Responding to the challenges of Water and Global Warming: Environmental Hydrogeology and Global Change Research Group (HYGLO-Lab)

[EN] The current Global Warming of planet Earth is probably the most important geological phenomenon in the last 20,000 years of its history and for human race. This process is having nowadays notable effects on the climate, ecosystems and natural resources. Possibly the most important renewable geological resource is water. One of the most strategic phases of the water cycle is groundwater. Despite its low visibility, quantitatively (and qualitatively too) it is essential for life on Planet Earth. Foreseeable consequences on groundwater due to climate change and sea level rise will be very significant. Hydrogeology can provide answers to many of the questions that are beginning to be raised in relation to these impacts and their effects. Environmental hydrogeology is a way of understanding the set of disciplines mixed in Hydrogeology as a Science of Nature. The HYGLO-Lab Research Group of the IGME-CSIC National Center attempts, through its lines of research, with a double global and local component, to provide answers to some of these questions.Peer reviewe

Clonal chromosomal mosaicism and loss of chromosome Y in elderly men increase vulnerability for SARS-CoV-2

The pandemic caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2, COVID-19) had an estimated overall case fatality ratio of 1.38% (pre-vaccination), being 53% higher in males and increasing exponentially with age. Among 9578 individuals diagnosed with COVID-19 in the SCOURGE study, we found 133 cases (1.42%) with detectable clonal mosaicism for chromosome alterations (mCA) and 226 males (5.08%) with acquired loss of chromosome Y (LOY). Individuals with clonal mosaic events (mCA and/or LOY) showed a 54% increase in the risk of COVID-19 lethality. LOY is associated with transcriptomic biomarkers of immune dysfunction, pro-coagulation activity and cardiovascular risk. Interferon-induced genes involved in the initial immune response to SARS-CoV-2 are also down-regulated in LOY. Thus, mCA and LOY underlie at least part of the sex-biased severity and mortality of COVID-19 in aging patients. Given its potential therapeutic and prognostic relevance, evaluation of clonal mosaicism should be implemented as biomarker of COVID-19 severity in elderly people. Among 9578 individuals diagnosed with COVID-19 in the SCOURGE study, individuals with clonal mosaic events (clonal mosaicism for chromosome alterations and/or loss of chromosome Y) showed an increased risk of COVID-19 lethality

Q-Facies: A tool for the quantitative interpretation of groundwater hydrochemical facies

This article presents Q-Facies, an open-source Python package for quantitative analysis of hydrochemical facies (HF). HF is widely used to interpret the chemical characteristics of groundwater. However, it is difficult to analyse its spatial or temporal variability due to its qualitative nature and the small number of classes. To avoid these limitations, Q-Facies performs the parametrization of HF based on the calculation of five statistical indices on the Piper diagram: Blau, Standard Distance, Area, Shape and Orientation indices. The latter two allow the identification of ongoing facies-modifying hydrochemical phenomena. The software relies on standard Python libraries, and is available as a GitHub repository

Q-Facies: A tool for the quantitative interpretation of groundwater hydrochemical facies

[EN] This article presents Q-Facies, an open-source Python package for quantitative analysis of hydrochemical facies (HF). HF is widely used to interpret the chemical characteristics of groundwater. However, it is difficult to analyse its spatial or temporal variability due to its qualitative nature and the small number of classes. To avoid these limitations, Q-Facies performs the parametrization of HF based on the calculation of five statistical indices on the Piper diagram: Blau, Standard Distance, Area, Shape and Orientation indices. The latter two allow the identification of ongoing facies-modifying hydrochemical phenomena. The software relies on standard Python libraries, and is available as a GitHub repository.This work has been carried out within the framework and the grant of the SIGLO-PRO project, Spain (Ref. PID2021-128021OB-I00), State R + D + I Program (Challenges of Society 2021) funded by the State Research Agency, Spain (AEI) and the European Regional Development Fund (ERDF) .Peer reviewe

Computing tools to support the interpretation and management of hydrogeological variables

[EN] The continuous technological progress, the reduction in the cost of instrumental and analytical techniques, the diversification of data sources (e.g., satellites, remote sensors, etc.) together with the growth in the capacity of databases, as well as the easy-open access to them, have led in recent years to an exponential increase in the hydrogeological information available. One relevant line of work of the research group Environmental Hydrogeology and Global Change (HYGLO-Lab) focuses on developing novel tools to facilitate hydrogeological data's graphical, cartographic, and statistical interpretation. This line started with the INAQUAS software that allows the calculation of hydrochemical parameters and the realization of traditional graphs in spreadsheets. However, these tools have proved to be insufficient in the face of large databases, especially some of the most commonly used graphs, such as the Piper diagram. In this context, the D-Piper software has recently been published, which allows the creation of a modified Piper diagram based on the spatial point density and data distribution characteristics. This graph provides information about the facies distribution on the diagram, Increasing its precision with the number of analyses available. Also, a methodology integrated into the Q-Facies software (QFacies) has been developed to treat the spatial or temporal evolution of the hydrochemical facies as a continuous variable, thus overcoming the difficulties of working with the few discrete qualitative values of the traditional representation. In the hydrogeological characterization of the unsaturated zone, progress has been made in developing tools (R-Infiltrometry) to visualize and interpret in situ tests of unsaturated hydraulic permeability of soils, including double-ring infiltrometry, single ring infiltrometry, and other methods.Peer reviewe

Presentación de una hoja de cálculo para estimar la permeabilidad del suelo mediante el empleo de un anillo simple

Simposio del Agua en Andalucía (10º. 2018. Huelva)La medida directa de la capacidad de infiltración de un suelo es especialmente útil para evaluar terrenos en los que se van a establecer cultivos de regadío, se necesita cuantificar el riesgo de inundaciones o la recarga de acuíferos. Se trata además de un parámetro esencial para planificar la conservación del recurso suelo puesto que influye directamente sobre el fenómeno de erosión. Existen numerosos métodos para determinar las características hidráulicas de los suelos, tanto de laboratorio como de campo, aunque los métodos de este último grupo siempre son preferibles por implicar una menor alteración del medio ensayado. Se presenta una hoja de cálculo que facilita la aplicación del método de Hatt y Le Coustumer (2008), para determinar la conductividad hidráulica saturada del suelo mediante un cilindro sencillo bajo carga constante. Este método, ajusta los valores de la tasa de infiltración con los de conductividad hidráulica saturada mediante el ajuste de Reynolds y Elrick (1990). Los ensayos necesarios son relativamente sencillos y rápidos de ejecutar, la toma de datos es bastante simple y el equipo preciso para su realización es poco voluminoso, ligero y barato; así mismo, requiere un volumen de agua relativamente reducido, por lo que se pueden hacer gran número de ensayos en un tiempo relativamente corto. La aplicación presentada, de distribución libre y gratuita, permite un tratamiento más eficiente de los datos obtenidos del ensayo y evita errores de cálculo.Instituto Geológico y Minero de España, Españ

D-Piper (Diagrama Piper de Densidad): representación de grandes conjuntos de datos mediante el Diagrama de Piper: manual de uso

36 p.D-Piper es un software diseñado para representar grandes conjuntos de análisis químicos de agua en un único gráfico de Piper conservando toda la información relevante. Los grupos de análisis representados pueden tener cualquier tamaño, no hay límite, de hecho cuanto más grande es el grupo mayor es la utilidad del gráfico pues la estructura interna de la información se desvela con más claridad. D-Piper también permite dibujar los diagramas de Piper clásicos e incluye en los mismos, además de opciones como el color y tamaño de los puntos y la posibilidad de superponer el diagrama clásico y el D-Piper, otras menos frecuentes como incluir puntos traslúcidos o modificar el tamaño de las celdas del diagrama. En esta publicación se explica en detalle la utilidad y funcionamiento de D-Piper, se muestran los principios matemáticos sobre los que se fundamenta su construcción y se incluye información de utilidad para quien desee modificar el código. D-Piper es un software gratuito y de libre distribución, escrito en lenguaje Python y distribuido bajo licencia GPL 3.0, el código puede ser usado y compartido libremente con la única condición de citar adecuadamente la fuente original no permitiéndose el uso comercial. Los aspectos técnicos y de desarrollo, así como el código fuente, han sido publicados en la revista Environmental Modelling and SoftwareInstituto Geológico y Minero de España, Españ

Actividad educativa sobre el riesgo de inundaciones y su prevención.

Video divulgativo, de actividades realizadas en Campamento Venero Claro (Ávila), para concienciar a las niñas y niños de los riesgos naturales. Iniciativa financiada por la subvención 2022-2023 firmada entre la dirección general del agua (DGA-MITERD) y el Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (CSIC-MCIN) en la que incluye la actuación 20223TE003 (Proyecto TARQUÍN del IGME-CSIC

Calidad del agua subterránea y su relación con la actividad humana: Montánchez (España), un caso de estudio

Congress on Groundwater and Global Change in the Western Mediterranean (2017. Granada)The setting of the town Montánchez (Caceres) presents geological features that make it particularly sensitive to surface water and groundwater pollution. Especially worth mentioning are the absence of soil, an aquifer developed on very fissured and surface altered granitic material, and shallow groundwater levels. Moreover the sewer trace is very old and there is scattered horticultural and livestock activity as well as intensive cultivation of olive trees. There is also a remarkable amount fountains and springs of traditional use which water is still used for human consumption with the subsequent risk. The influence of the population of Montánchez on the underlying groundwater system with special emphasis on the impact on the mentioned fountains is analyzed. The study includes hydrochemical analyses (19 points), water balance and fluorescent tracer test. There is evidence of nitrate anthropogenic pollution, although no direct connection to the sewer system for short transit times is observed. A naturally occurring health problem has also been detected due to the high concentration of arsenic in fountains with older waters. Numerous possibilities are open for further studies, especially those directed to locate the sources of contamination and determine groundwater transit times.Departamento de Investigación en Recursos Geológicos, Instituto Geológico y Minero de España, EspañaCentro de Estudios de Técnicas Aplicadas, Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas, EspañaPeer reviewe

Caracterización hidroquímica del acuífero freático de la Masa de Agua Subterránea de Medina del Campo

Congreso Ibérico sobre Agua subterránea, medio ambiente, salud y patrimonio (2018. Salamanca)La extracción intensiva de aguas subterráneas puede producir situaciones en las que se supera el recurso disponible, provocando impactos claros en el estado cualitativo y cuantitativo de una determinada masa de agua subterránea (MASb). Es el caso de la MASb de Medina del Campo (400047), que constituye una de las tres masas de agua subterránea localizadas al sur del Duero, identificadas en riesgo de no cumplir los objetivos medioambientales establecidos por la Directiva Marco del Agua para el año 2027. En el marco del proyecto europeo NAIAD, con objeto de analizar en detalle las relaciones entre los ecosistemas (ríos, humedales y manantiales) y el acuífero terciario detrítico, se han realizado cuatro campañas estacionales de muestreo de aguas en el acuífero freático entre los meses de mayo-2017 y febrero-2018, diseñando una red de observación de treinta puntos consistente en su mayor parte, en pozos excavados, con presencia también de algunos humedales y manantiales. Los resultados muestran que la facies hidroquímica dominante es bicarbonatada cálcica, no obstante, se observan diferencias entre las muestras obtenidas en la subcuenca del río Zapardiel y la subcuenca del río Trabancos. Estas diferencias expuestas sucintamente, se ponen de manifiesto en la conductividad eléctrica y en los contenidos de nitratos.Instituto Geológico y Minero de España, Españ