Desenvolupament d'un sistema de suport a la decisió ambiental per a la gestió de les infraestructures hidràuliques, amb l'objectiu de garantir la qualitat de l'aigua a la Conca del Besòs

Aquesta tesi presenta un projecte de gestió integral d'infraestructures hidràuliques de sanejament a la Conca del riu Besòs. S'han considerat dos sistemes de sanejament (La Garriga i Granollers) amb les seves respectives xarxes de clavegueram i Estacions Depuradores d'Aigües Residuals (EDAR), i un tram del riu Congost, afluent del Besòs, com a medi receptor de les seves aigües residuals. Amb aquesta finalitat es construeix i s'utilitza un Sistema de Suport a la Decisió Ambiental (SSDA). Aquesta eina incorpora l'ús de models de simulació de qualitat de l'aigua pels sistemes de clavegueram, EDAR i riu, com a forma d'extracció de coneixement sobre la gestió integrada d'aquests elements. Aquest coneixement es conceptualitza, posteriorment, en forma d'arbres de decisió, que proporcionaran a l'usuari les actuacions a realitzar davant de les diferents situacions reals de gestió diària.

Management of industrial wastewater discharges in river basins through agents'argumentation

La gestió de l'aigua residual és una tasca complexa. Hi ha moltes substàncies contaminants conegudes però encara moltes per conèixer, i el seu efecte individual o col·lgectiu és difícil de predir. La identificació i avaluació dels impactes ambientals resultants de la interacció entre els sistemes naturals i socials és un assumpte multicriteri. Els gestors ambientals necessiten eines de suport pels seus diagnòstics per tal de solucionar problemes ambientals. Les contribucions d'aquest treball de recerca són dobles: primer, proposar l'ús d'un enfoc basat en la modelització amb agents per tal de conceptualitzar i integrar tots els elements que estan directament o indirectament involucrats en la gestió de l'aigua residual. Segon, proposar un marc basat en l'argumentació amb l'objectiu de permetre als agents raonar efectivament. La tesi conté alguns exemples reals per tal de mostrar com un marc basat amb agents que argumenten pot suportar diferents interessos i diferents perspectives. Conseqüentment, pot ajudar a construir un diàleg més informat i efectiu i per tant descriure millor les interaccions entre els agents. En aquest document es descriu primer el context estudiat, escalant el problema global de la gestió de la conca fluvial a la gestiódel sistema urbà d'aigües residuals, concretament l'escenari dels abocaments industrials. A continuació, s'analitza el sistema mitjançant la descripció d'agents que interaccionen. Finalment, es descriuen alguns prototips capaços de raonar i deliberar, basats en la lògica no monòtona i en un llenguatge declaratiu (answer set programming). És important remarcar que aquesta tesi enllaça dues disciplines: l'enginyeria ambiental (concretament l'àrea de la gestió de les aigües residuals) i les ciències de la computació (concretament l'àrea de la intel·ligència artificial), contribuint així a la multidisciplinarietat requerida per fer front al problema estudiat. L'enginyeria ambiental ens proporciona el coneixement del domini mentre que les ciències de la computació ens permeten estructurar i especificar aquest coneixement.

SBR technology for wastewater treatment: suitable operational conditions for a nutrient removal

Actualment, la legislació ambiental ha esdevingut més restrictiva pel que fa a la descàrrega d'aigües residuals amb nutrients, especialment en les anomenades àrees sensibles o zones vulnerables. Arran d'aquest fet, s'ha estimulat el coneixement, desenvolupament i millora dels processos d'eliminació de nutrients. El Reactor Discontinu Seqüencial (RDS) o Sequencing Batch Reactor (SBR) en anglès, és un sistema de tractament de fangs actius que opera mitjançant un procediment d'omplerta-buidat. En aquest tipus de reactors, l'aigua residual és addicionada en un sol reactor que treballa per càrregues repetint un cicle (seqüència) al llarg del temps. Una de les característiques dels SBR és que totes les diferents operacions (omplerta, reacció, sedimentació i buidat) es donen en un mateix reactor. La tecnologia SBR no és nova d'ara. El fet, és que va aparèixer abans que els sistema de tractament continu de fangs actius. El precursor dels SBR va ser un sistema d'omplerta-buidat que operava en discontinu. Entre els anys 1914 i 1920, varen sorgir certes dificultats moltes d'elles a nivell d'operació (vàlvules, canvis el cabal d'un reactor a un altre, elevat temps d'atenció per l'operari...) per aquests reactors. Però no va ser fins a finals de la dècada dels '50 principis del '60, amb el desenvolupament de nous equipaments i noves tecnologies, quan va tornar a ressorgir l'interès pels SBRs. Importants millores en el camp del subministrament d'aire (vàlvules motoritzades o d'acció pneumàtica) i en el de control (sondes de nivell, mesuradors de cabal, temporitzadors automàtics, microprocessadors) han permès que avui en dia els SBRs competeixin amb els sistemes convencional de fangs actius. L'objectiu de la present tesi és la identificació de les condicions d'operació adequades per un cicle segons el tipus d'aigua residual a l'entrada, les necessitats del tractament i la qualitat desitjada de la sortida utilitzant la tecnologia SBR. Aquestes tres característiques, l'aigua a tractar, les necessitats del tractament i la qualitat final desitjada determinen en gran mesura el tractament a realitzar. Així doncs, per tal d'adequar el tractament a cada tipus d'aigua residual i les seves necessitats, han estat estudiats diferents estratègies d'alimentació. El seguiment del procés es realitza mitjançant mesures on-line de pH, OD i RedOx, els canvis de les quals donen informació sobre l'estat del procés. Alhora un altre paràmetre que es pot calcular a partir de l'oxigen dissolt és la OUR que és una dada complementària als paràmetres esmentats. S'han avaluat les condicions d'operació per eliminar nitrogen d'una aigua residual sintètica utilitzant una estratègia d'alimentació esglaonada, a través de l'estudi de l'efecte del nombre d'alimentacions, la definició de la llargada i el número de fases per cicle, i la identificació dels punts crítics seguint les sondes de pH, OD i RedOx. S'ha aplicat l'estratègia d'alimentació esglaonada a dues aigües residuals diferents: una procedent d'una indústria tèxtil i l'altra, dels lixiviats d'un abocador. En ambdues aigües residuals es va estudiar l'eficiència del procés a partir de les condicions d'operació i de la velocitat del consum d'oxigen. Mentre que en l'aigua residual tèxtil el principal objectiu era eliminar matèria orgànica, en l'aigua procedent dels lixiviats d'abocador era eliminar matèria orgànica i nitrogen. S'han avaluat les condicions d'operació per eliminar nitrogen i fòsfor d'una aigua residual urbana utilitzant una estratègia d'alimentació esglaonada, a través de la definició del número i la llargada de les fases per cicle, i la identificació dels punts crítics seguint les sondes de pH, OD i RedOx. S'ha analitzat la influència del pH i la font de carboni per tal d'eliminar fòsfor d'una aigua sintètica a partir de l'estudi de l'increment de pH a dos reactors amb diferents fonts de carboni i l'estudi de l'efecte de canviar la font de carboni. Tal i com es pot veure al llarg de la tesi, on s'han tractat diferents aigües residuals per a diferents necessitats, un dels avantatges més importants d'un SBR és la seva flexibilitat.

Projecte de viabilitat de la proposta de gestió de les aigües pluvials al municipi de Begur

Estudi sobre les riuades provocades per les pluges torrencials al municipi de Begur i proposta d’un projecte alternatiu més sostenible respecte al creat per l’Ajuntament sobre la gestió d’aquestes aigües pluvials

Participació de les aigües subterrànies en la gènesi d'ambients palustres continentals: el cas dels prats de Sant Sebastià (Caldes de Malavella, Girona)

The area known as 'prats de Sant Sebastià' is in Caldes de Malavella. It is part of the wetlands located in the south-eastern end of the Selva Basin. Several areas with unusually high conductivity (EC up to 24,500 uS/cm) have been identified in this place. This fact allows highly specialised and comparatively rare botanical species to grow in this area. These saline soils follow a north-south line-up. The geophysical data, obtained with a field conductivemeter (EM 31), show that this superficial line-up continues in the subsoil. In addition to this, the conductivity cartography, made for an electromagnetic exploration depth of 6 meters, shows that the width of the region where these salinity anomalies take place increases in depth. When included in the hidrogeological context of this sector of the Selva Basin, these data bring new elements for the study of the genesis and working of these marshy environments. The model that future research will have to confirm, maintains that the groundwater discharges coming from the underlying hydrogeothermal aquifer are a conditioning factor of the aforementioned phenomenon. This ascending flow of highly mineralised waters (TDS of about 3,500 mg/l) can produce and keep stable the soil salinity

Diagnostic Tests Based on Quantile Residuals for Nonlinear Time Series Models

This thesis studies quantile residuals and uses different methodologies to develop test statistics that are applicable in evaluating linear and nonlinear time series models based on continuous distributions. Models based on mixtures of distributions are of special interest because it turns out that for those models traditional residuals, often referred to as Pearson's residuals, are not appropriate. As such models have become more and more popular in practice, especially with financial time series data there is a need for reliable diagnostic tools that can be used to evaluate them. The aim of the thesis is to show how such diagnostic tools can be obtained and used in model evaluation. The quantile residuals considered here are defined in such a way that, when the model is correctly specified and its parameters are consistently estimated, they are approximately independent with standard normal distribution. All the tests derived in the thesis are pure significance type tests and are theoretically sound in that they properly take the uncertainty caused by parameter estimation into account. -- In Chapter 2 a general framework based on the likelihood function and smooth functions of univariate quantile residuals is derived that can be used to obtain misspecification tests for various purposes. Three easy-to-use tests aimed at detecting non-normality, autocorrelation, and conditional heteroscedasticity in quantile residuals are formulated. It also turns out that these tests can be interpreted as Lagrange Multiplier or score tests so that they are asymptotically optimal against local alternatives. Chapter 3 extends the concept of quantile residuals to multivariate models. The framework of Chapter 2 is generalized and tests aimed at detecting non-normality, serial correlation, and conditional heteroscedasticity in multivariate quantile residuals are derived based on it. Score test interpretations are obtained for the serial correlation and conditional heteroscedasticity tests and in a rather restricted special case for the normality test. In Chapter 4 the tests are constructed using the empirical distribution function of quantile residuals. So-called Khmaladze s martingale transformation is applied in order to eliminate the uncertainty caused by parameter estimation. Various test statistics are considered so that critical bounds for histogram type plots as well as Quantile-Quantile and Probability-Probability type plots of quantile residuals are obtained. Chapters 2, 3, and 4 contain simulations and empirical examples which illustrate the finite sample size and power properties of the derived tests and also how the tests and related graphical tools based on residuals are applied in practice.

Estudio del marco normativo para las bibliotecas escolares: análisis de los proyectos de lectura de bibliotecas escolares de Andalucía, Catalunya y País Vasco

Español-> En esta investigación bibliográfica hemos analizado el trabajo de las tres Comunidades Autónomas en el tema de las bibliotecas escolares y hemos conocido el programa principal para su fomento utilizado en cada una de ellas. Para ello, hemos partido de lo que la IFLA/UNESCO y el Estado Español en su legislación y diferentes normativas establecen acerca de las bibliotecas escolares. Además, se ha realizado una comparación entre los tres programas de bibliotecas escolares de las Comunidades Autónomas seleccionadas: Andalucía, Catalunya y País Vasco. Finalmente, hemos conocido mediante los trabajos de diversos autores, los objetivos que para el futuro deben cumplir las bibliotecas escolares.

Boron and strontium isotopic characterization of coal combustion residuals: validation of new environmental tracers.

In the U.S., coal fired power plants produce over 136 million tons of coal combustion residuals (CCRs) annually. CCRs are enriched in toxic elements, and their leachates can have significant impacts on water quality. Here we report the boron and strontium isotopic ratios of leaching experiments on CCRs from a variety of coal sources (Appalachian, Illinois, and Powder River Basins). CCR leachates had a mostly negative δ(11)B, ranging from -17.6 to +6.3‰, and (87)Sr/(86)Sr ranging from 0.70975 to 0.71251. Additionally, we utilized these isotopic ratios for tracing CCR contaminants in different environments: (1) the 2008 Tennessee Valley Authority (TVA) coal ash spill affected waters; (2) CCR effluents from power plants in Tennessee and North Carolina; (3) lakes and rivers affected by CCR effluents in North Carolina; and (4) porewater extracted from sediments in lakes affected by CCRs. The boron isotopes measured in these environments had a distinctive negative δ(11)B signature relative to background waters. In contrast (87)Sr/(86)Sr ratios in CCRs were not always exclusively different from background, limiting their use as a CCR tracer. This investigation demonstrates the validity of the combined geochemical and isotopic approach as a unique and practical identification method for delineating and evaluating the environmental impact of CCRs.

Relations, residuals, regular interiors, and relative regular equivalence

Given a relation α (a binary sociogram) and an a priori equivalence relation π, both on the same set of individuals, it is interesting to look for the largest equivalence πo that is contained in and is regular with respect to α. The equivalence relation πo is called the regular interior of π with respect to α. The computation of πo involves the left and right residuals, a concept that generalized group inverses to the algebra of relations. A polynomial-time procedure is presented (Theorem 11) and illustrated with examples. In particular, the regular interior gives meet in the lattice of regular equivalences: the regular meet of regular equivalences is the regular interior of their intersection. Finally, the concept of relative regular equivalence is defined and compared with regular equivalence.

Signal residuals and hermit crab displays: flaunt it if you have it!

In animal contests selection should favour information gathering regarding the likely costs and benefits of continued conflict, and displays may provide a means for contestants to gain information about the fighting ability or aggressive intent of competitors. However, there is debate over the reliability of such displays and low levels of deception may occur within otherwise honest signalling systems. Hermit crabs use displays involving the chelipeds during agonistic encounters. We examined how variation in chelae size in relation to body size, a determinant of fighting ability, affects their use in displays and the process and outcome of contests over gastropod shells. In accordance with deceptive use of an otherwise honest signal, we found that contestants with large chelipeds for their body size spent more time performing the cheliped presentation display. Moreover, cheliped residuals and displays influenced the escalation level of encounters. There was a positive association between cheliped displays and the occurrence of 'grappling', but a negative association between displays and the occurrence of shell fights, suggesting that displays may signal aggressive intent and a reluctance to back off or accept the more passive defender role in a fight. Furthermore, the smaller of the two contestants in shell fights had larger cheliped residuals compared to those smaller contestants not involved in shell fights, which is consistent with disrupted opponent assessment. This study adds to mounting evidence that when acting as a signaller, individuals for whom the display exaggerates competitive ability attempt to manipulate opponents, using the display more often. (C) 2009 The Association for the Study of Animal Behaviour. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Investigating the of Water treatment residuals on Phosphorus mobility derived from biosolid application to Willow coppice

Short rotation willow coppice (SRWC) treatment of biosolids is limited by the oversupply of biosolid derived phosphorus; this can lead to eventual losses of phosphorus to water. Water treatment residuals (WTR), a by-product of potable water treatment, have been identified as a viable soil amendment for mitigation of phosphorus loss. WTR exploit the capacity of internally held aluminium oxide-hydroxide complexes to immobilise labile phosphorus. However indiscriminate additions to plots can result in inadequate control or excessive immobilization of soluble P, leading to crop deficiencies. Four commercially grown common willow (Salix) genotypes (Terra Nova, Endeavour, Resolution and Tora) were grown in soil amended with WTR at five different application rates (0, 10, 25, 50 and 100 tonne ha-1 air-dry basis) in a glasshouse pot experiment. The effects of application rates on plant yields, tissue P concentrations, P uptake and soil labile P availability were measured. Results indicate labile P was reduced with increasing WTR application rates, without any negative agronomic impacts.

Coal Combustion Residuals valorisation through the production of compressed masonry brick

The Niger Coal Society (Societé Nigérienne de Charbon – SONICHAR) produces electricity for local consumption in Tefereyre, 75 km north-west from Agadez, Niger. The coal combustion residuals production is about 150,000 tons per year. In order to reduce this environmental burden and to valorize these by-products, a study focusing on their physical and chemical features as well as on the mechanical resistance of compressed brick has been undertaken. Physical characterization of coal slag, chemical and lixiviation tests have been carried out, assessing the material main parameters, verifying the presence of hazardous composites and elements and comparing the obtained results with the findings of an in-deep literary review. Cement powder has been chosen as stabilizing agent as a preliminary option. Four different dosages have been tested and bricks have been produced with a hand-operated press. Compressive strength has been tested at different days of curing. Results show remarkable uniaxial compressive strengths (UCS) for all the mixes after cure, ranging from 4MPa up to more than 20MPa for the highest stabilization ratio. UCS higher than 5MPa have been observed for 20% and 30% cement stabilization ratios after only 7 days of cure, reaching respectively about 11MPa and 13MPa after 45 days. In conclusion obtained bricks show good mechanical resistance and low weight. No health threat has been detected from the obtained sample. Study developments are oriented towards the feasibility of the utilization of low-cost, locally available stabilization means, notably clay and cohesive soils, and on thermal properties assessment.

Models of Mortality - Analysing the Residuals

The area of mortality modelling has received significant attention over the last 20 years owing to the need to quantify and forecast improving mortality rates. This need is driven primarily by the concern of governments, professionals, insurance and actuarial professionals and individuals to be able to fund their old age. In particular, to quantify the costs of increasing longevity we need suitable model of mortality rates that capture the dynamics of the data and forecast them with sufficient accuracy to make them useful. In this paper we test several of those models by considering the fitting quality and in particular, testing the residuals of those models for normality properties. In a wide ranging study considering 30 countries we find that almost exclusively the residuals do not demonstrate normality. Further, in Hurst tests of the residuals we find evidence that structure remains that is not captured by the models.