Implementación del Modelo Hidrodinámico Bidimensional TELEMAC-2D en un tramo del río Paraná Inferior

En este trabajo se presenta la implementación del modelo de simulación hidrodinámica bidimensional TELEMAC-2D en el tramo km 410-452 del río Paraná Inferior, empleando una grilla triangular irregular. Se crearon dos constituciones a partir de relevamientos batimétricos realizados en los años 2004-2006 y 2010-2012 y se efectuaron simulaciones para flujo permanente e impermanente. En flujo permanente se utilizaron caudales aforados comprendidos entre 11640 m3/s y 28600 m3/s, mientras que, en flujo impermanente se empleó la serie de caudales registrada en el período 01/01/2004 al 31/12/2004 y en el período 16/03/2015 al 15/03/2016 para cada constitución del modelo respectivamente. Las variables de ajuste fueron los niveles observados en los hidrómetros de Rosario (ROS-km 416) y Puerto San Martín (PSM-km 448), empleándose como parámetro de calibración el coeficiente de rugosidad de Manning. Además, las particiones de caudales en las cuatro bifurcaciones del tramo se compararon con las mediciones disponibles, junto con las variaciones de las áreas mojadas y las distribuciones de caudales específicos en distintas secciones transversales, observándose una variación en los dos primeros parámetros, mientras que el tercero permanece prácticamente estable.Universidad Nacional de Rosari

Modelling Hydrodynamic and Sedimentation Processes in Large Lowland Rivers: An Application to the Paraná River (Argentina)

In the last decade 1D, 2D and 3D numerical models have been extensively used to simulate river-floodplain hydraulics and sediment deposition processes in floodplains. Large river-floodplain ecosystems in lowland areas show characteristic reach lengths of the order of hundred of kilometers, floodplain widths of the order of tens of kilometers and river widths of the order of a few kilometers. The floodplain itself shows also a very complex geomorphology. Computationally intensive water flow and sediment transport models cannot take into account these peculiarities, and particularly the large time and space scales involved. On one hand, 1D models are not appropriated because the one-dimensional flow description is not representative of the complex flow pattern; on the other hand, higher dimensionality models, even if they can provide the necessary level of processes representation at small spatial scales, cannot be applied over large time and space scales due to the computational demands. An alternative to high resolution models is the implementation of quasi-2D models which can capture the fundamental characteristic of water flow and sediment dynamics in those situations. Thus, a compromise between computational costs and processes representation can be achieved. In this work a quasi-2D model, suitable for the time-dependent water and sediment transport processes simulation in large lowland river systems, including their floodplain, is presented. Water flow and sediment equations are represented by means of the interconnected irregular cells scheme. Different simplifications of 1D Saint Venant equations are used to represent the discharge laws between fluvial cells. Spatially-distributed transport and deposition of fine sediments throughout the river-floodplain system are simulated. The model is applied over a 208 km reach of the Paraná River between the cities of Diamante and Ramallo (Argentina) and involving a river-floodplain area of 8100 km². After calibration and validation, the model is applied to predict water and sediment dynamics during synthetically generated extraordinary floods of 100, 1000 and 10000 years return period. The potential impact of a 56 km long road embankment constructed across the entire floodplain was simulated. Results with and without the road embankment shows that upstream water levels, inundation extent, flow duration and sediment deposition increases in the presence of the embankment.National University of Rosario. Rosario, Argentina.University of Newcastle, Newcastle, Australia

Modelación Morfodinámica del Proceso de Erosión Retrogradante: Aplicación a la Cascada del Aº Saladillo

Se presenta la formulación, implementación computacional, calibración y validación de un modelo morfodinámico, que simula el proceso de erosión retrogradante de cascadas en suelos cohesivos. El modelo simula el efecto morfodinámico combinado de la erosión efectiva del lecho al pié de la cascada, la socavación de la base por el vórtice antihorario de retroceso, la profundidad de la grieta de tracción y el mecanismo de colapso masivo por inestabilidad geotécnica asociada a falla por ménsula. El modelo contempla la influencia de la cohesión y de la fricción en las fuerzas resistentes y el efecto desestabilizador inducido por el agua contenida en el suelo. El modelo fue calibrado y validado utilizando 6 crecidas observadas en el Aº Saladillo (Provincia de Santa Fe), para las cuales se contó con las correspondientes migraciones aguas arriba que experimentó la cascada, localizada en dicho arroyo, en la zona del Parque Regional Sur de Rosario. Los resultados obtenidos son muy satisfactorios, los desplazamientos observados de la cascada fueron reproducidos por el modelo con errores relativos iguales a 12 % para la calibración y -9 % para la validación.Universidad Nacional de Rosari

Determinación de la función de almacenamiento a nivel de celda para su utilización en la modelación matemática del escurrimiento superficial

Se presenta una metodología para la obtención de la función de almacenamiento y conducción (FAC) a nivel de celda para un modelo matemático distribuido, cuasi-bidimensional basado en esquemas de celdas. La FAC resulta determinante en el proceso de transformación lluvia-caudal y de propagación de crecidas en modelos físicamente basados y para la obtención de variables de flujo (alturas de agua y velocidades). En una primera etapa se realiza la comparación entre las curvas de distribución de frecuencia acumulada adimensionalizada de altura vs. área superficial obtenidas mediante relevamientos topográficos de detalle (a nivel de subcelda) y obtenidas mediante el modelo digital del terreno para la discretización adoptada (ventana de 3 x 3 celdas del modelo). Se observa un adecuado grado de similitud entre los dos niveles de detalle por lo que en la segunda etapa se realiza la obtención de los parámetros de la ecuación utilizada que vincula altura vs. área superficial; lo que permite obtener la FAC en cada celda del modelo. La metodología permite incorporar la variabilidad espacial de la FAC en todo el dominio espacial de modelación. En investigaciones futuras se incorporará la FAC en cada celda; se simularán eventos observados y se compararán los resultados.Fil: Stenta, Hernán R. Departamento de Hidráulica – Escuela de Ingeniería Civil (FCEIA – Universidad Nacional de Rosario) y Centro Universitario Rosario de Investigaciones Hidroambientales (FCEIA – Universidad Nacional de Rosario), Rosario, Argentina.Fil: Riccardi, Gerardo A. Departamento de Hidráulica – Escuela de Ingeniería Civil (FCEIA – Universidad Nacional de Rosario) y Centro Universitario Rosario de Investigaciones Hidroambientales (FCEIA – Universidad Nacional de Rosario) y Consejo de Investigaciones de la Universidad Nacional de Rosario, Rosario, Argentina.Fil: Basile, Pedro A. Departamento de Hidráulica – Escuela de Ingeniería Civil (FCEIA – Universidad Nacional de Rosario) y Centro Universitario Rosario de Investigaciones Hidroambientales (FCEIA – Universidad Nacional de Rosario), Rosario, Argentina

Two-dimensional hydrodynamic modelling of the lower Parana river

En este trabajo se presenta la implementación del modelo matemático bidimensional CCHE2D para caracterizar la hidrodinámica del Río Paraná Inferior, en el tramo comprendido entre el km 410 y el km 452 de la ruta de navegación Santa Fe-Océano. La batimetría del cauce se definió a partir de relevamientos realizados por la Dirección Nacional de Vías Navegables-Distrito Paraná Inferior (DNVN-DPI) entre los años 2010 y 2012. Asimismo, para definir los límites del cauce se utilizaron imágenes satelitales y cartas náuticas del Servicio de Hidrografía Naval (SHN). Se realizaron simulaciones, en régimen permanente e impermanente, utilizando respectivamente caudales aforados y caudales generados mediante transformación de niveles (zw) en caudales (Q), con la curva zw-Q del km 448. Los caudales simulados variaron entre 11640 m3/s y 28600 m3/s, a los cuales le corresponden tiempos de excedencia de 97,7 % y 0,3 % respectivamente. De esta manera, se representaron condiciones de aguas bajas, medias y altas del río. Los resultados del modelo hidrodinámico fueron contrastados con mediciones de caudales realizadas mediante ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) por FICH (2004-2006) y con niveles hidrométricos diarios registrados en Rosario (km 416) y en Puerto San Martín (km 448) por la Prefectura Naval Argentina (PNA). Los valores del coeficiente de rugosidad de Manning, obtenidos en el proceso de calibración del modelo, variaron entre 0,024 s/m1/3 y 0,025 s/m1/3, mientras que, la viscosidad turbulenta y las tensiones adicionales de Reynolds se estimaron a partir del modelo de dos ecuaciones k-e. Los resultados obtenidos indican que el modelo hidrodinámico simula satisfactoriamente la dinámica del flujo en el tramo estudiado, tanto en régimen permanente como impermanente; ya sea en lo que concierne a la reproducción de niveles hidrométricos, pendientes hidráulicas, profundidades, distribución de velocidades y caudales específicos en secciones transversales; como así también, en lo que respecta a los caudales derivados en las bifurcaciones del cauce.Fil: Basile, Pedro Abel. Universidad Nacional de Rosario; Argentina

Modelling the effects of human disturbances on the flow and sediment dynamics of a large river floodplain

The flow and sediment dynamics of large river floodplains can be substantially affected by human disturbances like bridges and embankments. These effects are difficult to predict, mainly due to extent of the domain over which they can be important. In this contribution we present the application of a quasi-2D unsteady flow and sediment transport model of a large lowland river system, including its floodplain. We study the potential impact of a 56-km long road embankment constructed across the entire floodplain. The study area comprises a 208-km reach of the Paraná River between the cities of Diamante and Ramallo (Argentina) representing total a river-floodplain area of 8,100 km2. The model uses an unstructured cells scheme to solve the water flow and sediment equations, relying on different simplifications of the 1D de Saint Venant equations to define the discharge laws between cells. The simulations allow for the analysis of the spatially-distributed transport and deposition of fine sediments throughout the river-floodplain and the backwater effects introduced by the structures. These dynamic changes are quantified for different extraordinary flood events.Centre for Hydro-Environmental Research, National University of Rosario, ArgentinaSchool of Engineering, University of Newcastle, Australi

The calcium-sensing receptor increases activity of the renal NCC through the WNK4-SPAK pathway

Background Hypercalciuria can result from activation of the basolateral calcium-sensing receptor (CaSR), which in the thick ascending limb of Henle’s loop controls Ca2+ excretion and NaCl reabsorption in response to extracellular Ca2+. However, the function of CaSR in the regulation of NaCl reabsorption in the distal convoluted tubule (DCT) is unknown. We hypothesized that CaSR in this location is involved in activating the thiazide-sensitive NaCl cotransporter (NCC) to prevent NaCl loss. Methods We used a combination of in vitro and in vivo models to examine the effects of CaSR on NCC activity. Because the KLHL3-WNK4-SPAK pathway is involved in regulating NaCl reabsorption in the DCT, we assessed the involvement of this pathway as well. Results Thiazide-sensitive 22Na+ uptake assays in Xenopus laevis oocytes revealed that NCC activity increased in a WNK4-dependent manner upon activation of CaSR with Gd3+. In HEK293 cells, treatment with the calcimimetic R-568 stimulated SPAK phosphorylation only in the presence of WNK4. The WNK4 inhibitor WNK463 also prevented this effect. Furthermore, CaSR activation in HEK293 cells led to phosphorylation of KLHL3 and WNK4 and increased WNK4 abundance and activity. Finally, acute oral administration of R-568 in mice led to the phosphorylation of NCC. Conclusions Activation of CaSR can increase NCC activity via the WNK4-SPAK pathway. It is possible that activation of CaSR by Ca2+ in the apical membrane of the DCT increases NaCl reabsorption by NCC, with the consequent, well known decrease of Ca2+ reabsorption, further promoting hypercalciuria

Measurement of forward charged hadron flow harmonics in peripheral PbPb collisions at √sNN = 5.02 TeV with the LHCb detector

Flow harmonic coefficients, v n , which are the key to studying the hydrodynamics of the quark-gluon plasma (QGP) created in heavy-ion collisions, have been measured in various collision systems and kinematic regions and using various particle species. The study of flow harmonics in a wide pseudorapidity range is particularly valuable to understand the temperature dependence of the shear viscosity to entropy density ratio of the QGP. This paper presents the first LHCb results of the second- and the third-order flow harmonic coefficients of charged hadrons as a function of transverse momentum in the forward region, corresponding to pseudorapidities between 2.0 and 4.9, using the data collected from PbPb collisions in 2018 at a center-of-mass energy of 5.02 TeV . The coefficients measured using the two-particle angular correlation analysis method are smaller than the central-pseudorapidity measurements at ALICE and ATLAS from the same collision system but share similar features

The mathematical modelling of flood propagation for the delineation of flood risk zones

River flood valleys are being subjected to the impact of urbanization in large cities throughout the world. Therefore, urban planning strategies based on water resources management must be established to avoid adverse environmental impacts. This paper describes a two-dimensional mathematical model for the determination of flood risk maps of the Rosario region, Argentina. The mapping was made over the River Luduena flood plain, which embraces an area of 5000 ha, with a population of 300 000. Based on the results, regional governments are developing non-structural planning rules with the associated legislation. In this way, the hydrodynamic mathematical modelling contributes to the planning and control of water resources for a sustainable development.Fil: Riccardi, Gerardo A. Universidad Nacional de Rosario. Departamento de Hidráulica, Escuela de Ingenieria Civil, Fac. de Cs. Exactas, Ingenieria y Agrimensura. Centro Universitario Rosario de Investigaciones Hidroambientales (CURIHAM). Consejo de Investigaciones. Rosario; Argentina