On the Centre Manifold of Collinear Points in the Planar Three-Body Problem

We study the existence of invariant tori in a neighbourhood of the collinear equilibrium points of the planar three-body problem. To this end some properties of the normal form of the Hamiltonian reduced to the 4D central manifold are proved. Using this normal form, we show that the nondegeneracy conditions of KAM theorem are satisfied for all positive masses, including the 2:1 resonance case. The evaluation of the conditions is done numerically.     

Repeat Ground Track Orbits of the Earth Tesseral Problem as Bifurcations of the Equatorial Family of Periodic Orbits

Orbits repeating their ground track on the surface of the earth are found to be members of periodic-orbit families (in a synodic frame) of the tesseral problem of the Earth artificial satellite. Families of repeat ground track orbits appear as vertical bifurcations of the equatorial family of periodic orbits, and they evolve from retrograde to direct motion throughout the 180 degrees of inclination. These bifurcations are always close to the resonances of the Earth's rotation rate and the mean motion of the orbiter.     

Radial velocities in the open cluster IC 2602

We determined radial velocities for 25 probable members of the open cluster IC 2602. We identified the stars with variable radial velocity. We improved the orbit of HD 93030, and computed a preliminary orbit for another spectroscopic binary. We discussed with such data the average cluster radial velocity and we compare the incidence of short period binaries among the Main-Sequence members of IC 2602 with the incidence for other clusters with different values of the average axial rotation of their members.Cerro Tololo Interamerican Observatory operated by the Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., under contract with the National Science Foundation.     

Application of lead stable isotopes to the Guadiamar Aquifer study after the mine tailings spill in Aznalcóllar (SW Spain)

On 25 April 1998 the tailings dam of the Aznalcóllar mine burst, a great quantity of pyrite waste sludge and acid water was spilled reaching the vicinity of the Doñana National Park. In surface and ground water samples taken a week after dam breaking, metals, trace elements and Pb isotopic ratios (²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb and ²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb) were analysed. In September 1998 a second sampling survey was carried out. The surface waters have a similar isotopic composition as the lead contained in the pyrite from the Aznalcóllar mine. The polluted groundwater of the Guadiamar aquifer also shows the influence of the mining origin of the lead. Lead isotope ratios (²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb and ²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb) in the groundwater of the Almonte-Marismas are very low and they differ clearly from the rest of groundwater samples. A further group of wells has a lead isotope composition intermediate between the Aznalcóllar mine and the atmospheric aerosols of the Iberian Peninsula.     

Inverse problem in hydrogeology

The state of the groundwater inverse problem is synthesized. Emphasis is placed on aquifer characterization, where modelers have to deal with conceptual model uncertainty (notably spatial and temporal variability), scale dependence, many types of unknown parameters (transmissivity, recharge, boundary conditions, etc.), nonlinearity, and often low sensitivity of state variables (typically heads and concentrations) to aquifer properties. Because of these difficulties, calibration cannot be separated from the modeling process, as it is sometimes done in other fields. Instead, it should be viewed as one step in the process of understanding aquifer behavior. In fact, it is shown that actual parameter estimation methods do not differ from each other in the essence, though they may differ in the computational details. It is argued that there is ample room for improvement in groundwater inversion: development of user-friendly codes, accommodation of variability through geostatistics, incorporation of geological information and different types of data (temperature, occurrence and concentration of isotopes, age, etc.), proper accounting of uncertainty, etc. Despite this, even with existing codes, automatic calibration facilitates enormously the task of modeling. Therefore, it is contended that its use should become standard practice.

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Resumen Se sintetiza el estado del problema inverso en aguas subterráneas. El énfasis se ubica en la caracterización de acuíferos, donde los modeladores tienen que enfrentar la incertidumbre del modelo conceptual (principalmente variabilidad temporal y espacial), dependencia de escala, muchos tipos de parámetros desconocidos (transmisividad, recarga, condiciones limitantes, etc), no linealidad, y frecuentemente baja sensibilidad de variables de estado (típicamente presiones y concentraciones) a las propiedades del acuífero. Debido a estas dificultades, no puede separarse la calibración de los procesos de modelado, como frecuentemente se hace en otros campos. En su lugar, debe de visualizarse como un paso en el proceso de entendimiento del comportamiento del acuífero. En realidad, se muestra que los métodos reales de estimación de parámetros no difieren uno del otro en lo esencial, aunque sí pueden diferir en los detalles computacionales. Se discute que existe amplio espacio para la mejora del problema inverso en aguas subterráneas: desarrollo de códigos amigables al usuario, acomodamiento de variabilidad a través de geoestadística, incorporación de información geológica y diferentes tipos de datos (temperatura, presencia y concentración de isótopos, edad, etc), explicación apropiada de incertidumbre, etc. A pesar de esto, aún con los códigos existentes, la calibración automática facilita enormemente la tarea de modelado. Por lo tanto, se sostiene que su uso debería de convertirse en práctica standard.

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Résumé Létat du problème inverse des eaux souterraines est synthétisé. Laccent est placé sur la caractérisation de laquifère, où les modélisateurs doivent jouer avec lincertitude des modèles conceptuels (notamment la variabilité spatiale et temporelle), les facteurs déchelle, plusieurs inconnues sur différents paramètres (transmissivité, recharge, conditions aux limites, etc.), la non linéarité, et souvent la sensibilité de plusieurs variables détat (charges hydrauliques, concentrations) des propriétés de laquifère. A cause de ces difficultés, le calibrage ne peut être séparé du processus de modélisation, comme cest le cas dans dautres cas de figure. Par ailleurs, il peut être vu comme une des étapes dans le processus de détermination du comportement de laquifère. Il est montré que les méthodes dévaluation des paramètres actuels ne diffèrent pas si ce nest dans les détails des calculs informatiques. Il est montré quil existe une large panoplie de techniques d ‹inversion : codes de calcul utilisables par tout-un-chacun, accommodation de la variabilité via la géostatistique, incorporation dinformations géologiques et de différents types de données (température, occurrence, concentration en isotopes, âge, etc.), détermination de lincertitude. Vu ces développements, la calibration automatique facilite énormément la modélisation. Par ailleurs, il est souhaitable que son utilisation devienne une pratique standardisée.

     

Groundwater behaviour in Madeira, volcanic island (Portugal)

Madeira Island is a hot-spot originating from a mantle plume. K-Ar age determinations indicate that the emerged part of the island was generated during Post-Miocene times 6000–7000 years B.P. Groundwater occurs in perched-water bodies, spring discharge from them is high, about 3,650 l/s; in dike-impounded water and basal groundwater. Basal groundwater is exploited by tunnels (1,100 l/s) and wells (1,100 l/s). Hydraulic gradients range from 10^–4 to 10^–2 and transmissivity ranges from 1.16×10^–2 to 2.89×10^–1 m²/s, indicating the heterogeneity of the volcanic aquifers. Water mineralisation is variable, and electrical conductivity ranges from 50 to 3,300 S/cm. There is a difference between groundwater discharging from perched-water bodies (43–201 S/cm) and from basal groundwater (109–3,300 S/cm). Groundwater average pH is 7.37, with waters acid to slightly alkaline (6.13–8.4), and generally cold. Nevertheless, a few samples associated with fault zones can be classified as thermal waters.

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Resumen La Isla de Madeira tuvo origen en un punto caliente proveniente de una pluma del manto. Las dataciones K – Ar, indican que la parte emergida de la isla se formó durante en Post—Mioceno, hace unos 6000–7000 años. El agua subterránea se encuentra en acuíferos colgados, cuya descarga a través de manantiales es alta, alrededor de 3650 l/s; también como agua retenida en diques o bien como agua subterránea propiamente dicha. Esta última es explotada por túneles (1100 l/s) y pozos (1100 l/s). Los gradientes hidráulicos varían desde 10–4 hasta 10–2 y la transmisividad varía desde 1.16×10^–2 hasta 2.89×10^–1 m²/s, indicando la heterogeneidad de los acuíferos volcánicos. La mineralización de agua es variable y la conductividad eléctrica varía desde 50 mS/cm hasta 3300 mS/cm. Hay una diferencia entre el agua subterránea proveniente de acuíferos colgados (43–201 mS/cm) y aquella del acuífero principal (109–3300 mS/cm). El pH promedio para el agua subterránea es 7.37; con variación desde ácida hasta ligeramente alcalina (6.13–8.4), y es generalmente fría. Sin embargo unos pocos ejemplos asociados con zonas de falla, pueden ser clasificados como agua termal.

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Résumé Lîle de Madeira est un point chaud, provenant dun panache mantélique. Les datations par la méthode de K-Ar indiquent que la part émergée de lîle a été générée pendant le Post Miocène, il y a 6000–7000 ans. Les eaux souterraines sont cantonnées dans des aquifères perchées qui se déchargent par des sources à grands débits, avec des valeurs dapproximativement de 3500 l/s, ainsi que dans les dikes. Une importante quantité des eaux souterraine se trouve sur la forme deau de fonds, formant une nappe basale, qui est exploitée par des tunnels (1100 l/s) et par des puits (1100 l/s). Les gradients hydrauliques ont des valeurs dans lintervalle de 10^–2 à 10^–4, tandis que les transmissivités se rangent entre 1.16×10^–2 m²/s et 2.81×10^–1 m²/s, ce quindique la hétérogénéité de laquifère volcanique. La minéralisation des eaux est aussi variable avec des conductivités électriques qui se rangent ente 50 mS/cm et 3300 mS/cm. Il y a une différence entre la conductivité des eaux provenant des aquifères perchées (30–201 mS/cm) par rapport à la conductivité les eaux de la nappe basale (109–3300 mS/cm). Le pH moyen est de 7.37 avec des valeurs de 6.13 pour les eaux acides et de 8.4 pour les eaux à faible alcalinité. En général il sagit des eaux froides, mais quelques échantillons provenant des zones faillées peuvent être classifiés comme des eaux thermales.

     

Introductory review of specific factors influencing urban groundwater, an emerging branch of hydrogeology, with reference to Barcelona, Spain

A number of specific factors must be considered when dealing with groundwater in urban areas. Urbanization significantly affects the natural water cycle, both in terms of quantity and quality. In particular, the main contributors to recharge and discharge clearly differ from those in natural systems. Moreover, water can affect underground structures and infrastructure characteristics of cities such as basements, public transport services (trains, underground railways, etc.), and utility conduits. As a result, urban groundwater is emerging as a distinct branch of hydrogeology. The objective of this paper is to review some of the topics that are specific to urban groundwater. These include (1) fluctuations in groundwater levels caused by changes in land and water uses; (2) pollution problems caused by point or non-point sources in urban areas; (3) characterization and quantification of the components contributing to groundwater recharge and discharge; (4) specific characteristics of groundwater flow and solute transport models in urban areas; and (5) integration of data for sustainable urban water management. Some of these issues are illustrated for the particular case of Barcelona, where a comprehensive hydrogeological study has been carried out during the last few years by both the public and the private sectors.

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Resumen Se debe considerar una serie de factores específicos al tratar las aguas subterráneas en áreas urbanas. El proceso de urbanización afecta el ciclo natural del agua de manera significativa tanto en lo que se refiere a cantidad como a calidad. En particular, los contribuyentes principales a la recarga y descarga claramente difieren de aquellos aplicables a los sistemas naturales. Es más, el agua puede afectar los estructuras subterráneas de las ciudades tales como sótanos, servicios de transporte público (trenes, trenes subterráneos) y los servicios básicos. Como resultado de esto, la hidrogeologia urbana está emergiendo como una rama específica de la hidrogeología. El objectivo de este artículo es revisar algunos de los temas que son específicos al agua subterránea urbana. Estos incluyen: 1) Fluctuaciones en los niveles de agua subterránea causados por cambios en los usos de terreno y del agua; 2) Problemas de contaminación causados por fuentes puntuales o no puntuales en áreas urbanas; 3) Caracterización y cuantificación de los componentes que contribuyen a la recarga y descarga de agua subterránea; 4) Características especificas de flujo de agua subterránea y modelos de transporte de solutos en áreas urbanas; y 5) Integración de datos para el manejo sostenible de agua urbana. Algunos de estos puntos se han ilustrados para el caso particular de Barcelona en donde se ha llevado a cabo un estudio hidrogeológico amplio durante los últimos años tanto por el sector privado como el público.

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Résumé Une série de facteurs spécifiques doit être considérée lorsque leau souterraine en région urbaine est étudiée. Lurbanisation affecte significativement le cycle naturel de leau, autant du point de vue quantitatif que qualitatif. Plus particulièrement, les zones de recharge et de décharge diffèrent considérablement des systèmes naturels. Leau souterraine peut affecter les structures souterraines ainsi que les infrastructures municipales telles que les sous-sols, les systèmes de transport publique (trains, métros, ...) et les conduits de service. De ce fait, lhydrogéologie en milieu urbain émerge comme une branche distincte de lhydrogéologie classique. Lobjectif de cet article est de revoir certaines notions qui sont spécifiques à létude de leau souterraine en milieu urbain. Parmi ces notions : 1) les fluctuations de la nappe phréatique causées par des changements dans lutilisation du territoire et de leau, 2) les problèmes de pollution causés par des sources ponctuelles ou diffuses en milieu urbain, 3) la caractérisation et quantification des composants qui contribuent à la recharge et décharge des aquifères, 4) les caractéristiques spécifiques des modèles découlement de leau souterraine et de transport de solutés en milieux urbain, et 5) lintégration des données pour la gestion durable de leau en milieu urbain. Certaines de ces questions sont étudiées pour le cas particulier de la ville de Barcelone où une étude hydrogéologique complète a été menée au cours des dernières années par les secteurs privé et public.