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Recharge mechanism and hydrochemistry evaluation of groundwater in the Nuaimeh area, Jordan, using environmental isotope techniques 总被引：4，自引：3，他引：1
William Bajjali 《Hydrogeology Journal》2006,14(1-2):180-191
The relationship between the stable isotopic and chemical composition of precipitation and groundwater was studied in the Nuaimeh area of the Ajloun Highlands in Jordan. The isotopic composition values of precipitation and groundwater are almost identical. The spatial variation of stable isotopes in precipitation is mainly due to the effect of seasonal temperature, altitude and amount. The groundwater reveals identical variation in isotopic composition to the precipitation due to direct recharge and the karstic nature of the outcropping Turonian aquifer. Tritium levels in wells are high and their content is similar to the weighted mean value of tritium content in precipitation, indicating local recharge and low residence time. The 14C activity in the tritiated groundwater is found to be about half of the 14C activity of precipitation in the region. A geochemical evolution through dissolution of carbonate by water–carbonate rock interactions reduced the atmospheric 14C activity from 114 to 61 pmc in the groundwater. A 14C of around 61 pmc and 7.6 TU values are considered the initial concentration for the recharge in the shallow carbonate aquifer in the Yarmouk Basin. The large fluctuation of water level in observation wells during the rainy season indicates the sensitivity and direct response of the aquifer to the recharge. The chemical composition of the groundwater (Ca2+–HCO3–) gives emphasis to the short duration of water–rock interaction and indicates dissolution of the carbonate aquifer. The elevated concentrations of Cl– and NO3– in groundwater are attributed to anthropogenic sources.
Resumen Fue estudiada la relación entre la composición isotópica estable y la composición química, tanto de la precipitación como del agua subterránea, en el área de Nuaimeh en las montañas de Ajloun, en Jordania. Los valores de la composición isotópica de la precipitación y del agua subterránea son casi idénticos. La variación espacial de los isótopos estables en la precipitación, es debida principalmente al efecto de la temperatura estacional, a la altura y a la cantidad. El agua subterránea muestra una variación idéntica a la precipitación en cuanto a la composición isotópica, debido a la recarga directa y a la naturaleza cársica del acuífero Turoniano aflorante. Los niveles de tritio en los pozos son altos y su contenido es similar al valor medio ponderado del contenido de tritio en la precipitación, indicando una recarga local y un tiempo de residencia corto. Se ha encontrado que la actividad de 14C en el agua subterránea tritiada, es alrededor de la mitad de la actividad del 14C en la precipitación para la región. La evolución geoquímica ocurrida a partir de la disolución del carbonato, por las interacciones roca carbonatada–agua, redujeron la actividad atmosférica del 14C desde 114 en porcentaje de carbono moderno (pcm) hasta 61 pcm en el agua subterránea. Los valores del 14C cercanos a 61 pcm y de 7.6 unidades de tritio, se han considerado como las concentraciones originales para la recarga en el acuífero carbonatado somero de la Cuenca de Yarmouk. Una gran fluctuación en el nivel de agua de los pozos de observación, durante la estación lluviosa, indica la sensibilidad y la respuesta directa del acuífero frente a la recarga. La composición química del agua subterránea (Ca2+–HCO3–), enfatiza en la corta duración de la interacción de agua–roca, e indica disolución del acuífero carbonatado. La concentración elevada de Cl– y NO3– en el agua subterránea, se atribuye a fuentes antropogénicas.
Résumé Dans la région montagneuse dAjloun de Jordanie on a étudié la relation entre la composition chimique et isotopique des précipitations et des eaux souterraines. La composition isotopique est presque identique dans précipitations et les eaux souterraines. La variation spatiale de la teneur en isotopes stables dans les précipitations est déterminée en principal par les variations saisonnière de la température, laltitude ainsi que par la quantité des précipitations. A cause de la recharge directe et de la nature karstique des affleurements de laquifère dage touronienne, les eaux souterraines présentent la même composition isotopique que les précipitations. La teneur en 3H mesurée dans les forages présente des valeurs élevées, proches de la valeur moyenne des précipitations, ce quindique une recharge locale et un temps court de résidence. On a déterminé pour lactivité de 14C une valeur proche de la moitié trouvée dans les précipitations. Lévolution géochimique par dissolution des carbonates pendant linteraction entre leau et les roche a diminué lactivité du 14C, de la valeur de 114 pcm en atmosphère à 61 pcm dans les eaux souterraines. Dans laquifère calcaire de surface de bassin Yarmouk, on a considéré comme de concentrations initiales, les valeurs de 61 pcm pour 14C et 7.2 UT pour 3H. Les grandes fluctuations des niveaux des eaux souterraines observées dans les forages pendant les saisons pluvieux montrent la sensibilité ainsi que la réponse directe de laquifère au recharge. La composition chimique des eaux souterraines (Ca2+–HCO3–) montre de plus le temps court de linteraction entre leau et la roche, en indiquant aussi la dissolution de laquifère calcaire. Les taux élevées de la concentration en Cl– et NO3– dans les eaux souterraines ont été attribuées aux sources humaines.相似文献
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Groundwater conditions in a 75- km2 coastal area around the town of Telde in eastern Gran Canaria island have been studied. Pliocene to Recent volcanic materials are found, with an intercalated detrital formation (LPDF), which is a characteristic of the area. Groundwater development has become intensive since the 1950s, mostly for intensive agricultural irrigation and municipal water supply. The LPDF is one order of magnitude more transmissive and permeable than the underlying Phonolitic Formation when median values are compared (150 and 15 m2 day–1; 5 and 0.5 m day–1, respectively). These two formations are highly heterogeneous and the ranges of expected well productivities partly overlap. The overlying recent basalts constituted a good aquifer several decades ago but now are mostly drained, except in the southern areas. Average values of drainable porosity (specific yield) seem to be about 0.03 to 0.04, or higher. Groundwater development has produced a conspicuous strip where the watertable has been drawn down as much as 40 m in 20 years, although the inland watertable elevation is much less affected. Groundwater reserve depletion contributes only about 5% of abstracted water, and more than 60% of this is transmitted from inland areas. Groundwater discharge into the sea may still be significant, perhaps 30% of total inflow to the area is discharged to the sea although this value is very uncertain.
Resumen Se ha llevado a cabo un estudio detallado de una zona costera de 75 km2 situada en la costa del Municipio de Telde, al Este de la isla de Gran Canaria, en el Archipiélago Canario. En ella se encuentran materiales volcánicos de edad Pliocena a Reciente, con una formación detrítica intercalada (FDLP), que constituye la máxima singularidad del área. La explotación de las aguas subterráneas ha sido intensiva a partir de la década de 1950, fundamentalmente para el riego de cultivos intensivos y para el suministro a la población. Comparando las medianas de los valores de transmisividad y permeabilidad entre la FDLP y la Formación Fonolítica que está debajo (140 a 15 m2/día y 5 a 0,5 m/día respectivamente) se comprueba que la primera es un orden de magnitud más transmisiva y permeable que la segunda, aunque ambas formaciones son muy heterogéneas y los rangos de productividad esperables en los pozos se solapan entre sí. Los Basaltos Recientes que están encima fueron un buen acuífero hace algunas décadas, pero en la actualidad han sido drenados casi en su totalidad, excepto en el sector Sur. Los valores medios de la porosidad drenable (eficaz) parecen estar alrededor de 0,03 a 0,04, o más. La explotación de las aguas subterráneas ha producido una franja con un destacado descenso de los niveles piezométricos, que alcanza los 40 m en 20 años, aunque la superficie piezométrica hacia el centro de la isla está menos afectada. El descenso calculado en la reserva de aguas subterráneas alcanza solamente un 5% del agua extraída y más de un 60% se transmite desde las cumbres de la isla. La descarga al mar puede ser aún significativa, quizás el 30% de las entradas totales, aunque esta cifra es muy incierta.
Résumé Les conditions de gisement de leau souterraine dune région de 75 km2 de la côte Est de lîle de la Grande Canarie (archipel des Canaries), dans le secteur de Telde, ont été étudiées, en utilisant seulement les données fournies par les puits dexploitation existants. Les matériaux volcaniques, dâge Pliocène à sub-actuel, sont séparés par une formation détritique (FDLP), qui constitue la principale singularité de cette région. Lexploitation de leau souterraine est devenue intensive à partir de 1950, principalement pour des besoins dirrigation (agriculture intensive) et dalimentation en eau des zones urbaines. La comparaison des valeurs médianes montre que la FDLP est dun ordre de grandeur plus transmissive et perméable que les formations volcaniques phonolitiques au-dessous (respectivement 150 et 15 m2/jour ; 5 et 0,5 m/jour). Néanmoins, ces deux formations sont très hétérogènes et les deux gammes de valeurs de productivité des puits se recouvrent. Les Basaltes récents au-dessus qui constituaient, il y a encore quelques décades, un bon aquifère, sont presque entièrement desaturés à lheure actuelle, a exception faite de la partie sud. Les valeurs moyennes de porosité drainable (efficace) sont de lordre de 0,03 à 0,04, voire localement plus élevées. Lexploitation des eaux souterraines a induit de forts rebattements au long dune zone littorale (denviron 40 m au cours des 20 dernières années), alors que la surface piézométrique est moins affectée en amont vers le centre de lîle. La diminution de la réserve des eaux souterraines dans la zone étudiée représente seulement 5% des volumes deau extraits. Plus de 60% proviennent du centre de lîle. Les écoulements vers la mer peuvent être significatifs, (environ 30% des entrées totales) bien que cette estimation soit sujeté à une très forte incertitude.相似文献
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Hydrogeochemistry of the Goulburn Valley region of the Murray Basin, Australia: implications for flow paths and resource vulnerability 总被引：3，自引：1，他引：2
Groundwater in the Goulburn region of the Murray Basin (Australia) contains solutes derived mainly from evapotranspiration of rainfall-derived marine aerosols, silicate dissolution, and ion exchange. 14C data indicate that groundwater in the Shepparton Formation recharges vertically across the region, whereas groundwater in the Calivil–Renmark Formation shows a greater component of lateral flow. The overall pattern of geochemical and stable isotope variations implies that long-term vertical groundwater flow into the Calivil–Renmark Formation has occurred over thousands of years. Elevated C, N, and F concentrations, together with variable Cl/Br ratios and 18O values, suggest that short-term (years to decades) flow of surface water into the Calivil–Renmark Formation also occurs locally. The high degree of vertical flow implies that the high-quality groundwater resources of the Calivil–Renmark Formation are vulnerable to surface contamination. Groundwater in both the Shepparton and Calivil–Renmark Formations yields 14C ages of up to 20 ka that imply that, overall, recharge rates are low and that, consequently, the groundwater resource in both formations could be impacted by over abstraction.
Resumen Las aguas subterráneas de la región de Goulburn, en la cuenca del río Murray (Australia), contienen solutos procedentes principalmente de la evaporación de agua de lluvia, disolución de silicatos e intercambio iónico. Aunque la variabilidad espacial de la hidrogeoquímica es reducida, el contenido total de sales disueltas en las aguas subterráneas de la formación no confinada de Shepparton es generalmente mayor que el del acuífero inferior confinado de la Formación Calivil–Renmark. Los datos de 14C, 3H y geoquímica sugieren que la recarga del acuífero de la Formación Shepparton es por infiltración (vertical) en toda la región, mientras que la Formación Calivil–Renmark tiene una mayor proporción de aportes laterales. Sin embargo, a escala local se produce recarga vertical en la Formación Calivil–Renmark, hecho que indica que este recurso es vulnerable a la contaminación. Las aguas subterráneas de ambas formaciones tienen edades de hasta 20.000 años, según datos de 14C, lo que implica que las tasas de recarga son bajas y, en consecuencia, que podría haber impactos asociados a la sobreexplotación del recurso. Las aguas subterráneas recientes de la región se caracterizan por relaciones molares muy variables de Cl/Br (de 50 a 1.200), reflejando la química de una precipitación semiárida que se ve modificada posteriormente por disolución de halita, asociada con terrenos secos y riego con aguas salinas. Las aguas subterráneas más profundas presentan relaciones más uniformes de Cl/Br (entre 500 y 800), y probablemente reflejan que la recarga se produjo en condiciones climáticas más húmedas que las actuales.
Résumé Les eaux souterraines de la région de Goulburn dans le bassin de Murray (Australie) contiennent des solutés provenant essentiellement de lévaporation des pluies, de la dissolution de silicates et déchanges dions. Alors quil y a peu de variations spatiales du chimisme des eaux souterraines, les concentrations en sels dissous totaux des eaux souterraines de laquifère libre de la formation de Shepparton sont en général plus élevées que celles des eaux souterraines de laquifère captif sous-jacent de la formation de Calivil-Renmark. Des données de carbone-14, de tritium et de géochimie indiquent que laquifère de la formation de Shepparton est rechargé verticalement dans toute la région, tandis que laquifère de la formation de Calivil-Renmark présente une plus forte composante découlement latéral. Toutefois, localement, il se produit une recharge verticale de laquifère de la formation de Calivil-Renmark, ce qui indique que cette ressource est vulnérable à la contamination. Les eaux souterraines des formations de Shepparton et de Calivil-Renmark présentent toutes deux des âges carbone-14 de plus de 20 ka, ce qui implique des taux de recharge très faibles et, par conséquent, que leur ressource peut être affectée par des prélèvements excessifs. Les eaux souterraines récentes dans cette région sont caractérisées par un rapport molaire Cl/Br très variable (de 50 à 1200), qui reflète le chimisme de pluies en région semi-aride modifié en conséquence par la dissolution de la halite associée à la salinité due aux terres sèches et à lirrigation. Les eaux souterraines plus profondes possèdent des rapports Cl/Br plus uniformes (de lordre de 500 à 800) et reflètent probablement des eaux de recharge sous des conditions climatiques plus humides que les conditions actuelles.相似文献
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Shallow aquifers can cross-contaminate deeper aquifers through penetration of an intervening aquitard, via sandy intervals in the aquitard, along well casings, across long well screens, or around aquitard pinchouts. Distinguishing among these potential pathways requires the use of evaluation tools that may support or eliminate certain pathways. These tools include groundwater gradient and aquitard penetration calculations, aquifer pumping test interpretation techniques, chemical concentration plots and statistical methods, hydraulic conductivity-based travel time calculations, pumping-concentration tests, methods for evaluating leaky wells, and methods for evaluating aquitard continuity. Based on analysis of several of these techniques at three sites experiencing aquifer cross-contamination, the authors conclude that calculation of flow rates for various pathways is the single most useful method to confirm or refute specific pathways. Evaluation of leaky wells and aquitard continuity generally must be coupled with other tools to adequately test specific pathways. While fingerprinting, statistical analysis or ratio analysis of contaminants from various sources and receptors was not completed for any of the evaluated sites, the authors believe that these techniques have strong potential for confirming or eliminating pathways. Future research in this area is suggested. Furthermore, the interpretation of pumping-concentration tests is not well developed and needs further assessment.
Resumen Acuíferos someros pueden ocasionar contaminación transversal de acuíferos profundos mediante la penetración de un acuitardo intermedio, a través de intervalos arenosos en el acuitardo, a lo largo del revestimiento de pozos, o en las inmediaciones de lentes de acuitardos. Para distinguir entre estas trayectorias potenciales se requiere el uso de herramientas de evaluación que pueden apoyar o eliminar ciertas trayectorias. Estas herramientas incluyen cálculos de gradientes de agua subterránea y penetración de acuitardos, técnicas de interpretación de pruebas de bombeo de acuíferos, diagramas de concentración química y métodos estadísticos, estimaciones de conductividad hidráulica en base al tiempo de viaje, pruebas de concentración de bombeo, métodos para evaluar pozos con fugas, y métodos para evaluar la continuidad de acuitardos. Basándose en el análisis de varias de estas técnicas en tres sitios que experimentan contaminación transversal de acuíferos, los autores concluyen que la estimación de ritmos de flujo para varias trayectorias es el único método más útil para confirmar o rechazar trayectorias de flujo específicas. La evaluación de pozos con fugas y continuidad de acuitardos generalmente debe estar acompañada con otras herramientas para probar adecuadamente trayectorias específicas. Aunque no se completó para ninguno de los sitios evaluados técnicas de huellas, análisis estadístico o análisis de relaciones de contaminantes de varias fuentes y receptores, los autores creen que estas técnicas tienen fuerte potencial en la confirmación o eliminación de trayectorias. Se sugiere investigación futura en esta área. Además, la interpretación de pruebas de concentración de bombeo no se ha desarrollado bien y necesita evaluación posterior.
Résumé Les aquifères de surface peuvent contaminer les aquifères plus profonds à travers un aquitard, un intersection sableuse dans laquitard, le long des forages et de leur crépines, ou de la terminaison biseautée des aquitards. Distinguer et sélectionner ces différents modes de contamination nécessite lutilisation doutils dévaluation. Ces outils incluent le gradient découlement des eaux souterraines et le calcul de pénétration des aquitards, les techniques dinterprétation des essais de pompage, les méthodes dinterprétation chimiques et de traitement statistique, les calculs des temps de transferts sur base de la conductivité, les tests de pompage couplé aux analyses de concentration, les méthodes pour évaluer linfiltration directe alimentant les forages, et les méthodes permettant dévaluer la continuité des aquitards. Basé sur lanalyse de plusieurs de ces techniques sur trois sites expérimentales présentant des contaminations transversale, les auteurs concluent que le calcul des rapports découlement est la méthode la plus simple pour confirmer ou refuser les voies spécifiques. Alors que le traçage, les analyses statistiques et les analyses de la contamination provenant de différentes sources et récepteurs nétait pas complètes pour la plus part des différents sites évalués nétaient pas compléments certains, les auteurs croient que ces techniques ont un potentiel fort pour confirmer ou éliminer ces techniques. Des recherches futures dans cette zone est suggérée. Par ailleurs, linterprétation des tests de pompage couplés à lanalyse des concentrations nest pas développée et nécessite de meilleurs estimations.相似文献
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Understanding the hydrogeology of weathered rock catchments is integral for the management of various problems related to increased salinity within the many towns of Western Australia. This paper presents the results of site characterisation investigations aimed at improving the overall understanding of the hydrogeology of the southern portion of the Augustus River catchment, an example of a weathered rock catchment. Site data have highlighted the presence of both porous media aquifers within the weathered profile and fractured rock aquifers within the basement rocks. Geophysical airborne surveys and other drilling data have identified a large number of dolerite dykes which crosscut the site. Fractured quartz veins have been found along the margins of these dolerite dykes. Detailed groundwater-level measurements and barometric efficiency estimates indicate that these dolerite dykes and fractured quartz veins are affecting groundwater flow directions, promoting a strong hydraulic connection between all aquifers, and also influencing recharge mechanisms. The hydrogeological significance of the dolerite dykes and fractured quartz veins has been assessed using a combination of high-frequency groundwater-level measurements (30-min sampling interval), rainfall measurements (5-min sampling interval) and barometric pressure fluctuations (30-min sampling interval). A conceptual model was developed for describing various hydrogeological features of the study area. The model indicates that fractured quartz veins along the margins of dolerite dykes are an important component of the hydrogeology of the weathered rock catchments.
Resumen Entender la hidrogeología de cuencas con rocas meteorizadas es esencial para gestionar diversos problemas relacionados con el incremento de salinidad en muchas ciudades de Australia Occidental. Este artículo presenta los resultados obtenidos en la caracterización de varios emplazamientos con el fin de mejorar el conocimiento general de la hidrogeología en la zona sur de la cuenca del Río Augustus, que sirve como ejemplo de cuenca en rocas meteorizadas. Los datos de campo resaltan la presencia tanto de medios acuíferos porosos dentro del perfil meteorizado como de acuíferos en rocas fracturadas dentro de la roca fresca. Los registros geofísicos aéreos y datos de las perforaciones han identificado un gran número de diques de dolerita que intersectan el emplazamiento. Se ha hallado venas de cuarzo fracturado a lo largo de los márgenes de los diques de dolerita. Medidas detalladas del nivel piezométrico y estimaciones de la eficiencia barométrica indican que los diques de dolerita y las venas de cuarzo fracturado afectan las direcciones del flujo de las aguas subterráneas, originando una fuerte conexión hidráulica entre todos los acuíferos e influenciando también a los mecanismos de recarga. Se ha establecido la importancia hidrogeológica de los diques de dolerita y de las venas de cuarzo fracturado mediante una combinación de medidas muy frecuentes del nivel piezométrico (cada 30 min), de la precipitación (cada 5 min) y de las fluctuaciones de la presión barométrica (cada 30 min). Se ha desarrollado un modelo conceptual para describir varias características hidrogeológicas del área de estudio. El modelo indica que las venas de cuarzo fracturado en los márgenes de los diques de dolerita constituyen un componente importante de la hidrogeología de cuencas con rocas meteorizadas.
Résumé Comprendre lhydrogéologie des bassins en roches altérées est essentiel pour la gestion de différents problèmes liés à laugmentation de la salinité dans de nombreuses villes dAustralie occidentale. Cet article présente les résultats détudes de caractérisation de sites conduites pour améliorer la compréhension de lhydrogéologie de la partie sud du bassin de la rivière Augustus, exemple de bassin en roches altérées. Les données concernant le site ont mis en évidence la présence simultanée daquifères poreux dans le profil daltération et daquifères de roches fracturées dans le socle. Des campagnes de géophysique aéroportée et dautres données de forages ont identifié de très nombreux dykes de dolérite traversant le site. Des veines de quartz fracturées ont été trouvées aux marges de ces dykes de dolérite. Des mesures détaillées de niveau des nappes et des estimations des effets barométriques indiquent que ces dykes de dolérite et les veines de quartz fracturées affectent les directions découlement souterrain, favorisant une forte connexion hydraulique entre tous ces aquifères, et influençant également les mécanismes de recharge. La signification hydrogéologique des dykes de dolérite et des veines de quartz fracturées a été analysée en combinant des mesures à haute fréquence du niveau des nappes (toutes les 30 min), de la pluie (toutes les 5 min) et des variations de la pression barométrique (toutes les 30 min). Un modèle conceptuel a été établi pour décrire les différents phénomènes hydrogéologiques de la région étudiée. Ce modèle indique que les veines de quartz aux marges des dykes de dolérite sont une importante composante de lhydrogéologie des bassins en roches altérées.相似文献
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Groundwater recharge in a sedimentary basin in semi-arid Mexico 总被引：9，自引：1，他引：8
Recharge mechanisms and the hydrochemical evolution of groundwater in a semi-arid, 6,840-km2, intermountain basin in central Mexico were investigated using stable isotopes and major chemical constituents. Ionic ratio analysis helped to conceptualize and quantify in part the subsequent geochemical evolution in the aquifer system. Mass balance models (PHREEQC) were used to interpret and rectify the geochemical properties of the aquifer. The recharge conditions have not changed noticeably during the last several thousands of years. The recharge mechanisms are accompanied by leaching of meteoric salts on and near the ground surface during major rain events, which previously accumulated after minor rain events. Rapid and diffuse infiltration can be excluded. Indirect infiltration from wadis (arroyos) and depressions (playas) with little mixing in shallow groundwater contrasts with a high degree of mixing for water with deep circulation. The prevailing source of major cations (Ca2+, Mg2+, Na+, K+) is weathering of carbonates and albite, followed by exchange reactions on clays and hydroxides. Ca2+/Na+ exchange may interchange along the flow path with reverse (Na+/Ca2+) exchange, although the Ca2+/Na+ option is prevalent. Meteoric Ca and Mg inputs are relatively small; however, meteoric Na is insignificant. Irrigation return flow plays an important role in the western part of the study area, giving rise to elevated sulfate and chloride concentrations.
Resumen Se han investigado los mecanismos de recarga y la evolución hidroquímica de las aguas subterráneas en una cuenca semiárida e intermontanosa de México central, de 6.840 km2. Para ello, se han utilizado isótopos estables y los constituyentes químicos mayores. El análisis de las relaciones iónicas ha servido para conceptuar y cuantificar en parte su evolución geoquímica posterior dentro del sistema acuífero. Se ha recurrido a modelos de balance de masas (PHREEQC) para interpretar y rectificar las propiedades geoquímicas del acuífero. Las condiciones de recarga no han cambiado de forma apreciable durante los últimos miles de años. Los mecanismos de recarga se ven acompañados por el lixiviado de las sales meteóricas sobre y cerca de la superficie del terreno durante los episodios principales de lluvia, las cuales son acumuladas en episodios menores de lluvia. Se puede excluir la infiltración rápida y difusa. La infiltración indirecta desde arroyos ( wadis) y depresiones ( playas), que apenas se mezcla con las aguas subterráneas someras, contrasta con un elevado nivel de mezcla con el agua de circulación profunda. La fuente dominante de cationes mayores (calcio, magnesio, sodio, potasio) es la meteorización de los carbonatos y albita, mientras que las reacciones de intercambio en las arcillas e hidróxidos son menos importantes. El intercambio ión calcio-ión sodio puede ser reemplazado a lo largo de una línea de flujo por el intercambio opuesto (ión sodio-ión calcio), aunque la primera es prioritaria. Las aportaciones meteóricas de calcio y magnesio son relativamente pequeñas, mientras que la de sodio es insignificante. Los retornos de riego desempeñan un papel importante en la parte occidental del área de estudio, dando lugar a concentraciones elevadas de sulfato y cloruro.
Résumé Les mécanismes de recharge et lévolution hydrochimique de leau souterraine dans un bassin de montagne de 6 840 km2 en zone semi-aride, dans le centre du Mexique, ont été étudiés au moyen des isotopes stables et des composés chimiques majeurs. Lanalyse des rapports ioniques a aidé à conceptualiser et à quantifier en partie lévolution géochimique qui en résulte, dans le système aquifère. Des modèles de bilan de masse (PHREEQC) ont été utilisés pour interpréter et corriger les propriétés de laquifère. Les conditions de recharge nont pas changé notablement au cours des derniers millénaires. Les mécanismes de recharge sont accompagnés, durant les épisodes majeurs de précipitation, dun lessivage, à la surface du sol et à son voisinage, de sels météoriques accumulés auparavant pendant les petits épisodes de pluie. Linfiltration rapide et diffuse peut être exclue. Linfiltration indirecte à partir des oueds (arroyos) et des dépressions (playas) avec un faible mélange dans la nappe superficielle contraste avec le degré élevé de mélange de leau avec les circulations profondes. La source prépondérante des cations majeurs (Ca2+, Mg2+, Na+, K+) est laltération des carbonates et des feldspaths ; léchange de cations avec les argiles et les hydroxydes est moins important. Léchange de Ca2+ avec Na+ peut sinverser le long des axes découlements pour donner un échange de Na+ avec Ca2+, bien que le cas Ca2+/Na+ soit prépondérant. Les apports météoriques de Ca et de Mg sont relativement faibles, cependant que celui de Na météorique est insignifiant. Lécoulement par retour dirrigation joue un rôle important dans la partie occidentale de la région étudiée, produisant un accroissement des concentrations élevées en sulfate et en chlorure.相似文献
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Modeling of complex multi-aquifer systems for groundwater resources evaluation—Swidnica study case (Poland) 总被引：2，自引：0，他引：2
An example of groundwater resources evaluation methodology by numerical modeling in the complex, unconsolidated, multi-aquifer system of the Swidnica area (~627 km2) is presented. In this study Groundwater Modeling System (GMS) was used to develop a conceptual model on the basis of data from several hundred boreholes and to calibrate a numerical, multi-aquifer model. A steady state calibration was performed using historical natural groundwater table (quasi-natural simulation) data and abundant pumping test transmissivity data. The calibrated recharge was first spatially distributed based on surface lithology and then adjusted until a good match between calculated and measured heads was obtained. The quasi-natural simulation budget input of ~165,000 m3/day consisted of 40.5% of lateral inflow from the SW fault model boundary, 34.5% of average net recharge from precipitation, 13% of infiltration from the Mietkowskie Lake and 12% of river infiltration. The budget output (the same as input) consisted of ~ 88% of river drainage and ~ 12% of lateral outflow. The final, abstraction-influenced simulation representing the current stationary condition was used to verify the model by cross referencing present well drawdowns with well abstractions and by comparison of the groundwater discharge to the rivers with the field baseflow measurements. In this simulation, the total well abstraction of ~53,000 m3/d resulted in 9% increase in overall water balance up to ~180,000 m3/day, 38% increased river infiltration, 24% reduced river drainage, 17% reduced lateral outflow and ~3 times increased downward leakage to the deepest, productive aquifer. The Swidnica study case shows an example, which analyzes an impact of well abstractions on the decline of groundwater table and river discharges, concluding that reserves of renewable water resources are still available. It shows also, that by setting up a conceptual model within the numerical model environment and by applying a quasi-3D solution, complex multi-aquifer systems can be well and efficiently modeled.
Resumen Se presenta un ejemplo de metodología de evaluación de recursos de aguas aubterráneas por medio de modelación numérica en el sistema multi-acuífero, complejo, no consolidado del área de Swidnica (~627 km2). Em este estudio se utilizó un sistema de modelamiento de aguas subterráneas (GMS) para desarrollar un modelo conceptual sobre la base de datos de varios cientos de pozos y para calibrar un modelo multi-acuífero numérico. Se llevó a cabo calibración de un estado constante mediante el uso de datos históricos del manto de aguas subterráneas (simulación casi natural) y de abundantes datos de transmisividad de las pruebas de bombeo. En primer lugar se distribuyó la recarga calibrada en base a la litología de superficie y luego se ajustó hasta obtener una buena correlación entre las cimas calculadas y las medidas. El casi natural presupuesto en la simulación de ~165,000 m3/día consistió de 40.5 % de influjo lateral del límite del modelo de la falla SO, 34.5% de recarga neta promedio de precipitación, 13 % de infiltración del lago Mietkowskie y 12% de infiltración de los ríos. El presupuesto de los productos (output) (igual que el input)consistió de ~ 88 % de drenaje de los ríos y ~ 12 % de flujo lateral. La simulación final, influida por la abstracción, que representa la condición estacionaria actual se utilizó para verificar el modelo mediante la verificación cruzada de los conos de abstracción actuales con abstracciones de los pozos y mediante la comparación de la descarga de aguas subterráneas a los ríos con las medidas de flujo de base de terreno. En esta simulación, la abstracción total de los pozos de ~53,000 m3/d dio como resultado un incremento de 9 % en el balance de gua total de hasta ~180,000 m3/día, un incremento de 38 % infiltración de los ríos, una reducción de 24 % del drenaje a los ríos, una reducción de 17 % del eflujo lateral y un incremento de ~3 veces de filtración hacia abajo al acuífero má profundo productivo. El caso de estudio Swidnica muestra un ejemplo que analiza el impacto de las instalaciones de abstraccion de pozos sobre el decrecimiento del mato de aguas subterráneas y descargas de ríos. Sin embargo, la conclusión es que las reservas de recursos aguas renovables están disponibles todavía. También muestra que los sistemas multi-acuíferos complejos se puede modelar eficientemente y satisfactoriamente al establecer un modelo conceptual dentro del ambiente de un modelo numérico y mediante la aplicación de soluciones casi 3D.
Resumé Un exemple méthodologique dévaluation des ressources en eau souterraine par modélisation numérique dun système aquifère multiple complexe et non-consolidé de la région de Swidnica (~627 km2) est présenté. Le système de modélisation de leau souterraine GMS (Groundwater Modeling System) est utilisé afin de développer un modèle conceptuel basé sur les données provenant de plusieurs centaines de puits, ainsi que pour caler le modèle numérique daquifère multiple. Une calibration en régime permanent a été effectuée en utilisant les données historiques du niveau naturel de la nappe phréatique (simulation quasi-naturelle) et les données de transmissivité provenant de nombreux essais de pompage. La recharge calibrée a été obtenue en utilisant dabord des valeurs spatiallement distribuées en fonction de la lithologie de surface qui ont par la suite été ajustées jusquà ce quune bonne correspondance entre les charges mesurées et simulées soit obtenue. Le bilan des intrants deau pour la simulation quasi-naturelle de ~165,000 m3/j est réparti comme suit: 40.5% provenant dentrée deau latérale le long de la limite sud-ouest du modèle qui représente une faille, 34.5% de recharge moyenne nette provenant des précipitations, 13% dinfiltration provenant du lac Mietkowskie et 12% dinfiltration provenant de rivières. Le bilan des extrants deau qui forme le même volume que les intrants est réparti entre ~88% de drainage par les rivières et ~12% découlement latéral. La simulation finale influencée par le captage qui représente les conditions actuelles a été utilisée afin de vérifier le modèle en comparant le rabattement actuel avec le captage des puits et en comparant lécoulement deau vers les rivières avec les valeurs découlement de base des rivières mesurées sur le terrain. Dans cette simulation, le total deau pompé (~53,000 m3/j) produit une augmentation de 9% dans le bilan deau total qui devient ~180,000 m3/j, une augmentation de 38% dinfiltration par les rivières, une réduction de 24% du drainage par les rivières, une réduction de 17% de lécoulement de sortie latéral et une augmentation denviron 3 fois du drainage vers le bas vers laquifère le plus productif. Létude de cas de Swidnica montre un exemple qui analyse limpact dinstallation de puits de captage sur le déclin de la nappe phréatique et sur la décharge dans les rivières, en concluant par contre, que les réserves en eau renouvelable sont toujours disponibles. Cet exemple montre également quen construisant un modèle conceptuel avec un environnement de modèle numérique et quen appliquant une solution quasi 3D, les systèmes multiaquifères complexes peuvent être bien et efficacement modélisés.相似文献
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Île de la Gonâve is a 750-km2
island off the coast of Haiti. The depth to the water table ranges from less than 30 m in the Eocene and Upper Miocene limestones to over 60 m in the 300-m-thick Quaternary limestone. Annual precipitation ranges from 800–1,400 mm. Most precipitation is lost through evapotranspiration and there is virtually no surface water. Roughly estimated from chloride mass balance, about 4% of the precipitation recharges the karst aquifer. Cave pools and springs are a common source for water. Hand-dug wells provide water in coastal areas. Few productive wells have been drilled deeper than 60 m. Reconnaissance field analyses indicate that groundwater in the interior is a calcium-bicarbonate type, whereas water at the coast is a sodium-chloride type that exceeds World Health Organization recommended values for sodium and chloride. Tests for the presence of hydrogen sulfide-producing bacteria were negative in most drilled wells, but positive in cave pools, hand-dug wells, and most springs, indicating bacterial contamination of most water sources. Because of the difficulties in obtaining freshwater, the 110,000 inhabitants use an average of only 7 L per person per day.
Resumen La Isla de la Gonavê, cercana a la costa de Haití, tiene 750 km2. La profundidad al nivel freático está comprendida entre menos de 30 m para las calcitas del Eoceno y Mioceno Superior y más de 60 m en el acuífero de calcitas cuaternarias, el cual posee 300 m de espesor. La precipitación anual varía entre 800–1.400 mm, si bien la mayor parte se pierde por evapotranspiración y prácticamente no hay aguas superficiales. Según un balance de masas de cloruros, alrededor del 4% de la precipitación recarga el acuífero kárstico. Las cavidades y manantiales son una fuente habitual de agua. Los pozos excavados proporcionan agua en las áreas costeras. Pocos pozos productivos se han perforado a más de 60 m. El reconocimiento de los análisis de campo indica que las aguas subterráneas son de tipo bicarbonatado-cálcico en el interior, mientras que es de tipo clorurado-sódico en la costa, donde se sobrepasan las concentraciones recomendadas por la Organización Mundial de la Salud para sodio y cloruro. Los ensayos efectuados para detectar la presencia de bacterias productoras de sulfuro de hidrógeno resultaron negativos en la mayoría de los pozos perforados, pero fueron positivos en la muchos manantiales explotados y en todos los manantiales, cavidades y pozos excavados, hecho que indica la contaminación bacteriana de la mayor parte de fuentes de agua. Debido a las dificultades para obtener agua dulce, los 110.000 habitantes utilizan una media de sólo 7 L por persona al día.
Résumé LÎle de la Gonâve est une île de 750 km2 au large de la côte dHaïti. La profondeur de la nappe varie entre moins de 30 m dans les calcaires de lÉocène et du Miocène supérieur à plus de 60 m dans les calcaires quaternaires épais de 300 m. Les précipitations annuelles sont comprises entre 800–1.400 mm. La plus grande partie des précipitations est perdue par évapotranspiration et il ny a pratiquement pas deau de surface. Le bilan de masse des chlorures permet destimer à 4% des précipitations le montant de la recharge de laquifère karstique. Des bassins dans les grottes et des sources sont la source deau courante. Des puits creusés à la main fournissent de leau dans les zones côtières. Quelques puits productifs ont été forés dépassant 60 m de profondeur. Lanalyse des reconnaissances de terrain indique que les eaux souterraines à lintérieur de lîle sont de faciès bicarbonaté calcique, tandis que leau près de la côte a un faciès chloruré sodique dépassant les valeurs recommandées par lOMS pour le sodium et les chlorures. Des tests pour la présence de bactéries productrices dhydrogène sulfuré se sont révélés négatifs dans la plupart des forages, mais positifs dans la plupart des sources captées et tous les autres sources, bassins de grottes et puits creusés à la main, ce qui indique une contamination bactérienne de la plupart des sources deau. Du fait des difficultés pour sapprovisionner en eau douce, les 110.000 habitants utilisent en moyenne seulement 7 L par personne et par jour.相似文献
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Despite remarkable new developments in stochastic hydrology and adaptations of advanced methods from operations research, stochastic control, and artificial intelligence, solutions of complex real-world problems in hydrogeology have been quite limited. The main reason is the ultimate reliance on first-principle models that lead to complex, distributed-parameter partial differential equations (PDE) on a given scale. While the addition of uncertainty, and hence, stochasticity or randomness has increased insight and highlighted important relationships between uncertainty, reliability, risk, and their effect on the cost function, it has also (a) introduced additional complexity that results in prohibitive computer power even for just a single uncertain/random parameter; and (b) led to the recognition in our inability to assess the full uncertainty even when including all uncertain parameters. A paradigm shift is introduced: an adaptation of new methods of intelligent control that will relax the dependency on rigid, computer-intensive, stochastic PDE, and will shift the emphasis to a goal-oriented, flexible, adaptive, multiresolutional decision support system (MRDS) with strong unsupervised learning (oriented towards anticipation rather than prediction) and highly efficient optimization capability, which could provide the needed solutions of real-world aquifer management problems. The article highlights the links between past developments and future optimization/planning/control of hydrogeologic systems.
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Resumen A pesar de nuevos avances notables en hidrología estocástica y las adaptaciones de métodos avanzados de investigación de operaciones, control estocástico, e inteligencia artificial, las soluciones de problemas complejos del mundo real en hidrogeología han sido bastante limitadas. La principal razón es la dependencia definitiva en modelos de primer-principio que conducen a ecuaciones parciales diferencias de parámetro distribuido complejas (PDE) a una escala dada. Mientras que la adición de incertidumbre, y por lo tanto, estocasticidad o aleatoriedad ha incrementado la profundidad y resaltado relaciones importantes entre la incertidumbre, confiabilidad, riesgo, y su efecto en la función de costo, la adición también ha permitido (a) introducir complejidad adicional que resulta en potencia computacional excesiva aún para un solo parámetro incierto/aleatorio; y (b) llevar a reconocer nuestra discapacidad para evaluar la incertidumbre completa aún cuando se incluyen todos los parámetros inciertos. Se introduce un cambio paradigmático: una adaptación de nuevos métodos de control de inteligencia que relajará la dependencia en PDE estocásticas, rígidas y de uso computacional intensivo, cambiando el énfasis hacia un sistema de apoyo de decisiones de propósitos múltiples (MRDS) adaptivo, flexible, y orientado a objetivos con fuerte aprendizaje sin supervisión (orientado a la anticipación más que a la predicción) con fuerte capacidad de optimización eficiente, lo cual podría aportar las soluciones necesarias a los problemas de manejo reales con los acuíferos. El artículo resalta los vínculos entre desarrollos pasados y control/planificación/optimización futura de sistemas hidrogeológicos.
Résumé Malgré de remarquables nouveaux développements en hydrologie stochastique ainsi que de remarquables adaptations de méthodes avancées pour les opérations de recherche, le contrôle stochastique, et lintelligence artificielle, solutions pour les problèmes complexes en hydrogéologie sont restées assez limitées. La principale raison est lultime confiance en les modèles qui conduisent à des équations partielles complexes aux paramètres distribués (PDE) à une échelle donnée. Alors que laccumulation dincertitudes et, par conséquent, la stockasticité ou laléat a augmenté la perspicacité et a mis en lumière dimportantes relations entre lincertitude, la fiabilité, le risque, et leur effet sur les coûts de fonctionnement, il a également (a) introduit une complexité additionnelle qui résulte dans un pouvoir prohibitif des moyens de calcul informatique même pour une simple estimation de lincertitude; et (b) a conduit a une reconnaissance de notre manque daptitude à maîtriser lincertitude totale même en introduisant tous les paramètres connus de lincertitude. La représentation du changement est introduit: une adaptation de nouvelles méthodes de contrôle intelligent qui va relâcher la dépendance à la rigidité des algorithmes, aux calculs informatiques intensifs, à la PDE stockastique, et qui modifiera lemphase entre les MRDS—systèmes interactifs daide à la décision de multiresolutionelle (flexibles, adaptables et orientables selon les objectifs)—avec un fort apprentissage non (orienté vers lanticipation plutôt que la prédiction), et une capacité doptimisation efficiente très élevée, qui pourrait apporter le besoin de solutions pour la modélisation des problèmes de management des aquifères réalistes. Cet article met en lumière les liens entre les développements passés et les futurs moyens doptimisation, de gestion et de contrôle des systèmes hydrogéologiques.
| Shlomo OrrEmail: Phone: +1-509-736-3111Fax: +1-415-276-1998 |
| Alexander M. MeystelEmail: |
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A systematic monitoring program was implemented in 1999 to evaluate the temporal changes in the physical properties and chemical composition of water from the Shahrood Qanat, which provides 30% of Shahroods municipal water needs. A qanat is a near-horizontal gallery which yields water by gravity. The results show that the physical properties, in contrast to the concentration of ions, are in an almost steady state condition and the slight variations are due to the travel time of water in the qanat gallery, the mixing of qanat water, the seasonal temperature fluctuation, and the likely unavoidable errors associated with long-term monitoring. They also show that severe drought during the past nine years has not yet affected the groundwater quality. The TDS of the qanat water is relatively low and the water is of the calcium-bicarbonate type. However, the above average concentrations of nitrate (14.9 mg/L) and phosphate (0.105 mg/L) may reflect the impact of the excessive use of fertilizers in the capture zone of the qanat. High Ca, Mg, pH, and a higher-than-recommended hardness value reflect the influence of carbonate-rock formations on the groundwater composition. The study shows that systematic monitoring is required to identify the erroneous data, to optimize the monitoring program and to characterize the water quality trend.
Resumen En 1999 fue implementado un programa intensivo y sistemático de monitoreo, para evaluar los cambios temporales en las propiedades físicas y en la composición química de la galería para captar agua tipo kanat de Shahrood. Los resultados muestran que las propiedades físicas se encuentran casi en una condición estacionaria y que las poco significativas y tenues variaciones, se deben al tiempo de viaje del agua en la galería kanat, a la mezcla del agua del kanat, a la fluctuación estacional de temperaturas y a los probables e inevitables errores asociados con el monitoreo de largo plazo. Con base en los resultados del presente estudio se determinó que las sequías más severas, ocurridas durante los últimos nueve años, no han afectado aún la calidad del agua subterránea. El contenido de TDS en el agua del kanat es relativamente bajo y el agua es del tipo bicarbonatada-calcica. Sin embargo las concentraciones por encima del promedio de nitratos (14.5 mg/L) y fosfatos (0.105 mg/L), reflejan el impacto del uso excesivo de fertilizantes en la zona de captura del kanat, sobre la calidad del agua subterránea. Los valores altos de Ca, Mg, pH y dureza reflejan la influencia de las formaciones carbonatadas sobre la composición del agua subterránea. El estudio muestra que se necesita un monitoreo sistemático para identificar los datos erróneos, lo mismo que para optimizar el programa de monitoreo y para predecir potenciales cambios futuros en la calidad del agua.
Résumé A partir de 1999 on a mis au point un programme de surveillance systématique pour évaluer les changements temporelle des propriétés physiques et chimiques de leau du captage de type qanat de Shahrood. Il a résulté que les propriétés physiques sont presque stationnaires, les variations insignifiants ayant dues au temps de transfert et au mélange de leau dans la galerie, aux variations saisonnières de la température ainsi quaux erreurs inévitables associées à une surveillance à long terme. Cet étude a montré aussi que la qualité de leau na pas été influencée par la période de neuf ans de sécheresse. Le résidu à sec de leau présente des variations assez faibles et leau appartient à la catégorie de Calcium-Bicarbonate. Tout de même les valeurs moyennes des concentrations en nitrates (14.5 mg/L) et en phosphates (0.105 mg/L) mettent en évidence limpact de lutilisation excessive des engrains dans les zones de captage de qanat de Shahrood. Les valeurs élevées de la concentrations en Ca et Mg, du pH et le fait que la dureté dépasse les limites recommandées mettent en évidence linfluence des carbonates de la matrice sur la composition des eaux souterraines. Cet étude montre aussi quil est nécessaire une surveillance systématique affin didentifier les données erronées, doptimiser le programme de monitoring et destimer les changements potentielles de la qualité de leau.相似文献
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Ecological constraints in subsurface environments relate directly to groundwater flow, hydraulic conductivity, interstitial biogeochemistry, pore size, and hydrological linkages to adjacent aquifers and surface ecosystems. Groundwater ecology has evolved from a science describing the unique subterranean biota to its current form emphasising multidisciplinary studies that integrate hydrogeology and ecology. This multidisciplinary approach seeks to elucidate the function of groundwater ecosystems and their roles in maintaining subterranean and surface water quality. In aquifer-surface water ecotones, geochemical gradients and microbial biofilms mediate transformations of water chemistry. Subsurface fauna (stygofauna) graze biofilms, alter interstitial pore size through their movement, and physically transport material through the groundwater environment. Further, changes in their populations provide signals of declining water quality. Better integrating groundwater ecology, biogeochemistry, and hydrogeology will significantly advance our understanding of subterranean ecosystems, especially in terms of bioremediation of contaminated groundwaters, maintenance or improvement of surface water quality in groundwater-dependent ecosystems, and improved protection of groundwater habitats during the extraction of natural resources. Overall, this will lead to a better understanding of the implications of groundwater hydrology and aquifer geology to distributions of subsurface fauna and microbiota, ecological processes such as carbon cycling, and sustainable groundwater management.
Resumen Los entornos ecológicos en ambientes subsuperficiales están relacionados directamente con el flujo de agua subterránea, la conductividad hidráulica, biogeoquímica intersticial, tamaño de los poros, y vínculos hidrológicos con acuíferos adyacentes y ecosistemas superficiales. La ecología del agua subterránea ha evolucionado a partir de una ciencia que describe la biota subterránea única hasta alcanzar la forma actual que enfatiza estudios multidisciplinarios que integran hidrogeología y ecología. Este enfoque multidisciplinario busca clarificar la función de los ecosistemas de agua subterránea y sus roles en el mantenimiento de la calidad de agua superficial y subterránea. En ecotonos de agua superficial y de acuíferos, los gradientes geoquímicos y biopelículas microbiales median transformaciones de calidad de agua. La fauna subsuperficial (estigofauna) se alimenta de biopeliculas, altera el tamaño de los poros intersticiales mediante su movimiento, y transporta físicamente material a través del ambiente de aguas subterráneas. Además, los cambios en sus poblaciones aportan señales de decadencia de calidad de agua. La mejor integración de ecología de aguas subterráneas, biogeoquímica, e hidrogeología incrementará significativamente nuestro entendimiento de ecosistemas subterráneos, especialmente en términos de bioremediación de aguas subterráneas contaminadas, mantenimiento o mejoramiento de calidad de agua superficial en ecosistemas dependientes de agua subterránea, y protección mejorada de habitats de agua subterránea durante la extracción de recursos naturales. Sobretodo, esto conducirá a un mejor entendimiento de las implicaciones de la hidrología de aguas subterráneas y geología del acuífero, de las distribuciones de fauna subsuperficial y microbiota, procesos ecológicos tal como ciclado de carbono, y gestión sostenible de aguas subterráneas.
Résumé Les contraintes écologiques dans les environnements de subsurface sont en relation directe avec les écoulements des eaux souterraines, la conductivité hydraulique, la biogéochimie des milieux interstitiels, la taille des pores, et les liens hydrologiques avec les aquifères et les écosystèmes adjacents. Lécologie des eaux souterraines a évolué dune science décrivant uniquement les biotopes souterrains à des études multidisciplinaires qui intègrent lécologie et lhydrogéologie. Lapproche multidisciplinaire cherche à élucider le fonctionnement des écosystèmes souterrains et leur rôle consistant à maintenir la qualité des eaux souterraines et de surface. Dans les écotones des eaux de la surfaces des aquifères, les gradients géochimiques et les biofilms microbiologiques contrôlent les transformations de la qualité de leau. La faune de subsurface (stygofauna) construisent les biofilms, altèrent la taille des pores interstitiels à travers leur mouvement, et transportent physiquement des matériaux à travers lenvironnement des eaux souterraines. Par ailleurs, les changements de leur population signalent un déclin de la qualité de leau.Une meilleure intégration de lécologie des eaux souterraines, de la biogeochimie, et de lhydrogéologie pourra faire avancer de manière efficace de notre compréhension des écosystèmes souterrains, et spécialement en terme de bioremédiation des eaux souterraines contaminées, de maintenance et damélioration de la qualité des eaux de surface dépendant des écosystèmes souterrains, et lamélioration de la protection des habitats des eaux souterraines durant lextraction des ressources naturelles. En général, cela conduira à une meilleure compréhension de limplication de lhydrogéologie et de la géologie des aquifères à la distribution de la faune de subsurface et aux microbiota, aux processus écologiques tels que les cycles du carbone, et la gestion durable des eaux souterraines.相似文献
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Geochemistry and the understanding of ground-water systems 总被引：12，自引：2，他引：10
Geochemistry has contributed significantly to the understanding of ground-water systems over the last 50 years. Historic advances include development of the hydrochemical facies concept, application of equilibrium theory, investigation of redox processes, and radiocarbon dating. Other hydrochemical concepts, tools, and techniques have helped elucidate mechanisms of flow and transport in ground-water systems, and have helped unlock an archive of paleoenvironmental information. Hydrochemical and isotopic information can be used to interpret the origin and mode of ground-water recharge, refine estimates of time scales of recharge and ground-water flow, decipher reactive processes, provide paleohydrological information, and calibrate ground-water flow models. Progress needs to be made in obtaining representative samples. Improvements are needed in the interpretation of the information obtained, and in the construction and interpretation of numerical models utilizing hydrochemical data. The best approach will ensure an optimized iterative process between field data collection and analysis, interpretation, and the application of forward, inverse, and statistical modeling tools. Advances are anticipated from microbiological investigations, the characterization of natural organics, isotopic fingerprinting, applications of dissolved gas measurements, and the fields of reaction kinetics and coupled processes. A thermodynamic perspective is offered that could facilitate the comparison and understanding of the multiple physical, chemical, and biological processes affecting ground-water systems.
Resumen La geoquímica ha contribuido significativamente al entendimiento de los sistemas de aguas subterráneas durante los últimos 50 años. Entre los avances históricos puede incluirse el desarrollo del concento de facies hidroquímicas, la aplicación de la teoría de equilibrio, investigación de los procesos oxidación-reducción, y datación con radiocarbono. Otros conceptos, herramientas y técnicas hidroquímicas han ayudado a esclarecer los mecanismos de flujo y transporte en sistemas de agua subterránea, y han ayudado a descifrar un archivo de información paleoambiental. Información hidroquímica e isotópica puede utilizarse para interpretar el origen y modo de recarga de agua subterránea, descifrar procesos reactivos, aportar información paleohidrológica, y calibrar modelos de flujo de agua subterránea. Necesita avanzarse en la obtención de muestras representativas. Se necesitan mejoras en la interpretación de la información obtenida y en la construcción e interpretación de modelos numéricos que utilizan datos hidroquímicos. El mejor enfoque asegurará un proceso iterativo optimizado entre toma y análisis de datos de campo, interpretación, y la aplicación de herramientas de modelizado estadísticas, directas, e inversas. Se anticipan avances a partir de investigaciones microbiológicas, la caracterización de orgánicos naturales, caracterización isotópica, aplicaciones de mediciones de gas disuelto, y los campos de cinética de reacción y procesos acoplados. Se ofrece una perspectiva termodinámica que podría facilitar la comparación y entendimiento de los múltiples procesos físicos, químicos, y biológicos que afectan sistemas de aguas subterráneas.
Résumé La géochimie a contribué de façon importante à la compréhension des systèmes deaux souterraines pendant les 50 dernières années. Les avancées ont portées sur le développement du concept des faciès hydrochimiques, sur lapplication de la théorie des équilibres, létude des processus doxydoréduction, et sur la datation au radiocarbone. Dautres concepts, outils et techniques, ont aidé à l élucidation des élucider les mécanismes découlement et de transport dans les systèmes deaux souterraines, et à la compréhension des archives informations paléo-environnementales. Les informations hydrochimiques et isotopiques peuvent être utilisées pour interpréter lorigine et le mode de recharge des eaux souterraines, affiner lestimation des temps de recharge et d écoulements, déchiffrer les processus de réaction, apporter une meilleure information paléohydrogéologique et calibrer les modèles découlement des eaux souterraines. Beaucoup de progrès ont besoin dêtre réalisés pour obtenir des échantillons représentatifs. Des améliorations sont nécessaires dans linterprétation des informations obtenues, et dans la construction et linterprétation de modèles numériques utilisant des données hydrochimiques. La meilleure approches arsurément un processus itératif optimisé entre la collection de données de terrain et lanalyse, linterprétation, et lapplication doutils de modélisation statistique, inverse et direct. Des avancées sont anticipées par les dans le demeine des études microbiologiques, dans la caractérisation des matières organiques naturelles, le marquage isotopique, les mesures de gaz dissous, les réactions cinétiques la compréhension des couplages. Une perspectives thermodynamique pourraient faciliter la comparaison et la compréhension des multiples processus physiques, chimiques et biologiques qui affectent les systèmes hydrogéologiques.相似文献
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Hydrochemical tracers in the middle Rio Grande Basin,USA: 2. Calibration of a groundwater-flow model 总被引：1，自引：1，他引：0
The calibration of a groundwater model with the aid of hydrochemical data has demonstrated that low recharge rates in the Middle Rio Grande Basin may be responsible for a groundwater trough in the center of the basin and for a substantial amount of Rio Grande water in the regional flow system. Earlier models of the basin had difficulty reproducing these features without any hydrochemical data to constrain the rates and distribution of recharge. The objective of this study was to use the large quantity of available hydrochemical data to help calibrate the model parameters, including the recharge rates. The model was constructed using the US Geological Surveys software MODFLOW, MODPATH, and UCODE, and calibrated using 14C activities and the positions of certain flow zones defined by the hydrochemical data. Parameter estimation was performed using a combination of nonlinear regression techniques and a manual search for the minimum difference between field and simulated observations. The calibrated recharge values were substantially smaller than those used in previous models. Results from a 30,000-year transient simulation suggest that recharge was at a maximum about 20,000 years ago and at a minimum about 10,000 years ago.
Resumen La calibración de un modelo de aguas subterráneas con el apoyo de datos hidroquímicos ha demostrado que la recarga relativamente baja en la cuenca media del Río Grande es probablemente responsable de una depresión de aguas subterráneas en el centro de la cuenca y de la presencia de una cantidad considerable de agua del Río Grande en el acuífero del Grupo Santa Fe. Los modelos propuestos con anterioridad para la cuenca tenían dificultades para reproducir estas características ya que no tenían datos hidroquímicos que permitieran delimitar los ritmos y distribución de recarga. El objetivo del presente estudio consistió en utilizar una gran cantidad de datos hidroquímicos disponibles para ayudar a calibrar los parámetros del modelo, incluyendo los ritmos de recarga. El modelo se construyó utilizando los modelos MODFLOW, MODPATH, y UCODE del USGS, mientras que la calibración se realizó en base a concentraciones de 14C y a la posición de ciertas zonas definidas con los datos hidroquímicos. La estimación de parámetros se realizó en base a una combinación de técnicas de regresiones no lineares y a una búsqueda a viva fuerza del error mínimo entre los datos observados y los simulados. Los valores de recarga calibrados fueron significativamente más bajos que los estimados en los modelos anteriores. Los resultados de una simulación transitoria de 30,000 años sugieren que la recarga durante la última glacial máxima (LGM) fue diez veces el ritmo moderno, pero que la recarga que ocurrió inmediatamente después de la LGM fue más baja que el ritmo moderno.
Résumé Le calibrage dun modèle hydrogéologique avec laide de données hydrochimiques a démontré que la recharge relativement faible dans le Grand Bassin du Middle Rio est vraisemblablement responsable dune dépression des eaux souterraines dans le centre du bassin et de la présence dune quantité substantielle deau du Rio Grande dans laquifère du Groupe de Santa Fe. Les modèles antérieurs avaient des difficultés à reproduire ses conclusions sans laide de données hydrochimiques pour contraindre les taux et la distribution de la recharge. Lobjectif de cette étude était dutiliser une grande quantité de données hydrochimiques permettant de calibrer les paramètres du modèle, et notamment les taux de recharge. Le modèle a été construit avec les logiciels MODFLOW, MODPATH et UCODE, et calibré en utilisant les concentrations en 14C et la position de certaines zones définies par les données hydrochimiques. Lestimation de certains paramètres a été réalisée en utilisant une combinaison de techniques de régression non linéaire et une méthode de recherche exhaustive (Brute Force Search) de lerreur minimum entre les résultats des observations et les simulations. Les valeurs de la recharge calibrée sont substantiellement plus basses que celles estimées dans les modèles antérieurs. Les résultats dune simulation en régime transitoire sur 30.000 ans suggèrent que la recharge au maximum de la dernière glaciation (last glacial maximum, LGM) était 10 fois supérieure au taux actuel, mais que la recharge qui a suivit la LGM était plus bas que la recharge actuelle.相似文献
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The Republic of Djibouti (23,000 km2; 500,000 inhabitants), located within the Horn of Africa, undergoes an arid climate with an average annual rainfall less than 150 mm. Water resources are provided up to 98% by groundwater. Two types of aquifers are encountered: volcanic and sedimentary aquifers. This paper focuses on the assessment of their hydraulic properties, which is necessary for future tasks regarding the management of these aquifers. To this end, a data base consisting of all available pumping test data obtained since the 1960s was compiled. Pumping tests have been interpreted to determine transmissivity. Solely for volcanic aquifers, transmissivity also has been estimated through an empirical relationship using specific capacity corrected for turbulent well losses. The transmissivity of each type of aquifer can span up to four orders of magnitude, pointing out their strong heterogeneity. For the various volcanic rocks, the younger the rock, the higher the transmissivity. The transmissivity of volcanic rocks has therefore decreased in the course of geological time. At present, a much better understanding of the hydraulic properties of these complex aquifers has been obtained, which should enable optimal management of their groundwater resources through the use of numerical modeling.
Resumen La República de Yibuti (23.000 km2, 500.000 habitantes) está situada en el Cuerno de África, donde se han formado diversas unidades volcánicas—basaltos y riolitas—y rocas sedimentarias desde la expansión de los continentes acaecida al inicio de la deriva continental (hace 30 millones de años). La precipitación media anual es inferior a 150 mm. Las rocas volcánicas y sedimentarias, con dimensión inferior a 2.000 km2, constituyen acuíferos locales. Los basaltos estratificados forman un acuífero regional que se extiende a más de 9.000 km2. La multitud de datos existente ha sido almacenada desde los años 1960 en una base de datos. La transmisividad de estos acuíferos ha sido determinada mediante datos de ensayos de bombeo y una relación empírica que usa la capacidad específica corregida con las pérdidas turbulentas en el pozo. La transmisividad de estos acuíferos se comporta como una variable lognormal, hecho importante para los trabajos previstos de modelación con métodos estadísticos. La transmisividad de cada acuífero puede variar hasta en cuatro órdenes de magnitud, manifestando su gran heterogeneidad. Para los materiales volcánicos, la transmisividad es mayor cuanto más joven es la roca. La permeabilidad de las rocas volcánicas ha evolucionado por tanto con el tiempo geológico. Actualmente, se posee un mayor conocimiento sobre las propiedades hidráulicas de estos acuíferos complejos, de manera que se puede hacer una gestión óptima de sus recursos hídricos subterráneos con la utilización de modelos numéricos.
Résumé La République de Djibouti (23,000 km2; 500,000 habitants), située dans la Corne de lAfrique, subit un climat aride avec une pluviométrie moyenne annuelle inférieure à 150 mm. Les ressources en eau sont fournies à plus de 98% par les eaux souterraines contenues dans des aquifères sédimentaires ou volcaniques. Cet article a pour objectif lévaluation des propriétés hydrauliques de ces aquifères, étape indispensable pour entreprendre par la suite des études en vue de la gestion de ces aquifères. Une base rassemblant les données dessais par pompage disponibles depuis les années Soixante a dabord été établie. Les essais par pompage ont été interprétés pour déduire la transmissivité. Concernant les aquifères volcaniques, la transmissivité a également été estimée à laide dune relation empirique reliant la transmissivité et le débit spécifique corrigé des pertes de charge anormales. La transmissivité pour chaque aquifère couvre jusquà quatre ordres de grandeur, montrant la forte hétérogénéité de ces milieux. Pour les roches volcaniques, on observe que la transmissivité est dautant meilleure que la roche est plus jeune. Leur transmissivité a ainsi diminué durant les temps géologiques. La compréhension des propriétés hydrauliques de ces aquifères complexes est à présent bien meilleure, ce qui permet denvisager une gestion optimale de leurs ressources à laide de modèles numériques.相似文献
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Contribution to the study of Greek thermal springs: hydrogeological and hydrochemical characteristics and origin of thermal waters 总被引：1，自引：0，他引：1
A large number of chemical analyses of Greek thermal waters were evaluated in order to investigate spring water origin, water–rock interaction mechanisms, and estimate the thermal potential of the geothermal areas. Four water types were distinguished from geochemical diagrams. The relatively fresher waters include samples of Ca–HCO3 and Mg–HCO3 type waters originating from the schistose Rhodope Massif and the Quaternary basin of Aridea, respectively. Samples of the Na–HCO3 water type are typical of springs located in the post-orogenic basins of northern Greece. These hot, deep-rising Na–HCO3
waters circulate in a CO2-rich environment that favours the solubility of alkaline ions such as Na from siliceous rocks. Most of the samples belong to the Na–Cl water type and originate from Greek islands and coastal springs. These are characterized by the mixing of deep thermal solutions with seawater and fresh water. The presence of CO2 in thermal and mineral springs is due to the metamorphism of buried marine carbonate horizons while H2S is due to both local pyrite oxidation and the reduction of sulphates. The use of geothermometers suggested that the investigated geothermal areas have low enthalpy fluids at depth, while higher temperatures are likely present in Milos, Lesvos, Nisyros islands and Xanthi Basin.
Resumen Se ha evaluado un gran número de análisis químicos de aguas termales griegas con objeto de investigar el origen del agua en los manantiales, los mecanismos de interacción agua-roca, y estimar el potencial termal de las áreas geotérmicas. Se distinguieron cuatro tipos de aguas a partir de diagramas geoquímicos. Las aguas relativamente frescas incluyen muestras de agua tipo Ca–HCO3 y Mg–HCO3 que se originan en los esquistos del Macizo Rhodope y la cuenca Cuaternaria de Aridea, respectivamente. Las muestras de agua tipo Na–HCO3 son típicas de manantiales localizados en las cuencas post-orogénicas del norte de Grecia. Estas aguas calientes y profundas, de tipo Na–HCO3, circulan en un ambiente rico en CO2 que favorece la solubilidad de iones alcalinos, tal como Na proveniente de rocas silícicas. La mayoría de las muestras pertenecen al tipo de agua Na–Cl y se originan en islas y manantiales costeros griegos. Estas aguas se caracterizan por la mezcla de soluciones termales profundas con agua de mar y agua dulce. La presencia de CO2 en manantiales termales y minerales se debe a el metamorfismo de horizontes carbonatados marinos enterrados mientras que el H2S se debe a oxidación local de pirita y reducción de sulfatos. El uso de geotermómetros sugiere que las áreas termales investigadas tienen fluidos de baja entalpía a profundidad, mientras que las temperaturas más elevadas es probable que se presenten en Milos, Lesvos, islas de Nisyros y la cuenca Xanthi.
Résumé Un grand nombre danalyses chimiques des eaux thermales grecques ont été menées de manière à investiguer lorigine des eaux des sources thermales, les mécanismes dinteraction avec les roches traversées, et destimer le potentiel des zones géothermiques. Quatre types deau ont été distinguées sur base des diagrammes géochimiques. Les eaux les plus fraîches correspondent respectivement aux échantillons des eaux calco et magnéso carbonatées du massif schisteux de Rhodope et du bassin quaternaire dAridea. Les échantillons deaux sodi carbonatées proviennent typiquement des sources localisées dans les bassins posts-orogéniques du Nord de la Grèce. Ces chaudes et très profondes eaux sodi carbonatées circulent dans des environnements riches en CO2 qui favorisent la solubilité des ions alcalins, tel que le sodium, des roches siliceuses. La plus part des échantillons ont un facies chloruré sodique et proviennent des îles grecques ou des environnement côtier. Ces eaux sont caractérisées par des mélanges entre eaux profondes avec des eaux de mer et des eaux de surface. La présence de CO2 dans les eaux de sources thermales et minérales est due au métamorphisme des horizons de calcaires marins et couverts, tandis que la présence de H2S est due à loxydation locale de la pyrite et à la réduction des sulfates. Lutilisation de géothermomètres suggère que les zones géothermiques étudiées contiennent des eaux à faible enthalpie en profondeur, bien que des températures assez élevées soient rencontrées à Milos, Lesvos, sur les îles Nisyros et dans le bassin de Xanthi.相似文献
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Fracture hydraulic conductivity in the Mexico City clayey aquitard: Field piezometer rising-head tests 总被引：1，自引：1，他引：0
A regional lacustrine aquitard covers the main aquifer of the metropolitan area of Mexico City. The aquitards hydraulic conductivity (K) is fundamental for evaluating the natural protection of the aquifer against a variety of contaminants present on the surface and its hydraulic response. This study analyzes the distribution and variation of K in the plains of Chalco, Texcoco and Mexico City (three of the six former lakes that existed in the Basin of Mexico), on the basis of 225 field-permeability tests, in nests of existing piezometers located at depths of 2–85 m. Tests were interpreted using the Hvorslev method and some by the Bouwer-Rice method. Results indicate that the distribution of K fits log-Gaussian regression models. Dominant frequencies for K in the Chalco and Texcoco plains range between 1E–09 and 1E–08 m/s, with similar population means of 1.19E–09 and 1.7E–09 m/s, respectively, which are one to two orders of magnitude higher than the matrix conductivity. In the Mexico City Plain the population mean is near by one order of magnitude lower; K=2.6E–10 m/s. The contrast between the measured K and that of the matrix is attributed to the presence of fractures in the upper 25–40 m, which is consistent with the findings of previous studies on solute migration in the aquitard.
Resumen El acuífero principal del Área Metropolitana de la Ciudad de México está recubierto por un acuitardo regional lacustre, cuya conductividad hidráulica es fundamental para evaluar la protección natural de las aguas subterráneas contra los contaminantes presentes en superficie y su respuesta hidráulica. Este estudio analiza la distribución y variación de dicha conductividad en las llanuras de Chalco, Texcoco y Ciudad de México (tres de los seis lagos que existían al principio en la Cuenca de México) a partir de 225 ensayos de campo en piezómetros múltiples existentes, ubicados entre 2 y 85 m de profundidad. La interpretación de los ensayos se ha realizado mediante el método de Hvorslev y—algunos—el de Bouwer-Rice. Los resultados indican que la distribución de la conductividad se ajusta a modelos de regresión lognormales. Las frecuencias dominantes en las Llanuras de Chalco y Texoco están comprendidas entre 1–9 y 10–8 m/s, con medias de población similares de 1.19×10–9 y 1.70×10–9 m/s, respectivamente, que son dos órdenes de magnitud mayores que el valor de la matriz. En el Llano de México, la media es casi un orden de magnitud inferior (2.60×10–10 m/s). Se atribuye este contraste entre la conductividad hidráulica medida y la de la matriz a la presencia de fracturas en el tramo superior situado entre 25 y 40 m, cosa que es coherente con estudios previos de migración de solutos en el acuitardo.
Résumé Un imperméable régional dorigine lacustre recouvre le principal aquifère de la zone urbaine de la ville de Mexico. La conductivité hydraulique K de cet imperméable est fondamentale pour évaluer la protection naturelle de laquifère, contre les différents contaminants présents en surface, et sa réponse hydraulique. Cette étude analyse et les variations de K dans les plaines de Chalco, Texcoco et Mexico (trois des six anciens lacs qui existaient dans le Bassin de Mexico), sur la base de 225 essais de perméabilité sur le terrain, réalisés en grappes dans des piézomètres existants entre 2 et 85 m de profondeur. Les essais ont été interprétés avec la méthode de Hvorslev et certains avec la méthode de Bouwer-Rice. Les résultats indiquent que la distribution de K sajuste à des modèles de régression log-gaussiens. Les valeurs de K les plus fréquentes dans les plaines de Chalco et de Texcoco sont entre 1E–09 et 1E–08 m/s, avec des moyennes similaires de 1.19E–09 et 1.7E–09 m/s respectivement, qui sont dun ou deux ordres de grandeurs supérieures à la conductivité de la matrice. Dans la plaine de Mexico, la moyenne est proche dun ordre de grandeur en moins, avec 2.6E–10 m/s. Ce contraste entre le K mesuré et celui de la matrice est attribué à la présence de fractures dans les 25–40 m supérieurs, ce qui est en accord avec les études précédentes sur la migration de solutés au travers de limperméable.相似文献
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The Upper Floridan Aquifer of peninsular Florida retains most of its depositional porosity and, as a result, is a multi-porosity aquifer: double porosity (fractured porous aquifer) downdip where the aquifer is confined, and triple porosity (karstic, fractured porous aquifer) in the updip, unconfined region. Matrix permeability in the confined region varies in the range <10–14.4–10–11.1 m2, as determined by 12,000 minipermeameter measurements on 1,210 m of slabbed core. Limestones divide into 13 textural classes and dolomites into two. Depositional facies (textural class) strongly correlates with matrix permeability. As a result, the facies architecture of the Eocene and Oligocene carbonates that compose the confined portion of the aquifer controls the lateral and vertical distribution of its matrix transmissivity. The most-permeable facies are grainstones (median k, 10–12.4 m2) and sucrosic dolomites (median k, 10–12.0 m2). Together, they are responsible for ~73% of the matrix transmissivity of the logged cores, although they constitute only ~24% of the thickness. Examination of the flow equations of fractured porous aquifers suggests that the permeability of these two facies is large enough that matrix permeability cannot be discounted in modeling the hydraulics of the double-porosity system. This conclusion likely applies to most, if not all, Cenozoic double-porosity carbonate aquifers, as average matrix and fracture permeabilities in the Floridan Aquifer are similar to other Cenozoic carbonates from around the world.
Resumen El Acuífero Superior de Florida conserva gran parte de su porosidad deposicional y, como resultado, se comporta como un acuífero multi-poroso: de doble porosidad (acuífero poroso fracturado) a favor del buzamiento, donde se halla confinado, y de triple porosidad (acuífero poroso fracturado y kárstico) en sentido opuesto, en la zona en que se comporta como libre. La permeabilidad de la matriz en la región confinada está comprendida entre menos de 10–14,4 y 10–11,1 m2, según determinaciones hechas a partir de 12.000 medidas de mini-permeámetro en 1.210 rodajas de testigos. Se ha distinguido quince clases texturales de calcita (n=2.298) y dos de dolomita (n=983), y las facies ejercen un gran control en la permeabilidad de la matriz. Como consecuencia, la arquitectura de las facies de los carbonatos Eocenos y Oligocenos que forman la zona confinada del acuífero controla la distribución lateral y vertical de la transmisividad de la matriz. Las facies más permeables son grainstones o grano-soportadas sin matriz (mediana de permeabilidad de 10–12,4 m2) y dolomitas sacaroideas (10–12,0 m2). Ambas son responsables de aproximadamente el 73% de la transmisividad de los testigos ensayados, aunque sólo constituyen el 24% de su espesor. El examen de las ecuaciones de flujo en acuíferos porosos fracturados sugiere que la permeabilidad de estas facies más permeables es lo suficientemente elevada como para no poder despreciar la permeabilidad de la matriz en la modelación hidráulica de dichos sistemas de doble porosidad. La proyección de la estratigrafía regional y de las tendencias de las facies en la parte del acuífero ubicado en sentido contrario al buzamiento, que tiene carácter de libre y está más karstificado, predice que las permeabilidades mayores son debidas al incremento de los porcentajes de grainstones y dolomitas sacaroideas. Por tanto, es probable que la transmisividad de la matriz deba ser tenida en cuenta en el sistema de triple porosidad de la región.
Résumé Laquifère floridien supérieur de la péninsule de Floride contient plus que sa porosité de dépôt et, par conséquent, est un aquifère à porosité multiple: double porosité (aquifère fracturé poreux) en aval-pendage, là où laquifère est captif, et triple porosité (aquifère karstique et fracturé poreux) en amont-pendage, dans la région où il est libre. La perméabilité de matrice dans la région captive est comprise entre moins de 10–14,4 et 10–11,1 m2 daprès 12.000 mesures par miniperméamètre sur 1.200 m de carottes. Quinze classes texturales de calcaires (n=2.298) et deux classes de dolomies (n=983) ont été reconnues; il existe un fort contrôle du faciès sur la perméabilité. En effet, larchitecture des carbonates de lEocène et de lOligocène qui constituent la partie captive de laquifère contrôle la distribution latérale et verticale de la transmissivité de la matrice. Les faciès les plus perméables sont les grainstones (k médian, 10–12,4 m2) et les dolomies saccharoïdes (10–12,0 m2). Ces deux faciès rendent compte de 73% environ de la transmissivité dans les carottes étudiées, bien quils ne contribuent quà 24% environ de lépaisseur. Lexamen des équations découlement en aquifères fracturés poreux suggère que la perméabilité de ces faciès les plus perméables est assez importante pour que la perméabilité de matrice ne puisse pas être écartée dans la modélisation de lhydraulique de ces systèmes à double porosité. Si lon projette ces tendances de la stratigraphie régionale et des faciès à lamont-pendage, la partie non captive et karstifiée de laquifère laisse prévoir de fortes perméabilités dues à des pourcentages croissants de grainstones et de dolomies saccharoïdes. Il est donc très probable quil sera nécessaire de prendre en compte la transmissivité de matrice dans un système à triple porosité dans cette région.相似文献
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Pattern classification using tabu search to identify the spatial distribution of groundwater pumping 总被引：1，自引：0，他引：1
Pattern classification and Tabu Search are integrated to optimize the zonation and associated average groundwater pumping rates. A simulated problem analogous to the Choushui Creek Alluvial in Janghauh county of Taiwan is used to examine the proposed method. Three problems are tested including (1) optimizing zonation patterns with known pumping rates and number of zones, (2) optimizing pumping rates and zonation patterns with a predetermined number of zones, and (3) optimizing all pumping rates, number of zones, and zonation. The results indicate that the proposed method successfully identifies spatial patterns of groundwater pumping for all three cases. However, some initial zonations result only in local optimums. Thus, using more than one initial zonation to increase search diversification is recommended. Application to different problems such as the spatial distribution of hydraulic conductivity values and area weighting of rainfall stations, is encouraged.
Resumen El patrón de clasificación y la búsqueda tabú están integrados para optimizar la zonificación y las tasas promedio de bombeo de aguas subterráneas asociadas. Se ha utilizado un área diseñada análoga al arroyo aluvial Choushui en la provincia Janghauh en Taiwan para examinar el método propuesto. Se han probado tres problemas que incluyen (1) la zonificación únicamente con las tasas de bombeo y número de zonas dadas, (2) tasa de bombeo y zonificación con un número predeterminado de zonas, y (3) todas las tasa de bombeo, número de zonas y zonificaciones. Los resultados indican que el método propuesto identifica exitosamente los patrones espaciales de bombeo de las aguas subterráneas en los tres casos. Sin embargo, Algunas zonificaciones iniciales solamente resultan en óptimos locales. Por esta razón se recomienda utilizar más de una zonificación inicial para incrementar la diversificación de la búsqueda. Se sugiere la aplicación a problemas diferentes tales como la distribución espacial de conductividades hidraúlicas y la ponderación de áreas de estaciones de monitoreo de precipitación.
Résumé La classification des patrons et la recherche Tabu sont intégrés pour optimiser la zonation et la moyenne associée du taux de pompage de leau souterraine. Une région analogue à lalluvion du ruisseau Choushui de la région Janghauh en Taiwan a été recrée afin dexaminer la méthode proposée. Trois problèmes sont évalués, incluant loptimisation de (1) la zonation avec seulement un taux de pompage et un nombre de zones donnés, (2) le taux de pompage et la zonation avec un nombre prédéterminé de zones, et (3) tous les taux de pompage, nombre de zones et la zonation. Les résultats indiquent que la méthode proposée identifie avec succès les patrons de pompage de leau souterraine dans les trois cas. Toutefois, certaines zonations initiales résultent seulement en optimums locaux. Par conséquent, lutilisation de plus dune zonation initiale afin daugmenter la diversification de la recherche est recommandée. Lutilisation de la méthode est suggérée pour la résolution de différents problèmes tels que la distribution spatiale de la conductivité hydraulique et la pondération des stations de mesure de précipitations.相似文献
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A multi-electrode resistivity survey, carried out over metasedimentary strata and metavolcanics in the Harare greenstone belt in northeastern Zimbabwe as part of a groundwater resources investigation, illustrates the ability of this technique to produce high-resolution images of the subsurface, which are useful for groundwater resources assessment. The resistivity results provide a clear view of the thickness of the weathered regolith and of the distribution of the various lithological units. Using a combination of apparent formation resistivity and inferred depth of weathering, it is possible to characterize the various lithologies on the geophysical profiles. These assigned lithologies show excellent correlation with the mapped geology, and the main lithologies, metabasalt, meta-arenite, granodiorite and banded iron formation can be clearly identified. The banded iron formation is characterized by low resistivity values, while a combination of the depth of weathering and resistivity values are used to distinguish between the meta-arenite on one hand and the metabasalt and granodiorite on the other. The multi-electrode method is successful in identifying potentially favourable zones for obtaining groundwater, such as areas with a maximum depth of weathered regolith, zones of fracturing and faulting, and high porosity and permeability zones associated with lithological contacts.
Resumen Un estudio de resistividad multi-electrodo que se llevó a cabo en estratos meta sedimentarios y metavolcánicos en el cinturón de rocas verdes de Harare, en la parte noreste de Zimbabwe, como parte de una investigación de recursos de agua subterránea, ilustra la capacidad de esta técnica para producir imágenes de alta resolución de la subsuperficie, las cuales son útiles para la evaluación de los recursos da agua subterránea. Los resultados de resistividad suministran una visión clara el espesor del regolito meteorizado y de la distribución de varias unidades litológicas. Mediante el uso de una combinación de resistividad aparente de formación y de una profundidad inferida de meteorización, es posible caracterizar las diferentes litologías en los perfiles geofísicos. Estas litologías asignadas muestran una excelente correlación con la cartografía geológica y se pueden identificar las litologías predominantes como metabasalto, meta-arenita, granodiorita y formación de hierro bandeado. Esta última se caracteriza por valores bajos de resistividad, mientras que se utiliza una combinación de profundidad de meteorización y valores de resistividad, para distinguir entre meta-arenita por un lado y metabasalto y granodiorita por el otro. El método multi-electrodo es exitoso para identificar zonas potencialmente favorables para captar agua subterránea, las cuales pueden ser áreas con una profundidad máxima de regolito meteorizado, o bien zonas de fracturamiento y fallamiento, o también zonas de porosidad y permeabilidad altas asociadas con contactos litológicos.
Résumé La prospection électrique par la méthode de multiélectrodes, effectuée pour linvestigation des eaux souterraines cantonnés dans des roches métamorphiques dorigine sédimentaire et volcanique de la ceinture de Harare-Zimbabwe a mis en évidence les possibilités de cette technique de réaliser des images à grande résolution du sous-sol qui sont très utiles pour lévaluation de la ressource en eaux souterraines. Daprès la distribution de la résistance il résulte une image très claire de lépaisseur des regolithes altérés ainsi que de la distribution des différentes unités lithologiques. Daprès les profiles géophysiques on peut caractériser les différents lithologies en utilisant les résistivités apparentes de la formation respective et les informations sur la profondeur de la zone altérée. Les lithologies ainsi déterminées montrent une excellente corrélation avec les cartes géologiques et on peut très bien identifier les lithologies principales comme les metabasaltes et les meta-arenites, les granodiorites et les formations de fer rubanées. Cettes dernières sont caractérisées par des faibles valeurs de la résistivité, tandis que en utilisant les résistivité et la profondeur de la zone altérée on peut distinguer les meta-arenites de granodiorites et des metabasaltes. La méthode des multiélectrodes est donc capable didentifier des formations favorables à laccumulation en eau comme les zones de faille et des fractures, ainsi que les zones à grande porosité et perméabilité, associées aux contactes lithologiques.相似文献