{"id":99709,"date":"2010-12-03T00:00:00","date_gmt":"2010-12-03T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/a-hydro-economic-modeling-framework-for-optimal-management-of-groundwater-nitrate-pollution-from-agriculture\/"},"modified":"2010-12-03T00:00:00","modified_gmt":"2010-12-03T00:00:00","slug":"a-hydro-economic-modeling-framework-for-optimal-management-of-groundwater-nitrate-pollution-from-agriculture","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/control-de-la-contaminacion-del-agua\/a-hydro-economic-modeling-framework-for-optimal-management-of-groundwater-nitrate-pollution-from-agriculture\/","title":{"rendered":"A hydro-economic modeling framework for optimal management of groundwater nitrate pollution from agriculture"},"content":{"rendered":"

Tesis doctoral de Salvador Pe\u00f1a Haro <\/strong><\/h2>\n

La contaminaci\u00f3n difusa de las aguas subterr\u00e1neas es una creciente preocupaci\u00f3n en cualquier parte del mundo, y los nitratos, principalmente originados por el uso intensivo de fertilizantes en la agricultura, son uno de los contaminantes en el agua subterr\u00e1nea problem\u00e1ticos y extendidos. la contaminaci\u00f3n de los acu\u00edferos ha provocado el desarrollo de numerosas normativas y recomendaciones. En europa, la directiva de nitratos fue establecida en 1991, y la directiva europea marco del agua (dma) en 2000. La dma establece que todas las masas de agua deben alcanzar el buen estado en el a\u00f1o 2015. La dma expl\u00edcitamente reconoce el rol que la econom\u00eda puede tener el alcanzar los objetivos ecol\u00f3gicos y ambientales. Uno de los elemento que la dma menciona es el an\u00e1lisis coste-eficacia (ace), \u00e9ste an\u00e1lisis puede ser usado para obtener el programa de medidas m\u00e1s coste-eficaz para alcanzar el buen estado de las masas de agua. en este trabajo se presenta el desarrollo de un modelo hidro-econ\u00f3mico para determinar la gesti\u00f3n \u00f3ptima de la contaminaci\u00f3n por nitratos de las agua subterr\u00e1neas. El modelo hol\u00edstico de optimizaci\u00f3n determina la distribuci\u00f3n espacio-temporal de la tasa de aplicaci\u00f3n de fertilizantes que maximiza los beneficios netos en la agricultura, limitada por los requerimientos de calidad en el agua subterr\u00e1nea en diferentes puntos de control. Dado que las emisiones (cantidad de nitr\u00f3geno) son controlables pero los objetivos se refieren a concentraciones, es necesario relacionar ambos aspectos. Mediante modelos de simulaci\u00f3n agron\u00f3mica se obtienen las funciones de producci\u00f3n y de lixiviado de nitratos en funci\u00f3n del uso de agua y fertilizantes, mientas que se emplean modelos num\u00e9ricos de simulaci\u00f3n del flujo y transporte para obtener soluciones unitarias que se integraron en el modelo de optimizaci\u00f3n por medio de matrices de respuesta. La integraci\u00f3n de las matrices de respuesta en el modelo de gesti\u00f3n permite simular la evoluci\u00f3n de la concentraci\u00f3n de nitratos en el agua subterr\u00e1nea mediante superposici\u00f3n en diferentes puntos de control a largo del tiempo, debido a la emisi\u00f3n de contaminantes en diferentes zonas distribuidas en el espacio y variables en el tiempo. De este modo el modelo relaciona la aplicaci\u00f3n de fertilizantes con la concentraci\u00f3n de nitratos en el agua subterr\u00e1nea. Los beneficios de la agricultura se determinaron a trav\u00e9s de las funciones de producci\u00f3n y el precio de los cultivos. De esta forma, se obtiene una herramienta pr\u00e1ctica para analizar el coste de oportunidad de medidas para reducir la carga de nitr\u00f3geno y evaluar su eficacia para mantener las concentraciones de nitratos en los acu\u00edferos dentro de los niveles fijados como objetivo. el modelo desarrollado se aplic\u00f3 a un sistema acu\u00edfero sint\u00e9tico. Se obtuvo la aplicaci\u00f3n \u00f3ptima de fertilizantes para problemas con diferentes condiciones iniciales, horizontes de planeaci\u00f3n y tiempos de recuperaci\u00f3n. Los resultados del caso sint\u00e9tico muestran la importancia de la localizaci\u00f3n de las fuentes contaminantes en relaci\u00f3n con los puntos de control. Los horizontes de planeaci\u00f3n y los tiempos de recuperaci\u00f3n pueden tener una gran influencia en la aplicaci\u00f3n de fertilizantes y en el coste de oportunidad para alcanzar los est\u00e1ndares medioambientales. Hay un claro intercambio entre el horizonte de planeaci\u00f3n para alcanzar los est\u00e1ndares de calidad (tiempo de recuperaci\u00f3n) y las p\u00e9rdidas econ\u00f3micas debidas a la reducci\u00f3n de nitratos en la agricultura. en el proceso de toma de decisiones, la fiabilidad y la aversi\u00f3n al riesgo juegan un papel importante. Se presenta un modelo de optimizaci\u00f3n estoc\u00e1stico para la analizar los efectos de la incertidumbre en la conductividad hidr\u00e1ulica sobre la soluci\u00f3n de menor coste de la distribuci\u00f3n de reducciones en la aplicaci\u00f3n de nitr\u00f3geno entre las diferentes fuentes de contaminaci\u00f3n para alcanzar los objetivos de concentraci\u00f3n de nitratos en una masa subterr\u00e1nea heterog\u00e9nea. Se analizaron cuatro m\u00e9todos diferentes: simulaci\u00f3n monte carlo con campo de conductividad pre-definido, optimizaci\u00f3n monte carlo, optimizaci\u00f3n por grupos y un modelo estoc\u00e1stico con optimizaci\u00f3n entera mixta y nivel de fiabilidad definido a priori. Los modelos se probaron en el caso sint\u00e9tico con 100 realizaciones y dos casos con diferente varianza en el campo de conductividad. finalmente la metodolog\u00eda se aplic\u00f3 al acu\u00edfero el salobral-los llanos (en el dominio de la masa subterr\u00e1nea mancha oriental), para el que se obtuvo la aplicaci\u00f3n \u00f3ptima de fertilizantes para una horizonte de planeaci\u00f3n de 50 a\u00f1os. La aplicaci\u00f3n promedio tiene que ser reducida en 39 kg\/ha, lo cual provoca una reducci\u00f3n en la producci\u00f3n con un coste (p\u00e9rdida de beneficios) de 1.2 m\u00e2,\u00ac\/a\u00f1o. a pesar de las limitaciones necesarias de cualquier modelo, la relevancia y complejidad de los problemas reales de contaminaci\u00f3n difusa de aguas subterr\u00e1neas requiere el desarrollo de modelos integrales hidro-econ\u00f3micos para resolver el problema de m\u00faltiples fuentes de contaminaci\u00f3n en condici\u00f3n heterog\u00e9neas, integrando los principales elementos agron\u00f3micos, biof\u00edsicos y econ\u00f3micos del proceso (incluyendo la incertidumbre) a escala de masa de agua subterr\u00e1nea. De esta forma, el trabajo desarrollado proporciona una metodolog\u00eda y unas herramientas que pueden ser de utilidad para la toma de decisiones en el proceso de implementaci\u00f3n de los requerimientos de la directiva marco y la reciente directiva hija de protecci\u00f3n de aguas subterr\u00e1neas frente a la contaminaci\u00f3n. Una l\u00ednea de trabajo futura ser\u00eda ampliar la diversidad de decisiones de gesti\u00f3n en parcelas y otras opciones de pol\u00edtica de control, aparte de las de limitaci\u00f3n en el uso de fertilizantes.<\/p>\n

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Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00abA hydro-economic modeling framework for optimal management of groundwater nitrate pollution from agriculture<\/strong>\u00ab<\/h3>\n
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  • T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 A hydro-economic modeling framework for optimal management of groundwater nitrate pollution from agriculture <\/li>\n
  • Autor:<\/strong>\u00a0 Salvador Pe\u00f1a Haro <\/li>\n
  • Universidad:<\/strong>\u00a0 Polit\u00e9cnica de Valencia<\/li>\n
  • Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 12\/03\/2010<\/li>\n<\/ul>\n

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    Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n
      \n
    • Director de la tesis<\/strong>\n
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      • Manuel Augusto Pulido Vel\u00e1zquez<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
      • Tribunal<\/strong>\n
          \n
        • Presidente del tribunal: andr\u00e9s Sahuquillo herr\u00e1iz <\/li>\n
        • jean-daniel Rinaudo (vocal)<\/li>\n
        • bj\u00ed\u00b6rn Kl\u00ed\u00b6ve (vocal)<\/li>\n
        • Francisco Jos\u00e9 Mart\u00edn de santa olalla (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

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