Estimate of soil hydraulic properties from disc infiltrometer threedimensional infiltration curve: theoretical analysis and field applicability

9 Pags., 3 Figs., 2 Tabls. The definitive version is available at: http://www.sciencedirect.com/science/journal/18780296/19/supp/CThis paper describes a new method (NSQE) to estimate soil hydraulic properties (sorptivity, S, and hydraulic conductivity, K) from full-time cumulative infiltration curves. The technique relies on an inverse procedure involving the quasi-exact equation of Haverkamp et al. (1994). The numerical resolution is described and the sensitivity of the method is theoretically evaluated, showing that the accuracy of the estimates depends on the measured infiltration time. A new procedure to detect and remove the effect of the contact sand layer on the cumulative infiltration curve is also given. The method was subsequently compared to the differentiated linearization procedure (DL), which calculate K and S from the simplified Haverkamp et al. (1994) equation, valid only for short to medium times. A total of 264 infiltration measurements performed with a 10cm diameter disc under different soil conditions were used. Compared to the DL procedure, field measurements showed that the NSQE method allowed better estimates of soil hydraulic properties, independently on the infiltration noise and the presence of contact sand layer. Overall, although comparable S values were estimated with both methods, the longer infiltration times allowed by the proposed method made this procedure more accurate estimations of K. In conclusion, the NSQE method have shown to be a significant advance to accurate estimate of the soil hydraulic properties form the transient water flow.This research was supported by the Ministerio de Ciencia e Innovación of Spain (Grant AGL2010- 22050-C03-02) and by the Aragón Regional Government and La Caixa (Grant 2012/GA LC 074).Peer reviewe

Estimation of water content profiles by inverse analysis of TDR waveforms: application to infer soil hydraulic properties

La medida de las propiedades hidráulicas del suelo, curva de retención (θ(ψ)) y conductividad hidráulica (K) tiene una importancia fundamental para la simulación de procesos hidrológicos. La técnica de Reflectometría de Dominio Temporal (TDR) es una herramienta ampliamente utilizada para la medida no destructiva de contenido volumétrico de agua en el suelo (θ) y de conductividad eléctrica (σ). El objetivo de este trabajo es desarrollar una nueva metodología basada en el uso de la técnica TDR para estimar las propiedades hidráulicas del suelo (α, n and K) por análisis inverso de la dinámica de los perfiles de humedad (WCPs ) durante un proceso de infiltración de agua. Los WCPs se estiman a partir del análisis inverso de ondas TDR empleando un modelo físico de propagación electromagnética. Posteriormente, los parámetros α, n and K se calculan empleando una interfaz HYDRUS-1D-Matlab por medio del análisis inverso de los TDR-WCPs. Esta interfaz calcula los parámetros hidráulicos a partir del mejor ajuste entre los TDR-WCP registrados y los simulados por HYDRUS-1D. Para este fin, se emplea el método de optimización de fuerza bruta, el cual permite barrer un rango amplio de parámetros hidráulicos. El método fue probado en tres medios porosos distintos (tierra franca tamizada a 2 mm, arena y microesferas de vidrio) durante un proceso de infiltración. Las propiedades hidráulicas estimadas con este método se compararon con aquellas medidas en los mismos medios porosos empleando técnicas convencionales de laboratorio: cámaras de presión-TDR y mini-infiltrómetro de disco. Aunque se obtuvieron resultados satisfactorios para la mediad de K, los resultados obtenidos para la medida de n y α fueron imprecisos. Estas discrepancias se pueden atribuir a las siguientes causas (i) el uso de una función unimodal en lugar de una bimodal en HYDRUS-1D; (ii) el fenómeno de histéresis del suelo; (iii) incertidumbres en la función “puente” empleada para estimar WCP a partir del modelo de simulación de ondas TDR. Este método necesita nuevos esfuerzos para mejorar su precisión y así poder probarse en muestras de suelo inalterado

Dos métodos para estimar las propiedades hidráulicas del suelo a partir de: un proceso de (I) humectación por capilaridad más evaporación, y (II) humectación por capilaridad con multitensión: análisis teórico

6 Pags.- 1 Tabl.- 7 Figs. Trabajo originalmente presentado en las XII Jornadas de Investigación en la Zona No Saturada del Suelo (Alcalá de Henares, 18-20 de nov. de 2015). © de los textos: sus autores[ES] La determinación de la curva de retención θ(h) y conductividad hidráulica saturada (Ks) del suelo es fundamental para caracterizar la zona no saturada. Esta comunicación presenta dos métodos para estimar Ks y los parámetros α y n de θ(h) a partir de: (i) un proceso de humectación por capilaridad a saturación seguido de una sobre-presión, más un proceso de evaporación, considerando el fenómeno de histéresis, y (ii) un proceso de humectación por capilaridad a tensión negativa seguida de una tensión a saturación. El análisis inverso se realizó sobre un cilindro de 5 cm de altura y 5 cm de diámetro con suelo franco, utilizando el programa HYDRUS-2D. Los mapas de error de la función objetivo (Ks, α, n) para los planos Ks-α, α-n y Ks-n obtenidos para ambos métodos mostraron un único mínimo, lo que indica que estos métodos permiten estimar de forma precisa los parámetros hidráulicos del suelo.[EN] The determination of the soil water retention curve, θ(h), and the saturated hydraulic conductivity, Ks, are of paramount importance to correctly characterize the vadose zone. This communication presents two methods to estimate Ks and the water retention curve α and n parameters from: (i) a capillary rise wetting process at saturation followed by an overpressure step, plus an evaporation process, taking into account the hysteresis phenomena; and (ii) a capillary wetting process at negative tension plus a saturation step. The theoretical analysis was performed on a 5-cm diameter and 5 cm high cylinder of loam soil, using the HYDRUS-2D software. The responses surfaces of the objective function (Ks, α, n) for the planes Ks-α, α-n and Ks-n obtained with both methods showed a unique and well defined minimum, which indicates these methods allow accurate estimates of the soil hydraulic properties.Este trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad de España (AGL2010-22050-C03-02).Peer reviewe

Advances in the soil hydraulic properties measurements with the tension infiltrometry technique

sta comunicación presenta varios avances realizados en la t écnica de infiltrometría de tensión. (i) Nuevas bases de disco que permiten medidas de infiltración sin utilizar arena de contacto (disco de base adaptable) o sobre cobertura vegetal (base con forma de sombrero). (ii) Estimación de la conductividad hidráulica (K) y sorptividad (S) del suelo a partir de la solución numérica de la ecuación cuasi- analítica de la curva de infiltración acumulada 3D (NSQE). Los resultados muestran que los prototipos presentados permiten medir de forma satisfactoria la curva de infiltración acumulada de agua en el suelo. Paralelamente, el método NSQE aplicado sobre 400 medidas de infiltración ha re sultado ser robusto y ofrece estimaciones más precisas de K y S.This research was supported by the Ministerio de Ciencia e Innovación of Spain (grant AGL2010-22050-C03-02) and by the Aragón regional government and La Caixa (Grants: GA-LC020/2010; GA-LC006/2008; 2012/ GA LC 074). TPeer Reviewe

Effects of tillage on the soil water retention curve during a fallow period of a semiarid dryland

31 Pags.- 2 Tabls.- 7 Figs. The definitive version is available at: http://www.publish.csiro.au/srTillage practices have a significant influence on the soil hydro-physical properties. The objective of this work was to evaluate the effect of tillage on the α (a scaling factor) and n (a pore size distribution parameter) van Genuchten soil water retention curve parameters during an 18-month long fallow period in a semiarid dryland. Three different tillage systems employed during 23 years of trials were compared: conventional (CT), reduced (RT) and no-tillage (NT). Measurements of soil bulk density (ρb) and the soil water retention curve θ(ψ) were performed at 0–10, 10–20 and 20–30 cm soil depths. The θ(ψ) was determined with the Time Domain Reflectometry (TDR)-pressure cells at the following pressure heads: 0.5, 1.5, 3, 10, 50, 100, 500 and 1500 kPa. From these data, α, n and the SDexter index were evaluated. The 0–40 cm depth soil volumetric water content, θ, was also measured in the field using the TDR technique. Compared with CT and RT, NT had the highest θ values during all the fallow period. No significant influence of soil depth on θ(ψ) was observed in all tillage treatments at each sampling date. Although under consolidated soil conditions no significant differences in ρb and the water content at saturation (θs) were observed among tillage treatments, NT had the highest and lowest values of ρb and θs, respectively. The loosening of soil due to tillage practices in CT and RT significantly decreased ρb and increased θ at the wet-end section of θ(ψ). Post-tillage rainfall resulted in significant decreases in θs, α and the maximum value of the pore size distribution (PSDmax). The different soil structure created by mouldboard ploughing (CT) and chiselling (RT) explained the higher PSDmax under RT than CT. The most important changes in θ(ψ) followed the first copious effective rainfall events (>10 mm) after tillage. These facts enabled the soil to recover the pre-tillage water retention curve shapes and the van Genuchten parameters pre-tillage values. Effective rainfall events in the late fallow had a minor effect on the water retention curve. Although tillage tended to increase n, this change was not significant. The SDexter index, which was also affected by tillage, was greater than 0.035 during all the fallow period, indicating good soil physical quality.Peer reviewe

Infraestructuras y desarrollo regional.

Este proyecto pretende sumarse al debate científico, materializando su aporte a través de dos campos del conocimiento que se presentan actualmente como líneas "activas". Por un lado, replantear, cuales son las posibilidades reales que se dan a escala territorial, de establecer prioridades y asignar recursos siguiendo una visión estratégica orientada a la construcción de un nuevo escenario de desarrollo regional Una segunda línea está definida en torno al debate de como se produce la asignación de recursos escasos e indagar en el orden de "causalidad" que se da entre inversión en infraestructura y crecimiento regional. Otra área de interés es la aplicación de conocimientos específicos al estudio de casos. El objetivo es esclarecer los criterios dominantes que intervienen en la toma de decisión y acompañan el proceso de puesta en ejecución de las grandes inversiones en infraestructura. Desde este enfoque de proyecto, el planteo es identificar cuáles son los criterios que guían la selección y ejecución de las infraestructuras. El objetivo central pasa por tratar de reconocer como se ha dado el proceso de toma de decisión en la región de Rosario donde se han llevado a cabo recientemente y están en cartera algunos grandes inversiones, identificando además, las deficiencias puestas de manifiesto en algunos casos en particular. Rosario , en particular, ha focalizado su estrategia de inserción en los nuevos escenarios a través de distintos lineamientos estratégicos; uno de ellos, al que sin duda se otorga gran relevancia, ha sido la construcción de grandes obras de infraestructuras de comunicación y transporte. Estas inversiones están consideradas como elementos claves, y se entiende que su sola ejecución puede actuar como desencadenante del desarrollo. La Región apuesta a crecer cuanto prioriza en grandes inversiones de infraestructura; sin embargo surge un fuerte cuestionamiento: ¿el perfil que se adopta en los últimos años, responde a los requerimientos de desarrollo integral de esta comunidad? ¿son las grandes obras de infraestructura el elemento necesario y suficiente para mejorar en la situación actual? Es premisa de este proyecto precisamente "poner en dudas esta verdad paradigmática" tratando de ver más allá de la misma, cuales son los intereses que la animan, cuales los elementos o componentes que deben acompañar su realización (en términos de optimizar inversión), los encadenamientos producidos en el medio, los recursos empleados en la ejecución y las alternativas posibles al momento de la decisión, entre otros. Revisar los efectos a partir del impacto permite reconocer resultados posibles desde la perspectiva de ganancias reales en competitividad e identificar quienes son los beneficiarios de las mismas. En base a ello se pueden plantear recomendaciones para optimizar la toma de decisiones en la asignación, orientando las inversiones hacia aquellas obras que optimicen el desarrollo. El doble juego de la racionalidad en la toma de decisiones para la asignación de recursos públicos, puede conducir a un “desperdicio” de éstos (un pragmático dirá que nunca hay desperdicio en una obra de infraestructura, aserto con el que no se coincide). Si se piensa por un momento en las obras de infraestructura vial en la Región de Rosario - como la autopista Rosario- Córdoba y la Conexión vial Rosario- Victoria- técnicamente no son sustitutos sino complementarios, te cuanto a tiempo de ocurrencia no parecieran (hay que indagar) haber sido programados en una secuencia estratégica, tanto en el diseño integrado como en los tiempos de ejecución. Debe recordarse que la demanda del servicio que estas obras están llamadas a prestar, es, básicamente, derivada de la expansión de la actividad económica. En tal sentido, son alternativas a considerar, las distintas formas de aumentar la oferta del mismo, no sólo con obras nuevas sino también complementarias, por Ej. mantenimiento con mejoras.Fil: Sciara, Angel. Facultad de Ciencias Económicas y Estadística - Universidad Nacional de Rosario - Argentin

TDR-LAB 2.0: Improved TDR software for soil water content and electrical conductivity measurements

Trabajo presentado en las XI Jornadas de Investigación en la Zona No Saturada del Suelo celebradas en Lugo del 6 al 8 de noviembre de 2013.[ES]: La técnica de Reflectometría de Dominio Temporal (TDR) permite estimar la humedad (θ) y la conductividad eléctrica aparente del suelo (σa). Esta comunicación presenta una nueva versión del programa TDR-Lab para la medida de θ y σa. El TDR-Lab 2.0 es compatible con tres ecómetros TDR diferentes y puede conectarse a multiplexores SDMX50 (Campbell Sci). Puede estimar θ y σa por métodos gráficos y numéricos y incluye nuevas aplicaciones para la medida de niveles de agua, potencial mátrico o conductividad eléctrica de la solución del suelo. Está disponible en una versión ligera que trabaja con ficheros XML y una versión completa que centraliza los datos en una base SQL. Una robusta interface de importación-exportación de datos permite comunicar ambas versiones.[EN]: Time Domain Reflectometry (TDR) is a widely used technique that allows real time estimation of soil volumetric water content (θ), and bulk electrical conductivity (σa). This work presents an enhanced release of TDR-Lab, software which controls instrumentation for measurements of θ and σa. TDR-Lab 2.0 supports three different TDR equipments and can be connected to a multiplexing system (SDMX50, Campbell Sci). Graphical or numerical methods can be used for the estimation of θ and σa. Additional features to carry out water-surface-level measurements such as matric potential and soil solution electrical conductivity are also available. A little and a full release, for field and laboratory applications have been developed. The light version works with XML-files instead of the SQL database engine of the extended TDRLab. A robust import/export graphical user interface facilitates transferring projects between the centralized SQL database and XML files.This research was supported by the Ministerio de Educación y Ciencia of Spain (grant AGL2010-22050-C03-02) and DGA- Obra social La Caixa (Grants: 2012/ GA LC 074).Peer reviewe

Herramientas de aprendizaje para estudiantes de secundaria: Aplicación de la Genética a una situación real

Depto. de Genética, Fisiología y MicrobiologíaFac. de Ciencias BiológicasFALSEsubmitte

Complement component C4 structural variation and quantitative traits contribute to sex-biased vulnerability in systemic sclerosis

Altres ajuts: Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), "A way of making Europe".Copy number (CN) polymorphisms of complement C4 play distinct roles in many conditions, including immune-mediated diseases. We investigated the association of C4 CN with systemic sclerosis (SSc) risk. Imputed total C4, C4A, C4B, and HERV-K CN were analyzed in 26,633 individuals and validated in an independent cohort. Our results showed that higher C4 CN confers protection to SSc, and deviations from CN parity of C4A and C4B augmented risk. The protection contributed per copy of C4A and C4B differed by sex. Stronger protection was afforded by C4A in men and by C4B in women. C4 CN correlated well with its gene expression and serum protein levels, and less C4 was detected for both in SSc patients. Conditioned analysis suggests that C4 genetics strongly contributes to the SSc association within the major histocompatibility complex locus and highlights classical alleles and amino acid variants of HLA-DRB1 and HLA-DPB1 as C4-independent signals