Mitigation of the overflow risk of the Con River in Vilagarcía de Arousa

[Resumen:] Durante los días 27 y 28 de noviembre del año 2006 se registraron en Vilagarcía de Arousa unos episodios de lluvia de gran intensidad, que originaron fuertes avenidas en los ríos de la zona, provocando su desbordamiento y afectando seriamente al núcleo urbano de Vilagarcía de Arousa, que se vio totalmente inundado. De los cauces implicados, fue el del río Con, que desemboca en el mismo puerto de Vilagarcía, el que ocasionó mayores daños. El objetivo de este proyecto es la mitigación de riesgo de desbordamiento del río Con a través de la construcción de un parque inundable próximo al cauce del río. Una vez seleccionada la parcela de proyecto, se diseña el descenso de la cota del terreno a través de la ejecución de pantallas ancladas y muros ménsula. La conexión entre el parque y el río se realiza mediante marcos de hormigón prefabricados. Los cálculos estructurales se han llevado a cabo con CYPE y PLAXIS. La cota a la que se ubican los marcos coincide con la de la lámina de agua del río, por lo que se permite así la entrada y salida de agua en el parque de manera constante. Para concluir, es necesario destacar que lo que se pretende con este proyecto no es solo poner de manifiesto la problemática actual relativa a las inundaciones de la ciudad, sino también destacar las características y promover la construcción de este tipo de estructuras inundables en la protección frente a inundaciones.Traballo fin de mestrado (UDC.ETSECCP). Enxeñaría de Camiños, Canais e Portos. Curso 2018/201

The remodelling and safety improvement of the Portuguese Way at its crossing with the PO-225 in San Caetano (Alba)

[Resumen:] El Camino de Santiago gana año tras año peregrinos, de entre todas sus rutas, la portuguesa comienza a destacar como la segunda ruta más transitada esperándose un nuevo récord de peregrinaciones en el próximo Año Santo 2021. Un itinerario, el Portugués, que siempre ha estado ligado a la ciudad de Pontevedra. En este contexto se realiza, en el presente proyecto, el estudio de un tramo del Camino que discurre junto a la PO-225 con graves carencias en materia de seguridad. Se detectan dos actuaciones principales, un cruce a nivel situado en una curva de escasa visibilidad, en el que se ejecuta un paso inferior peatonal, y un estrecho puente sin espacio material para peatones, donde se lleva a cabo la construcción de una pasarela peatonal. El marco del paso inferior será prefabricado y la ejecución de los accesos será “in situ”. La pasarela por su parte será una estructura de acero apoyada en encepados de micropilotes. Cabe decir que tras la construcción de las estructuras se llevarán a cabo tareas de mejora e instauración de señalización (tanto de carretera como del Camino de Santiago), la ejecución de un área de descanso para los peregrinos y usuarios del tramo, y se realizará un aumento del ancho actual de la traza del Camino en la zona de estudio, así como un cambio de pavimentación.Traballo fin de grao (UDC.ETSECCP). Tecnoloxía da Enxeñaría Civil. Curso 2017/201

Joint assimilation of satellite soil moisture and streamflow data for the hydrological application of a two-dimensional shallow water model

Financiado para publicación en acceso aberto: Universidade da Coruña/CISUG[Abstract:] Data assimilation (DA) in physically-based hydrodynamic models is conditioned by the difference in temporal and spatial scales of the observed data and the resolution of the model itself. In order to use remote sensing data in small-scale hydrodynamic modelling, it is necessary to explore innovative DA methods that can lead to a more plausible representation of the spatial variability of the parameters and processes involved. In the present study, satellite-derived soil moisture and in situ-observed streamflow data were jointly assimilated into a high-resolution hydrological-hydrodynamic model based on the Iber software, using the Tempered Particle Filter (TPF) for the dual estimation of model state variables and parameters. Twelve storm events occurring in a 199 km2 catchment located in NW Spain were used for testing the proposed approach. A 3-step procedure was followed: (1) sensitivity analysis of the model parameters; (2) joint assimilation of soil moisture and discharge data to estimate correlations between observations and model parameters; (3) joint assimilation of soil moisture and discharge data using an initial set of particles and parameter standard deviations derived from prior information. The numerical model correctly reproduces the observed data, with an average Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) value of 0.74 over the 12 events when the prior information is used. The approach described is shown to be most efficient with storm events that produce isolated peak discharges.The authors acknowledge the support of Augas de Galicia and the Galicia Meteorological Agency (Metogalicia). Gonzalo García-Alén acknowledge the support of the INDITEX-UDC 2021 and 2022 Predoctoral Grants. The research reported herein was funded by the Luxembourg National Research Fund through the CASCADE (grant no. C17/SR/11682050) Project. Funding for open access charge: Universidade da Coruña/CISUG.National Research Fund of Luxembourg; C17/SR/1168205

Modelling Weirs in Two-Dimensional Shallow Water Models

Datos experimentais dispoñibles en: http://doi.org/10.5281/zenodo.5062775[Abstract] 2D models based on the shallow water equations are widely used in river hydraulics. However, these models can present deficiencies in those cases in which their intrinsic hypotheses are not fulfilled. One of these cases is in the presence of weirs. In this work we present an experimental dataset including 194 experiments in nine different weirs. The experimental data are compared to the numerical results obtained with a 2D shallow water model in order to quantify the discrepancies that exist due to the non-fulfillment of the hydrostatic pressure hypotheses. The experimental dataset presented can be used for the validation of other modelling approaches.This study received financial support from the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities (Ministerio de Ciencia Innovacion y Universidades) within the project “VAMONOS: Development of non-hydrostatic models forenvironmental hydraulics. Two-dimensional flow in rivers” (reference CTM2017-85171-C2-2-R).http://doi.org/10.5281/zenodo.506277

Hydraulic modeling of bridges in two-dimensional shallow water models

Versión aceptada de https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001992[Abstract:] The backwater effect generated by bridges can significantly increase the risk of flooding. In this work we compare two different methods to include the effect of bridges in two-dimensional (2D) shallow water models. The first method is based on empirical discharge equations that are implemented as internal conditions. The second method is the recently proposed 2D extension of the two-component pressure approach, which accounts for the vertical confinement of the flow. Both approaches are tested and compared using a new set of experimental data obtained in 32 laboratory tests, including four different bridge geometries under different flow conditions. The results show that both methods can reproduce the observed bridge afflux for a wide range of flow conditions, but the two-component pressure approach is less dependent on model calibration. On the other hand, both methods fail to correctly reproduce the 2D water depth patterns observed around the bridge.This study received financial support from the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities (Ministerio de Ciencia Innovacion y Universidades) within the project “VAMONOS: Development of non-hydrostatic models for environmental hydraulics. Two dimensional flow in rivers” (reference CTM2017-85171-C2-2-R)

Analysis of two sources of variability of basin outflow hydrographs computed with the 2D shallow water model Iber: Digital Terrain Model and unstructured mesh size

Financiado para publicación en acceso aberto: Universidade da Coruña/CISUG[Abstract:] Modelling hydrological processes with fully distributed models based on the shallow water equations implies a high computational cost, which often limits the resolution of the computational mesh. Therefore, in practice, modellers need to find a compromise between spatial resolution, numerical accuracy and computational cost. Moreover, this balance is probably related to the accuracy and resolution of the underlying Digital Terrain Model (DTM). In this work, it is studied the effect of the DTM resolution and the size of the computational mesh on the results and on the runtime of a hydrological model based on the 2D shallow water equations. Seven rainfall events in four different basins have been modelled using 3 DTMs and 3 different mesh resolutions. The results obtained highlight the relevance of the vertical accuracy versus the horizontal resolution of the DTMs. Furthermore, it has been observed that mesh resolutions greater than 25 m, together with LiDAR-based DTMs with horizontal resolution greater than 25 m, provide comparable outflow hydrographs.Xunta de Galicia; ED481B-2021-108Xunta de Galicia; ED431C 2021/44Xunta de Galicia; ED431C 2018/56Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER); 0034_RISC_ML_6_

HLA association with the susceptibility to anti-synthetase syndrome

Objective: To investigate the human leukocyte antigen (HLA) association with anti-synthetase syndrome (ASSD). Methods: We conducted the largest immunogenetic HLA-DRB1 and HLA-B study to date in a homogeneous cohort of 168 Caucasian patients with ASSD and 486 ethnically matched healthy controls by sequencing-based-typing. Results: A statistically significant increase of HLA-DRB1*03:01 and HLA-B*08:01 alleles in patients with ASSD compared to healthy controls was disclosed (26.2% versus 12.2%, P=1.56E-09, odds ratio-OR [95% confidence interval-CI]=2.54 [1.84-3.50] and 21.4% versus 5.5%, P=18.95E-18, OR [95% CI]=4.73 [3.18-7.05]; respectively). Additionally, HLA-DRB1*07:01 allele was significantly decreased in patients with ASSD compared to controls (9.2% versus 17.5%, P=0.0003, OR [95% CI]=0.48 [0.31-0.72]). Moreover, a statistically significant increase of HLA-DRB1*03:01 allele in anti-Jo-1 positive compared to anti-Jo-1 negative patients with ASSD was observed (31.8% versus 15.5%, P=0.001, OR [95% CI]=2.54 [1.39-4.81]). Similar findings were observed when HLA carrier frequencies were assessed. The HLA-DRB1*03:01 association with anti-Jo-1 was unrelated to smoking history. No HLA differences in patients with ASSD stratified according to the presence/absence of the most representative non-anti-Jo-1 anti-synthetase autoantibodies (anti-PL-12 and anti-PL-7), arthritis, myositis or interstitial lung disease were observed. Conclusions: Our results support the association of the HLA complex with the susceptibility to ASSD

Efectos del cambio climático en el cálculo hidrológico de avenidas en Galicia: proyecto técnico

[Resumen:] La estimación de inundaciones es clave en la planificación espacial y en la evaluación del riesgo en los asentamientos de la población. Desde el año 1980 han sido notificadas en Europa 1500 inundaciones, de las cuales más de la mitad han ocurrido desde el año 2000, observándose una clara modificación tanto en la frecuencia como en las intensidades de los episodios de lluvia extremos. Muchas de estas variaciones han sido atribuidas en gran medida al cambio climático y resulta por tanto necesario incorporar sus efectos a la planificación del riesgo de inundación. Los actuales modelos climáticos proporcionan, sin embargo, proyecciones que no son directamente aplicables a los estudios de inundabilidad debido a su resolución espacial y temporal. Bajo estas circunstancias nace una nueva línea de investigación que trata de evaluar el efecto que tendrá el cambio climático en la frecuencia de avenidas en el territorio gallego, elaborando escenarios de cambio climático futuros para el cálculo hidrológico de avenidas en cuencas de Galicia. Y dentro de esta línea, se desarrolla este proyecto técnico. Más en concreto, este proyecto trata de conocer las modificaciones que producirá el cambio climático en los eventos extremos de precipitación y en sus caudales asociados, considerando como caso de estudio la cuenca del río Con en Vilagarcía de Arousa. Para ello, se lleva a cabo, en primer lugar, un análisis estadístico de las series de precipitación de 15 estaciones meteorológicas ubicadas en torno a la cuenca. A continuación, se modifican las series históricas de acuerdo con escenarios climáticos futuros, utilizando un método de downscaling estadístico, a partir de lo cual es posible estimar hietogramas de diseño representativos de la cuenca. Posteriormente, se realiza la transformación de la lluvia en escorrentía mediante la utilización de métodos hidrológicos a través del programa HEC-HMS, con el objetivo de poder estimar el caudal pico y el volumen correspondientes a los escenarios climáticos planteados.[Abstract:] Flood estimation is important for spatial planning and flood risk management in human assessments. Since the year 1980, 1,500 floods have been advised in Europe, of which more than half have occurred since the year 2000, with a clear change in both frequency and intensity of extreme events of precipitation. Many of these observations have been linked with the beginning with climate change and it is therefore necessary to incorporate their effects into flood risk management. The current climate models, however, provide projections that are not directly applicable to flood studies due to their spatial and temporal resolution. Under these circumstances, a new line of research is born that aims to evaluate the effect that climate change will have on the frequency of floods on the Galician territory, developing future climate change scenarios for the hydrological calculation of floods in Galicia's basins. And within this line of research, this technical project is developed. More specifically, this project seeks to understand the changes that climate change will produce in the extreme events of precipitation in the basin of the river Con in Vilagarcía de Arousa. For this purpose, first a statistical analysis of the precipitation series of 15 meteorological stations located around the basin is carried out. Next, the historical series are modified according to future climate scenarios, using a statistical downscaling method, allowing design hyetographs representative of the basin. Subsequently, rainfall is transformed into runoff by using hydrological methods through the HEC-HMS program, with the aim of estimating the peak flow and volume corresponding to the evaluated climatic scenarios.[Resumo:] A estimación de inundacións é clave na planificación espacial e na avaliación do risco nos asentamentos da poboación. Dende o ano 1980 foron notificadas en Europa 1500 inundacións, das cales máis da metade tiveron lugar dende o ano 2000, observándose unha clara modificación tanto na frecuencia coma na intensidade dos episodios de choiva extremos. Moitas destas variaciones foron atribuidas en gran medida ao cambio climático e resulta polo tanto necesario incorporar os seus efectos na planificación do risco de inundación. Os actuais modelos climáticos proporcionan, porén, proxeccións que non son directamente aplicables aos estudos de inundabilidade debido á súa resolución espacial e temporal. Baixo estas cinrcunstancias nace unha nova liña de investigación que trata de avaliar o efecto que terá o cambio climático na frecuencia de avenidas no territorio galego, elaborando escenarios de cambio climático futuros para o cálculo hidrolóxico de avenidas en concas de Galicia. E dentro desta liña, desenvólvese este proxecto técnico. Máis en concreto, este proxecto trata de coñecer as modificacións que producirá o cambio climático nos eventos extremos de precipitación e caudales asociados, considerando como caso de estudo a conca do río Con en Vilagarcía de Arousa. Para isto, lévase a cabo, en primeiro lugar, unha análise estatística das series de precipitación de 15 estacións meteorolóxicas ubicadas nos arredores da conca. A continuación, modifícanse as series históricas de acordó cos escenarios climáticos futuros, utilizando un método de downscaling estadístico, a partir do cal é posible estimar hietogramas de diseño representativos da conca. Posteriormente, realízase a transformación da choiva en escorrentía mediante a utilización de métodos hidrolóxicos a través do programa HEC-HMS, co obxectivo de poder estimar o caudal pico e o volume correspondentes aos escenarios climáticos plantexados.Traballo fin de mestrado (UDC.ETSECCP). Enxeñaría de Camiños, Canais e Portos. Curso 2017/201

Implementation of reservoirs in hydrological calculations with Iber

[EN] Accounting for the flood routing effect of reservoirs in the assessment of flood discharges is essential in basins where the hydrology is conditioned by the presence of one or more dams. This paper presents the implementation of reservoirs and dams in the hydrological module of the software Iber, which solves the two-dimensional shallow water equations at the scale of an entire basin. Spillways with and without gates, low level outlets, and the possibility to define an ad hoc outflow curve relating the flow rate to the reservoir level are included. As a case study, the effect of the Iznájar reservoir on the hydrology of the Genil basin in Spain was modelled. Three scenarios were considered to compare the effect of the different outflow structures included in this new implementation in Iber. The defined methodology proves to be able to represent numerically the outflow structures, addressing a fundamental limitation in the modelling of large basins with Iber.[ES] La consideración del efecto laminador de los embalses en la evaluación de caudales de avenida es un aspecto fundamental en aquellas cuencas donde la hidrología está condicionada por la presencia de presas. En este trabajo se presenta la implementación de embalses y presas en el módulo hidrológico del modelo Iber, el cual resuelve las ecuaciones de aguas someras bidimensionales a escala de toda una cuenca. Para la modelización del caudal de salida del embalse se incluyen aliviaderos con y sin compuerta, desagües de fondo y la posibilidad de definir una curva de desagüe ad hoc que relacione el caudal de salida con el nivel del embalse. Como caso de estudio se modeló el efecto del embalse de Iznájar en la hidrología de la cuenca del río Genil, en España. Se consideraron tres hipótesis de cálculo con el fin de comparar el efecto de los diferentes órganos de desagüe definidos en esta nueva implementación en Iber. La metodología definida demuestra ser capaz de representar numéricamente los órganos de gestión del embalse y resolver así una limitación fundamental en el modelado de grandes cuencas con Iber.La investigación que aquí se presenta ha sido financiada por el proyecto EAPA_45/2018_AA-FLOODSGarcía-Alén, G.; García-Feal, O.; Cea, L.; Puertas, J. (2023). Implementación de embalses en cálculos hidrológicos con Iber. Ingeniería del Agua. 27(1):59-72. https://doi.org/10.4995/ia.2023.18750597227

Iber v3. Manual de referencia e interfaz de usuario de las nuevas implementaciones

Iber es un modelo numérico bidimensional de simulación de flujo turbulento en lámina libre en régimen no-permanente, y de procesos medioambientales en hidráulica fluvial. Desde el lanzamiento de la primera versión, que incluía un motor de cálculo hidrodinámico completamente acoplado con procesos de transporte de sedimento y turbulencia, Iber ha ido evolucionando hasta convertirse en una herramienta de modelización de flujo en lámina libre de procesos ambientales de elevada complejidad. En este documento se presentan los desarrollos realizados para la versión 3, donde los avances son principalmente en cuatro líneas de investigación: un nuevo módulo de drenaje urbano, un avance significativo en las capacidades del módulo de hidrología, un nuevo módulo de erosión de suelos, y un nuevo módulo para el cálculo del transporte de sedimentos considerando material no uniforme (mezclas). Asimismo, todos los trabajos han ido acompañados por una tarea transversal de mejora de la interfaz, tanto para los módulos ya existentes, como la creación de nuevas ventanas y menús para los nuevos módulos con el objetivo de mejorar todo el flujo de trabajo