiental, más específicamente al tema del derecho de agua, de la gestión hídrica y de la distribución de competencias. Así, esta investigación hace una reflexión sobre el modelo subsidiario del derecho de agua, un estudio de derecho comparado, en el marco de la ordenación de la gestión del agua en Unión Europea, en aproximación, al ordenamiento constitucional de la política de agua de Brasil. Se señala que se trata de sistemas normativos de bases jurídicas distintas, por ello, la propuesta es verificar cómo se estructura específicamente la regulación de gestión y aprovechamiento del agua, de acuerdo con los principios generales y otras disposiciones comunes; además, hacer un análisis de algunos supuestos de conflictos que se afrontan en cada sistema, en situaciones más concretas y aproximadas, se confrontando las similitudes y respetándose las divergencias. La tesis se concentra en dos partes: la primera dedicada al estudio más profundo del elemento de subsidiariedad, en cuanto principio y función, volviéndose a sus raíces evolutivas, planteamientos de los conceptos jurídicos y sobretodo calcado en (re)dimensionar su naturaleza jurídica, a partir de la relación del componente de la subsidiariedad con otros elementos jurídicos, igualmente complejos, cómo la relación con la soberanía en la Teoría del Derecho Público, y otros componentes de la centralización, descentralización y autonomía y, de modo singular, los principios de cooperación y proporcionalidad del derecho europeo comparando con el federalismo cooperativo y de integración en Brasil. La segunda parte se despliega en reflexionar las cuestiones actuales sobre el bien jurídico 'agua' (patrimonio común) que llevaron al desarrollo del modelo subsidiario del derecho de agua, y propiamente sobre cómo en los sistemas jurídico-administrativos referidos, precisamente el tema de la gestión de los recursos hídricos se organiza y regula, engendrada desde el principio de subsidiariedad y de la cooperación bajo la integración de la política del agua en la unidad de cuenca hidrográfica., [eng] Governments, public administrations and even courts face the question of implementation of the principle of subsidiarity in various aspects of public law, and, in a special way, this theme permeates the administrative and environmental perspective, more specifically with respect to the issues of water right, water management and distribution of competencies. Therefore, this research reflects on the subsidiary model of the right to water. It is intended to study the context of water management regulation in European Union through comparative law, including an approach to Brazilian laws on this subject matter. It is noted that these are normative systems of different legal bases. Therefore, the objective is to verify specially how regulation of water management and use is structured, in accordance with the general principles and other common provisions, as well as to analyze some particular cases of conflicts faced in each system, comparing their similarities and respecting their differences. The thesis focuses on two parts. The first one is devoted to a deeper study of the subsidiarity element, as a principle and function, focusing on its evolutionary roots, examining its legal concepts, and, mainly, is designed to (re)size its legal nature, from the relation of the subsidiarity component to other legal elements, equally complex, relating it to sovereignty in the Theory of Public Law, and to other components (centralization, decentralization and autonomy), in a singular way, as well as to the principles of cooperation and proportionality of European law, in comparison with cooperative and integration federalism in Brazil. The second one intends to reflect on current issues about the water heritage, under a normative point of view, which led to the development of the subsidiary model of water right, and specifically approaches the question of how the management of water resources in the aforementioned legal and administrative systems is organized and regulated under the water policy integration, based on the principle of subsidiarity and cooperation in the "watershed unit"., [cat] Els governs, les administracions públiques i fins i tot els tribunals han hagut d'abordar la qüestió de l'aplicació del principi de subsidiarietat en diversos aspectes del dret públic, i de manera singular, aquest tema afecta la perspectiva administrativa i mediambiental, centrada més específicament en la qüestió del dret de l'aigua, de la gestió hídrica i de la distribució de competències. Així, aquesta investigació fa una reflexió sobre el model subsidiari del dret de l'aigua, en el qual es pretén fer un estudi de dret comparat en el marc de l'ordenació de la gestió de l'aigua a la Unió Europea, en relació amb l'ordenament constitucional de la política de l'aigua del Brasil. S'assenyala que es tracta de sistemes normatius de bases jurídiques distintes, raó per la qual la proposta és verificar com s'estructura específicament la regulació de la gestió i aprofitament de l'aigua, d'acord amb els principis generals i altres disposicions comunes, a més de fer una anàlisi d'alguns supòsits de conflictes que es tracten en cada sistema, en situacions més concretes y aproximades, amb l'acarament de les similituds i amb respecte de les divergències. La tesi s'estructura en dues parts: la primera es dedica a l'estudi aprofundit de l'element de la subsidiarietat atenent les seves arrels evolutives, els plantejaments dels conceptes jurídics i sobretot l'estudi de la qüestió de (re)dimensionar la seva naturalesa jurídica, a partir de la relació del component de la subsidiarietat amb altres elements jurídics, igualment complexos, com la relació amb la sobirania en la Teoria del Dret Públic i altres components de la centralització, descentralització i autonomia i, de manera singular, els principis de cooperació i proporcionalitat del dret europeu, en comparació amb el federalisme cooperatiu i d'integració al Brasil. La segona part s'estén en la reflexió sobre les qüestions actuals sobre el bé jurídic aigua que han portat al desenvolupament del model subsidiari del dret de l'aigua, i pròpiament sobre com en els sistemes juridicoadministratius referits, precisament el tema de la gestió dels recursos hídrics s'organitza i es regula des de la integració de la política de l' aigua, engendrada des del principi de subsidiarietat i de la cooperació en la unitat de conca hidrogràfica.