Thesis advisor: Dr. Albert Folch Sancho / Dra. Paula Rodríguez Escales
Place: ETSECCPB
UPC, Campus Nord
Building C1. Classroom: 002
C/Jordi Girona, 1-3
08034 Barcelona
Date: Monday, June 20th 2022, 11:00
Abstract:
El canvi global s'espera que afecti significativament el comportament hidrològic global, canviant els patrons de precipitació mitjana anual, augmentant la durada dels períodes de sequera, augmentant l'evaporació i el vapor d'aigua atmosfèric i disminuint la capa de gel. Per tant, els canvis en la humitat del sòl, l'escorrentia, la recàrrega, la quantitat i la qualitat de l'aigua subterrània es veuran afectats. A més, el creixement poblacional esperat incrementarà la contaminació alhora que implicarà un creixement de la demanda i una competència pels recursos hídrics i, per tant, un augment en l'extracció d'aigües subterrànies.
Tots aquests canvis impliquen reptes importants per trobar solucions que puguin contribuir a mitigar els efectes en la qualitat de l'aigua subterrània i el seu efecte al medi ambient. En aquest context, l'aplicació de la teledetecció en estudis d'aigües subterrànies representa una tècnica útil per complementar la informació obtinguda amb els mètodes tradicionals en estudis hidrogeològics utilitzats per caracteritzar i quantificar recursos hídrics. De la mateixa manera, la Recàrrega Gestionada d'Aqüífers representa una solució factible per fer front als futurs desafiaments en la gestió de l'aigua, promovent l'emmagatzematge de l'aigua disponible als aqüífers i millorant la qualitat de l'aigua recarregada.
Aquesta tesi es centra a millorar la gestió dels recursos hídrics subterranis de dues maneres diferents. En primer lloc, mitjançant l'ús d'eines de teledetecció per a la caracterització de les zones costaneres i, en segon lloc, mitjançant l'ús de barreres reactives per millorar la degradació dels contaminants de preocupació emergent en el context de la recàrrega gestionada d’aqüífers acoblada a l’efluent d’una planta de tractament d’aigües residuals.
En primer lloc, s'avalua la possibilitat d'utilitzar imatges infraroges tèrmiques (TIR) disponibles gratuïtament de Landsat 8 com a eina exploratòria per identificar fonts de SGD a tot el món. L'ús de dades tèrmiques de satèl·lit com a tècnica per identificar fonts de SGD al mar es basa en la identificació de plomalls tèrmicament anòmals obtinguts a partir del contrast tèrmic existent entre les aigües subterrànies i les aigües superficials del mar. L'objectiu principal d'aquesta primera part de la investigació és demostrar la utilitat de les imatges infraroges tèrmiques (TIR) de Landsat 8 com a eina exploratòria per identificar fonts de SGD (àrees càrstiques) a tot el món i discutir quins són els principals factors limitants d'aquesta tècnica en estudis de SGD. Els resultats mostren que la teledetecció amb imatges de satèl·lit tèrmiques, és un mètode útil per identificar fonts costaneres en aqüífers càrstics tant a nivell local com regional. No obstant això, hi ha alguns factors que cal considerar, com ara, limitacions de la tècnica, característiques geològiques i hidrogeològiques de l'àrea d'estudi, condicions ambientals i marines i la geomorfologia costanera.
En segon lloc, es presenta l'ús potencial de dades de clorofil·la (Chl-a) obtingudes amb satèl·lit, com una eina de baix cost per mapejar l'evolució espacial i temporal de la influència ecològica de la SGD a les zones costaners. Per distingir les altes concentracions de Chl-a derivades de SGD de les derivades d'altres fonts potencials, s’ha aplicat una anàlisi d’ agrupament a les dades de Chl-a. Els resultats mostren que les dades de Chl-a obtingudes amb satèl·lit ofereixen la possibilitat d'identificar i restringir àrees on les entrades de SGD han augmentat la productivitat primària i calcular el gradient de concentració de Chl-a al llarg del temps induït per la SGD.
Finalment, s’investiga el destí dels filtres UV seleccionats, en dos sistemes de recàrrega gestionada d’aqüífers; un complementat amb una barrera reactiva a base d'argila i compost vegetal, i l'altre com a sistema de referència. Es monitoritza la benzofenona-3 (BP-3) i els seus productes de transformació (TP) (benzofenona-1 (BP-1), 4,4′-dihidroxibenzofenona (4-DHB), 4-hidroxibenzofenona (4-HB) i 2 , 2'-dihidroxi-4-metoxibenzofenona (DHMB)), benzofenona-4 (BP-4) i avobenzona (AVO) en tots els compartiments involucrats (aigua, sòl i biopel·lícula), abans i després de modificar les condicions redox mitjançant un pols d'acetat de liti. Els resultats mostren que la implementació d'una barrera reactiva als sistemes de recàrrega gestionada d’aqüífers millora substancialment la degradació dels filtres UV, especialment de la BP-3 i els seus TP.
Aquesta tesi ha contribuït a millorar la gestió dels recursos hídrics subterranis a través de nous enfocaments metodològics i tècnics per fer front als nous reptes de la societat actual.
