Decision-support for adaptive and sustainable urban wastewater system management in the face of uncertainty

Abstract

With sustainable development as the new overarching goal, urban wastewater system (UWS) managers are now being asked to take all social, economic, technical and environmental facets related to their decisions into account. In this complex decision-making environment, uncertainty can be formidable. Uncertainty is present both in the ways the system is interpreted stochastically, but also in its natural ever-shifting behaviour. This inherent uncertainty leads to the conclusion that better decisions will be made if the decision-making process is adaptive and iterative. UWS decision-support frameworks exist in the literature, but none of them effectively addresses all these needs. Hence, there is a need for an adaptive framework that supports UWS management by addressing aspects of sustainability and uncertainty of various types. The development of such a framework is the main outcome of this work, and is supported by two demonstrative applications presented in this thesis.

En el marc de desenvolupament sostenible, els gestors dels sistemes de sanejament han d’incloure factors socials, econòmics, tècnics i ambientals durant la presa de decisions. Donada l’elevada complexitat en la presa de decisions, la incertesa relacionada amb aquests factors pot esdevenir rellevant i per tant s’ha d’incorporar de forma adequada. La incertesa està present no només en la forma d’interpretar el sistema sinó també en el seu comportament natural i canviant. Necessitem processos de decisió que siguin adaptatiu i iteratiu per tal d’assegurar que el sistemes de sanejament mantenen la seva eficàcia durant la seva vida útil. Tot i que existeixen en la bibliografia alguns marcs d’ajuda a la presa de decisions cap d’ells inclou de forma efectiva tots aquests aspectes. Per tant, necessitem disposar d’un marc que ajudi en la gestió dels sistemes de sanejament sota el paradigma de gestió adaptativa al mateix temps que consideri aspectes de sostenibilitat i incertesa de diferent origen. Aquest és l’objectiu principal d’aquest treball, conjuntament amb dos aplicacions de demostració.