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1.
Watershed development in India is being adopted increasingly as an integrated mechanism of addressing ecological concerns, particularly in dryland areas. Increasing groundwater recharge constitutes one of the principal objectives of watershed-development programmes because many parts of India face acute shortages of groundwater resources on which rural livelihood depends. A combination of hydrogeological mapping and drainage analysis can form an important tool for planning of watershed-development programmes. Studies on the Kurzadi watershed from the Deccan volcanic province in west-central India illustrate how this technique is useful in selecting sites for artificial recharge of groundwater.The Kurzadi river basin includes three third-order sub-basins that are compared for relative variability in surface-material permeability. Domains of high surface permeability typically indicate relatively higher length ratios and lower drainage density and stream frequency. In the Kurzadi watershed, drainage parameters reveal areas for recharge-related measures and areas where surface-water augmentation measures can be undertaken, even on lower, second-order streams.
Resumen En la India, se está adoptando el desarrollo de cuenca de forma creciente como un mecanismo integrado para abordar las inquietudes ecológicas, particularmente en zonas áridas. El aumento de la recarga a los acuíferos constituye uno de los objetivos principales de los programas de desarrollo de cuenca, porque muchas zonas de la India deben afrontar períodos acusados de escasez de recursos de aguas subterráneas, de los que dependen los asentamientos rurales. La combinación de cartografía hidrogeológico y de análisis del drenaje puede significar una herramienta importante para la planificación de los programas de desarrollo de cuenca. Los estudios efectuados en la cuenca de Kurzadi, en la Provincia Volcánica de Deccan (región central-occidental de India) ilustran la utilidad de esta técnica con el objeto de seleccionar emplazamientos adecuados para la recarga artificial de acuíferos.La cuenca del río Kurzidi incluye tres subcuencas de tercer orden que han sido comparadas con respecto a la variabilidad relativa de la permeabilidad en superficie. Los dominios de alta permeabilidad superficial son indicadores típicos de relaciones de longitud relativamente mayores y de menor densidad de drenaje y frecuencia de curso fluvial. En la cuenca de Kurzadi, los parámetros de drenaje revelan áreas de medidas relacionadas con la recarga y áreas en las que se puede emprender medidas de aumento de agua superficial, incluso en cursos fluviales menores, de segundo orden.
Résumé En Inde, la mise en valeur de bassins versants est en train d'être pris en compte de plus en plus comme un mécanisme intégrateur de problèmes concernant l'écologie, en particulier dans les régions sèches. L'accroissement de la recharge des nappes constitue l'un des principaux objectifs des programmes de mise en valeur des bassins versants, parce que de nombreuses régions de l'Inde doivent faire face à une grave pénurie de ressources en eau souterraine, dont dépendent les moyens d'existence en zones rurales. Une combinaison de cartographie hydrogéologique et d'analyse du drainage peut constituer un outil important de planification des programmes de développement des bassins. Des études sur le bassin de Kurzadi, dans la province volcanique du Deccan, dans le centre-ouest de l'Inde, illustre combien cette technique est utile pour décider des sites de recharge artificielle de nappe.Le bassin de la rivière Kurzadi est formé de trois sous-bassins de troisième ordre dont on a comparé la variabilité relative de la perméabilité de surface. Des domaines de forte perméabilité de surface dénotent bien des rapports de longueurs relativement plus forts et une densité de drainage et une fréquence de cours d'eau plus faibles. Dans le bassin de la rivière Kurzadi, les paramètres du drainage révèlent des zones convenant à des mesures relatives à la recharge et des zones où des mesures d'augmentation de l'eau de surface peuvent être entreprises, même sur des cours d'eau plus petits, de second ordre.
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2.
The Grand Forks aquifer, located in south-central British Columbia, Canada was used as a case study area for modeling the sensitivity of an aquifer to changes in recharge and river stage consistent with projected climate-change scenarios for the region. Results suggest that variations in recharge to the aquifer under the different climate-change scenarios, modeled under steady-state conditions, have a much smaller impact on the groundwater system than changes in river-stage elevation of the Kettle and Granby Rivers, which flow through the valley. All simulations showed relatively small changes in the overall configuration of the water table and general direction of groundwater flow. High-recharge and low-recharge simulations resulted in approximately a +0.05 m increase and a –0.025 m decrease, respectively, in water-table elevations throughout the aquifer. Simulated changes in river-stage elevation, to reflect higher-than-peak-flow levels (by 20 and 50%), resulted in average changes in the water-table elevation of 2.72 and 3.45 m, respectively. Simulated changes in river-stage elevation, to reflect lower-than-baseflow levels (by 20 and 50%), resulted in average changes in the water-table elevation of –0.48 and –2.10 m, respectively. Current observed water-table elevations in the valley are consistent with an average river-stage elevation (between current baseflow and peak-flow stages).
Resumen El acuífero de los Grand Forks, situado al sur de la Columbia Británica central (Canadá) ha sido utilizado como lugar de estudio para modelar la sensibilidad de un acuífero a los cambios en la recarga y el caudal de los ríos de acuerdo con escenarios previstos de cambio climático en la región. Los resultados sugieren que las variaciones en la recarga al acuífero bajo los diversos escenarios, que han sido modelados en régimen estacionario, tienen un impacto mucho menor en las aguas subterráneas que los cambios en el caudal de los ríos Kettle y Granby, que discurren por el valle. Todas las simulaciones muestran diferencias relativamente pequeñas en la configuración regional de los niveles freáticos y en la dirección general del flujo subterráneo. Las simulaciones de recarga elevada y baja causan un incremento de 0,05 m y un decremento de 0,025 m, respectivamente, en los niveles del acuífero. Los cambios de la elevación del río, simulados para reflejar niveles de flujo mayores que los valores pico (en un 20% y un 50%) resultan en cambios medios de los niveles del acuífero de 2,72 m y 3,45 m, respectivamente. Los cambios simulados en la elevación del río para flujos inferiores al caudal de base (en un 20% y en un 50%) provocan descensos en los niveles de 0,48 y 2,10 m, respectivamente. Los niveles actuales del acuífero en el valle son coherentes con una elevación media del nivel en el río (entre el caudal de base actual y los picos de caudal).
Résumé L'aquifère de Grand Forks, situé en Colombie britannique (Canada), a été utilisé comme zone d'étude pour modéliser la sensibilité d'un aquifère à des modifications de la recharge et du niveau de la rivière, correspondant à des scénarios envisagés de changement climatique dans cette région. Les résultats font apparaître que les variations de recharge de l'aquifère pour différents scénarios de changement climatique, modélisées pour des conditions de régime permanent, ont un impact sur le système aquifère beaucoup plus faible que les changements du niveau des rivières Kettle et Granby, qui coulent dans la vallée. Toutes les simulations ont montré des différences relativement faibles dans la configuration d'ensemble de la nappe et dans la direction générale des écoulements. Des simulations de conditions de recharge forte et de recharge faible produisent respectivement une remontée de 0,05 m et un abaissement de 0,025 m, approximativement, des cotes de la nappe pour l'ensemble de l'aquifère. Des changements simulés de la cote du niveau de la rivière, pour refléter des niveaux plus hauts que ceux des pics de crues (de 20 et de 50%), produisent respectivement des remontées de la nappe de 2,72 et 3,45 m en moyenne. Des changements simulés de l'altitude du niveau de la rivière, pour refléter des niveaux plus bas que ceux de basses eaux (de 20 et de 50%), produisent respectivement des abaissements de la nappe de 0,48 et 2,10 m en moyenne. Les altitudes courantes observées de la nappe dans la vallée sont cohérentes avec une cote moyenne du niveau de la rivière (entre les niveaux courants de basses eaux et de crues).
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3.
This paper focuses on the water-quantity issues facing Dhaka because of the rapid exploitation of the Dupi Tila aquifer. Dhaka is one of the world's largest groundwater-dependent cities, relying on water withdrawn from this underlying semiconfined sand aquifer. A meteoric rise in well construction in both the private and public sectors in recent years has produced an estimated 1,300 boreholes that tap the aquifer in urban and suburban parts of the city. Analysis of construction records for public-supply wells drilled between 1970 and 2000 shows that water levels are falling in several areas of the city despite apparently favorable recharge conditions. The productivity of boreholes as measured by specific capacity has also declined significantly. Even though the aquifer system is vital to the infrastructure of the city it remains a poorly quantified resource, and until this is resolved by investment in evaluation studies, attempts to efficiently manage the resource in a sustainable way will be frustrated.
Resumen Este artículo trata de los aspectos cuantitativos relacionados con la sobreexplotación del acuífero de Dupi Tila, que suministra a la ciudad de Dhaka (Bangladesh). Ésta es una de las mayores ciudades del mundo con dependencia de las aguas subterráneas, y se abastece de un acuífero semiconfinado formado por arenas. El aumento meteórico en la construcción de pozos durante los últimos años, tanto en el sector público como en el privado, ha provocado que haya unas 1.300 captaciones del acuífero en las zonas urbana y suburbana de la ciudad. El análisis de los registros constructivos de pozos de abastecimiento público entre 1970 y 2000 muestra que los niveles piezométricos están descendiendo en diversas áreas de la ciudad, a pesar de la existencia de condiciones aparentemente favorables de recarga. La productividad de los pozos, determinada por su capacidad específica, también ha disminuido significativamente. Aunque el sistema acuífero es vital para la infraestructura de la ciudad, los recursos aún no han sido cuantificados adecuadamente. Hasta que este asunto no sea resuelto mediante la inversión en estudios de evaluación, los intentos por gestionar eficientemente los recursos de forma sustentable serán infructuosos.
Résumé Cet article porte sur les pertes en quantité subies par Dacca du fait de l'exploitation rapide de l'aquifère de Dupi Tila. Dacca est l'une des villes dépendant de l'eau souterraine les plus importantes du monde, prélevant l'eau d'un aquifère sableux sous-jacent semi-captif. On estime à 1,300 forages l'accroissement des creusements de puits aussi bien dans le secteur privé que public dans ces dernières années; ils prélèvent dans l'aquifère dans la partie urbaine et à la périphérie de la ville. L'analyse des déclarations de creusement de puits pour l'AEP forés entre 1970 et 2000 montre que les niveaux d'eau ont chuté dans plusieurs zones de la ville malgré des conditions de recharge apparemment favorables. La productivité des puits mesurée par la capacité spécifique a également diminué significativement. Même si le système aquifère est vital pour l'infrastructure de la ville, il reste une ressource médiocrement quantifiée, et tant que ceci ne sera pas résolu par un investissement dans des études d'évaluation, les tentatives pour gérer efficacement la ressource de façon durable échoueront.
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4.
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.
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5.
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.
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6.
Atlantis, an industrial town on the somewhat bleak and undeveloped west coast of South Africa, is entirely dependent on groundwater resources for its water supply. With a population of more than 67,000 people and about 140 factories, Atlantis requires a reliable supply of potable water of about 1.5᎒6m3/a. The demand is met through artificial recharge of a local, shallow, sandy aquifer that supplies the town's water. A well designed stormwater drainage system and scientifically based water-quality management strategy allow for the recharge of all urban stormwater runoff and treated domestic sewage effluent. Extensive research and sound planning have meant that no water is wasted, for even the water that is unacceptable for recharge in the main aquifer is recharged in strategic localities to counter saline intrusion. The Atlantis Water Resource Management Scheme serves as a good example of what can be achieved when hydrogeologists, engineers, and urban managers integrate their skills. RÉSUMÉ: Atlantis, ville industrielle sur la côte occidentale presque désertique et sous-développée de l'Afrique du Sud dépend totalment des ressources en eau souterraine pour son alimentation en eau. Avec une population de plus de 67.000 habitants et environ 140 usines, Atlantis a besoin d'une alimentation sûre en eau potable d'environ 1,5 million de m3 par an. La demande est satisfaite grâce à la recharge artificielle d'un aquifère sableux local et superficiel qui alimente la ville en eau. Un système de collecte des eaux pluviales bien conçu et une stratégie rigoureuse de gestion de la qualité de l'eau prend en compte tous les ruissellements urbains d'eau pluviale et les effluents d'eaux usées domestiques. Une recherche d'envergure et une planification permettent de ne pas perdre d'eau, dans la mesure où celle qui n'est pas bonne pour la recharge de l'aquifère principal est utilisée pour contrer l'intrusion saline en des sites stratégiques. Le schéma d'aménagement et de gestion des eaux d'Atlantis est un bon exemple de ce qui peut être fait lorsque des hydrogéologues, des ingénieurs et des urbanistes mettent en commun leur savoir-faire. RESUMEN: Atlantis, una ciudad industrial en la algo desolada y poco desarrollada costa oeste de Sudáfrica, depende enteramente de los recursos de agua subterránea para su abastecimiento. Con una población de más de 67000 habitantes y cerca de 140 industriales, Atlantis requiere un suministro garantizado de agua potable de alrededor de 1.5᎒6m3 por año. Esta cifra se consigue mediante recarga artificial de un acuífero local, arenoso y poco profundo, que suministra el agua a la ciudad. Un sistema de renaje de las aguas de tormenta bien diseñado y una estrategia científica de gestión de la calidad del agua permiten la recarga de la totalidad de la escorrentía urbana durante las tormentas y del efluente de aguas residuales domésticas tratado. La investigación y planificación intensivas han permitido que no se malgaste nada de agua, ya que incluso aquella que no es aceptable para recarga en el acuífero principal, sí se recarga en localidades estratégicas, para contrarrestar la intrusión marina. El Atlantis Water Resource Management Scheme (Esquema de Gestión de los Recursos de Agua de Atlantis) sirve como un buen ejemplo de lo que se puede conseguir cuando hidrogeólogos, ingenieros y urbanistas integran sus cualidades.  相似文献   

7.
The Permian sandstone and breccia aquifer of Dumfries has an important role in supplying water to the principal town in southwest Scotland. The area comprises mainly pastoral farmland with some industry and fish farming. Ongoing development of the aquifer has revealed the existence of complex groundwater flow through fractures and increasing nitrate concentrations. To further investigate these issues, the age and quality of groundwater throughout the aquifer has now been assessed using standard hydrogeochemical techniques together with CFCs and SF6 as residence time indicators. The aquifer consists of sandstone- and breccia-dominated units: the Locharbriggs Sandstone in the east and the Doweel Breccia in the west. Groundwater throughout the aquifer is of Ca–Mg–HCO3 type and moderately mineralised; pH is near neutral. The observed groundwater chemistry is the product of maritime rainfall modified by the dissolution of carbonate material in the breccia, sandstone and surficial deposits. CFC and SF6 concentrations are interpreted on the basis of mixing between older (>50 years) and recent (1990s) components. Although there is generally a higher proportion of older water within the Locharbriggs Sandstone compared to the Doweel Breccia, stable isotope evidence suggests that the older water component in the interbedded sandstones of the breccia is of much greater antiquity, possibly containing an element of palaeowater. Concentrations of nitrate across the aquifer can be directly related to the amount of recent recharge. Modern groundwater contains approximately 9 mg l–1 NO3-N and pre-1950s groundwater has approximately 2 mg l–1 NO3-N. Nitrate concentrations measured at individual boreholes are explained by the relative proportions of modern and pre-1950s groundwater. If current practices continue, the concentrations of nitrate measured across the Dumfries Basin will rise as the proportion of pre-1950s groundwater diminishes.
Resumen El acuífero de areniscas y brechas Pérmicas de Dumfries desempeña un papel importante en el abastecimiento a la ciudad principal del Sudoeste de Escocia. El área comprende sobretodo tierras de pastoreo y granjas, junto con algunas industrias y piscifactorías. El desarrollo iniciado en el acuífero ha revelado la existencia de un complicado flujo subterráneo a través de las fracturas y de un aumento progresivo en la concentración de nitrato. Con el fin de profundizar en el conocimiento de estos temas, se ha determinado la edad y calidad de las aguas subterráneas en todo el acuífero por medio de técnicas hidrogeoquímicas estándar y de indicadores del tiempo de residencia como los clorofluorcarbonados (CFCs) y el fluoruro de azufre (SF6). El acuífero está formado por las areniscas de Locharbriggs, al Este, y las brechas de Doweel, hacia el Oeste. Las aguas subterráneas son de tipo bicarbonatadas cálcico-magnésicas y presentan una mineralización moderada, mientras que el pH es prácticamente neutro. La química de las aguas subterráneas es el resultado del aerosol marino modificado por la disolución de materiales carbonatados en las brechas, areniscas y depósitos superficiales. Las concentraciones de CFCs y SF6 se interpretan a partir de una mezcla de aguas entre una componente antigua (más de 50 años) y una reciente (de la década de 1990). Aunque en general se da una mayor proporción de aguas antiguas en las areniscas de Locharbriggs que en las Brechas de Doweel, los isótopos estables sugieren que la componente de aguas antiguas en las intercalaciones de areniscas que aparecen en la formación de brechas es mucho más antigua, y que, posiblemente, se trate de paleoaguas. Las concentraciones de nitrato en el acuífero pueden ser relacionadas directamente con la aportación de recarga reciente. Las aguas subterráneas modernas contienen aproximadamente 9 mg l–1 de nitrato, mientras que las aguas subterráneas anteriores a 1950 tienen unos 2 mg l–1. Se puede explicar las concentraciones de nitrato en pozos individuales por las proporciones relativas de aguas subterráneas modernas y anteriores a 1950. Si las prácticas actuales continúan, se producirá un aumento de las concentraciones de nitrato en la cuenca de Dumfries debido a la disminución de la proporción de aguas antiguas.
Résumé L'aquifère des grès et brèches du Permien de Dumfries joue un rôle important dans l'alimentation en eau de la principale ville du sud-ouest de l'Écosse. La région est principalement soumise à de l'élevage pastoral avec quelques industries et des piscicultures. La progression de l'exploitation de cet aquifère a révélé l'existence d'un écoulement souterrain complexe en fractures et des concentrations en nitrate croissantes. Dans le but d'étudier ces deux points plus en détail, l'âge et la qualité de l'eau souterraine dans tout l'aquifère ont été évalués en utilisant des techniques hydrogéochimiques conventionnelles avec les CFC et SF6 comme marqueurs du temps de séjour. L'aquifère est constitué par des unités dominées par des brèches et des grès: les grès de Locharbriggs à l'est et les brèches de Doweel à l'ouest. L'eau souterraine dans tout l'aquifère a un faciès bicarbonaté calcique et magnésien et est moyennement minéralisée; le pH est proche de la neutralité. Le chimisme observé de l'eau souterraine résulte des apports marins par la pluie modifiés par la dissolution du matériau carbonaté des brèches, des grès et des formations superficielles. Les concentrations en CFC et SF6 sont interprétées sur la base d'un mélange entre des composantes ancienne (>50 ans) et récente (années 1990). Bien qu'il y ait en général une plus forte proportion d'eau ancienne dans les grès de Locharbriggs que dans la brèche de Doweel, les isotopes stables suggèrent que la composante d'eau ancienne dans les grès interstratifiés des brèches est beaucoup plus ancienne, contenant probablement un élément d'eau fossile. Les concentrations en nitrate dans l'aquifère peuvent être directement reliées au taux de recharge récente. L'eau souterraine moderne contient approximativement 9 mg l–1 en NO3-N et l'eau souterraine d'avant 1950 environ 2 mg l–1 en NO3-N. Les concentrations en nitrate mesurées dans des forages individuels sont expliquées par des proportions relatives d'eaux souterraines moderne et antérieure à 1950. Si les pratiques actuelles continuent, les concentrations en nitrate mesurées dans le bassin de Dumfries augmenteront alors que la part de l'eau souterraine d'avant 1950 diminuera.
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8.
A regional hydrogeochemical model was developed to evaluate the geochemical evolution of different groundwaters in an alluvial aquifer system in the Interior of Oman. In combination with environmental isotopes the model is able to extract qualitative and quantitative information about recharge, groundwater flow paths and hydraulic connections between different aquifers. The main source of water to the alluvial aquifer along the flow paths of Wadi Abyadh and Wadi Muaydin in the piedmont is groundwater from the high-altitude areas of the Jabal Akhdar and local infiltration along the wadi channels. In contrast, the piedmont alluvial aquifer along Wadi Halfayn is primarily replenished by lateral recharge from the ophiolite foothills to the east besides smaller contributions from the Jabal Akhdar and local infiltration. Further down gradient in the Southern Alluvial Plain aquifer a significant source of recharge is direct infiltration of rain and surface runoff, originating from a moisture source that approaches Oman from the south. The model shows that the main geochemical evolution of the alluvial groundwaters occurs along the flow path from the piedmont to the Southern Alluvial Plain, where dedolomitization is responsible for the observed changes in the chemical and carbon isotope composition in these waters.
Resumen Un modelo hidrogeoquímico regional fue desarrollado, para evaluar la evolución geoquímica de diferentes aguas subterráneas en un sistema acuífero aluvial ubicado en el interior de Omán. El modelo, en combinación con isótopos ambientales, es capaz de obtener información cualitativa y cuantitativa sobre recarga, direcciones de flujo de agua subterránea y sobre las conexiones hidráulicas entre diferentes acuíferos. La fuente principal de agua para el acuífero aluvial en el piedemonte son las aguas subterráneas, a lo largo de las direcciones de flujo del Wadi Abyadh y del Wadi Muaydin, desde las áreas de gran altura de Jabal Akhdar y como infiltración local a lo largo de los canales del wadi. En contraste, el acuífero aluvial del piedemonte a lo largo del Wadi Halfayn, esta alimentado principalmente por recarga lateral desde las partes bajas de las montañas de ofiolitas hacia el Este, además por pequeñas contribuciones desde el Jabal Akhdar e infiltración local. Siguiendo gradiente abajo en el acuífero de la Llanura Aluvial del Sur, allí tanto la infiltración directa de lluvia, como la escorrentía superficial constituyen fuentes significativas de recarga, las cuales se originan en una fuente de humedad que llega a Omán proveniente del Sur. El modelo muestra, que la evolución geoquímica principal de las aguas subterráneas en el aluvión, sucede a lo largo de la dirección de flujo, que va desde el piedemonte hacia la Llanura Aluvial Sur, en donde el proceso de des-dolomitización es el responsable de los cambios observados en la composición química y también del contenido de isótopos de carbono en estas aguas.
Résumé On a développé un modèle régional hydrogéochimique pour évaluer lévolution géochimique des différentes eaux souterraines dans le système aquifère de lintérieur dOman. Avec la contribution des isotopes denvironnement, le modèle est capable de fournir des informations qualitatives et quantitatives sur la recharge, les directions découlement et sur les connections hydrauliques entre les différents aquifères du système. La source principale pour laquifère situé au long de la direction découlement des oueds de Abdyah et de Muaydin dans le piémont est leau souterraine provenant des zones de haute altitude de Jabal Akhbar ainsi que linfiltration locale au long des canaux de loued. Par contre, à part dune petite contribution provenant des infiltrations locaux et de Jabal Akhbar, l aquifère alluvial de Wadi Halfayan est en principal alimenté par la recharge latérale provenant des ophiolites situées dans la partie est. Les plus importantes sources de recharge dans laval de laquifère de la Plaine Alluviale sont linfiltration directe et le ruissellement provenant dune source dhumidité qui sapproche dOman par le sud. Le modèle montre que la principale évolution géochimique se produise au long de la direction découlement qui part de piémont de la Plaine Alluviale du Sud, où le procès de dédolomisation est responsable pour les changements observés dans la composition géochimique et en carbone des eaux.
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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.
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Abstract The freshwater lens morphologies of the barrier islands Dog Island and St. George Island on the panhandle coast of Florida (FL), USA, are controlled to varying degrees by both natural and anthropogenic factors. Variable-density groundwater flow models confirm that spatial variability of recharge values can account for the observed lens asymmetry on these islands. The depth to the base of the lens does not vary significantly seasonally. Human development has altered recharge patterns in some areas, locally thinning the freshwater lens. Aqueduct water supply to St. George Island represents 7–25% of natural recharge; higher recharge rates are required to simulate the lens on St. George Island than on Dog Island. On both islands, coastal erosion rates are sufficiently rapid that the freshwater lens may not be in equilibrium with current boundary conditions.
Resumen Las morfologías de los lentes de agua dulce en las islas de barrera: Islas Dog y St. George, en la costa alargada y estrecha de Florida, EUA, están controladas en diferentes grados por factores antropogénicos y naturales. Los modelos de flujo con densidad variable del agua subterránea, confirman que la variabilidad espacial de los valores de recarga, pueden ser la causa de la asimetría observada en los lentes de estas islas. La profundidad hasta la base de los lentes no varía significativamente con las estaciones climáticas. El desarrollo humano ha alterado las tendencias de recarga en algunas áreas, causando adelgazamiento local de los lentes de agua dulce. El abastecimiento de agua del acueducto en la Isla St. George, representa entre 7% y 25% de la recarga natural; por otro lado se necesitan cantidades mayores de recarga para simular los lentes en la Isla St. George que en la Isla Dog. En ambas islas, las tasas de erosión costera son tan rápidas, que las lentes de agua dulce podrían no estar en equilibrio con las condiciones actuales de frontera.
Résumé La morphologie des lentilles deau douce des îles de Dog et de St. George, situés dans le district côtier de Florida-Etats Unis est contrôlé dans une mesure variable par des facteurs naturelles et humaines. Les modèles découlement à densité variable des eaux souterraines confirment que la variation spatiale de la recharge peut expliquer les asymétries observées des lentilles des cettes îles. La profondeur des lentilles ne présente pas des variations saisonnières importantes. Les activités humaines ont modifié la recharge dans certaines zones en amincissant localement les lentilles deau douce. Lalimentation en eaux de lîle de St. George représente 7–25% de la recharge naturelle; pour simuler les lentilles de lîle de Dog il a été nécessaire dintroduire des valeurs plus élevées de la recharge par rapport aux ceux utilisés pour lîle de St. George. Pour les deux îles lérosion côtière est assez rapide ainsi que les lentilles de eau douce ne sont pas en équilibre avec les conditions à la frontière.
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This paper focuses on the relationship between the karst aquifers and the Hérault River (southern France) as a function of hydrologic conditions. The combination of major and trace element, and Sr and Pb isotopes determined on dissolved load in karstic springs makes it possible to identify a dynamic scheme of the hydrology of the karstic area.In the headwaters part of this area, the Sourcettes Spring is fed by an interrupted stream that infiltrates at the basement-sedimentary cover contact. Internal geochemical processes are also pointed out: (1) water–rock interactions during underground circulation, and (2) water originating from different layers of the aquifer may show different chemistry depending on the hydrological conditions. The Vernède Spring, is fed by a second water supply during high flows (previously considered as unconnected). Finally, the Cent-Fonts Springs have been confirmed to be fed by the Buège interrupted stream.Pb isotopes on the dissolved and particulate loads of the river samples make it possible to discriminate the natural (local rocks) versus anthropogenic (mining district and road traffic) Pb sources. The Pb isotope investigations on karstic water make it possible to differentiate between neighboring springs presenting identical Sr isotope and element ratios, and to point out different underground circulation.
Resumen Este artículo trata de la relación río-acuífero kárstico en la cuenca de Hérault (Francia), en función de las condiciones hidrológicas. La combinación de elementos principales, elementos traza, e isótopos de estroncio y plomo en muestras de manantiales kársticos permite construir un esquema dinámico de la zona.El manantial de Sourcettes, en la parte alta de la región, está alimentado por una corriente interrumpida que se infiltra a través la cubierta sedimentaria del lecho. También, se apunta a los procesos internos geoquímicos: (1) interacciones roca-acuífero, (2) aguas procedentes de capas diferentes del acuífero, dependiendo de las condiciones hidrológicas. El manantial de Vernède, en el sector oriental de la cuenca, se nutre de una segunda fuente de agua en períodos de aguas altas, que anteriormente se consideraba desconenctada. Finalmente, se ha confirmado que los manantiales de Cent-Fonts captan las aguas del curso interrumpido del Buège.Los isótopos de plomo, tanto en fase disuelta como en suspensión de muestras de río, permiten discriminar entre orígenes naturales (rocas naturales) y antrópicos (minería y tráfico) de este elemento. Las investigaciones en aguas kársticas llevan a diferenciar entre manantiales vecinos que tienen relaciones de isótopos de estroncio idénticas, así como a proponer circulaciones distintas en el acuífero por drenaje o por mineralización no diseminada del plomo.
Résumé Cet article s'intéresse à la relation entre le karst et une rivière dans le bassin de l'Hérault (France), en fonction des conditions hydrologiques. La combinaison des éléments majeurs, des traces et des isotopes de Sr et Pb déterminés dans la charge dissoute de sources karstiques permet de construire un schéma dynamique de la région karstique.Dans la partie la plus haute de cette région, la source des Sourcettes est alimentée par un cours d'eau qui s'infiltre au contact de la série sédimentaire sur le socle. Des processus géochimiques sont également mis en évidence: (1) des interactions eau-roche au cours du trajet souterrain, (2) de l'eau provenant de différents niveaux de l'aquifère en fonction des conditions hydrologiques. Dans la partie orientale du bassin, la source Vernède reçoit une seconde alimentation lors des fortes crues, précédemment considérée comme n'étant pas connectée. Finalement, on confirme que la source des Cent-Fonts est alimentée par les pertes de la rivière de la Buèges.Les isotopes du Pb dans les charges dissoute et solide des échantillons de rivières ont conduit à faire la distinction entre les sources naturelle (roches locales) et anthropique (mines et trafic routier). Les études sur les isotopes du Pb dans les eaux karstiques permettent de différencier les sources voisines présentant des rapports d'éléments et de signatures isotopiques du Sr identiques, et à distinguer différentes circulations souterraines drainant ou non des minéralisations disséminées de Pb.
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Uplift deformation of Jiangya Dam in Loushui River, Hunan Province, P.R. China reached 28.4–32.6 mm in 2 years and 5 months (December 1998–April 2001), which is unusual for dams worldwide. A perfectly confined aquifer, Yuntaiguan hot water aquifer, in the Jiangya syncline is recharged at a remote wing and outflows in front of the dam in the reservoir which is 875 m lower than the recharge point. The rise of the reservoir water level increases the head in the aquifer. The uplift deformation of the dam foundation corresponds spatially with the outcrop of the top interface of the aquifer and shows a direct time response to the fluctuation of the reservoir water level, indicating that the fluctuation of the reservoir water level is the dominant influence on the deformation. Numerical simulation shows spatial and dynamic similarities to the monitoring data. Numerical simulation of the cyclic reservoir water level confirms that the uplift is due to elastic deformation.
Resumen En la presa de Jiangya en el rio Loushui, Provincia de Hunan, R. P. De China, la deformación por levantamiento alcanzó 28.4–32.6 mm en dos años y cinco meses (Diciembre 1998–Abril 2001), lo cual no es común para las presas alrededor del mundo. El acuífero de Yuntaiguan, con agua caliente, es perfectamente confinado, y es recargado en un flanco lejano del sinclinal de Jiangya, descargando su flujo enfrente de la presa, dentro del embalse, sitio que está 875 m más bajo que el punto de recarga. El aumento en el nivel del embalse, incrementa la cabeza en el acuífero. La deformación por levantamiento en la cimentación de la presa tiene una correspondencia espacial con el afloramiento de la interfase superior del acuífero y muestra una respuesta directa en el tiempo con la fluctuación del nivel del agua en el embalse, indicando que la fluctuación del nivel del agua en el embalse es la influencia dominante sobre la deformación. La simulación numérica muestra similitudes espaciales y dinámicas con los datos de monitoreo. La simulación numérica del nivel de agua cíclico del embalse, confirma que el levantamiento se debe a deformación elástica.
Résumé Pendant deux ans et cinq mois ( Décembre 1998–Avril 2001) les déplacements verticaux du barrage Jangya, situé sur la rivière Loushui, dans la province Hunan de la R.P. de Chine ont atteint des valeurs peu communes, de 28.4–32.6 mm. Laquifère thermal captive de Yuntaiguan est rechargé sur le flanc lointain du synclinal de Jiangya, où il est cantonné et se décharge dans le réservoir du barrage dont le niveau et avec 875 m au dessous du point de recharge. Le niveau piézometrique de laquifère est augmenté par la housse de niveau dans le réservoir. Les déplacements verticaux correspondent au laffleurement du toit de laquifère et présentent une réponse temporelle directe aux fluctuations de niveaux du réservoir, en indiquant que celles-ci ont une influence dominante sur les déplacements. Les simulations numériques montrent des similarités spatiales et dynamiques avec les données du système de surveillance. Les simulations numériques de variations cycliques des niveaux du réservoir ont confirmé que les déplacements verticaux sont engendrées par des déformations élastiques.
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This paper reports on the origin of high fluoride in a regional alluvial aquifer system under water stress in the North Gujarat-Cambay (NGC) region in western India. This region is severely affected by endemic fluorosis due to ingestion of groundwater containing excessive fluoride. With an objective to understand factors controlling high fluoride concentration in groundwater of this region, 225 groundwater samples have been analysed for various chemical parameters. Samples were collected from different depth zones tapping shallow dug wells, geothermal springs, hand-pumps and tubewells, including free flowing artesian wells up to 450 m depth from the aquifers in the Quaternary alluvial formation covering most of the study area. No relation was found between fluoride concentration and depth of sampled groundwater. However, certain sub-aquifer zones have been identified within the Cambay Basin where groundwater contains relatively high fluoride concentration. In general, areas of high fluoride overlap areas with high electrical conductivity (EC). On the west flank of the Cambay Basin in the low lying belt linking Little Rann of Kachchh-Nalsarovar-Gulf of Khambhat (LRK-NS-GK), high fluoride and EC in shallow aquifers originate from evaporative enrichment. On the east flank of Cambay Basin, some high fluoride pockets are observed which are probably due to preferential dissolution of high fluoride bearing minerals. On this flank high fluoride is also associated with thermal springs. Within the Cambay Basin, alternating belts of low and high fluoride concentrations are ascribed to groundwater recharge during the past wet and arid climatic phases, respectively. This is based on groundwater radiocarbon age contours of ~20 ka overlapping the high fluoride belt.
Resumen Este artículo reporta sobre el origen de altas concentraciones de flúor en un sistema regional de acuíferos bajo presión hídrica en la región del norte de Gujarat-Cambay (NGC) del occidente de India. Esta región está afectada severamente por fluorosis endémica debido a la ingestión de agua subterránea que contiene exceso de flúor. Se tomaron 225 muestras de agua subterránea las cuales fueron analizadas por varios parámetros químicos con el objetivo de entender los factores que controlan las elevadas concentraciones de flúor en esta región. Las muestras se colectaron a diferentes profundidades en pozos someros, manantiales geotermales, pozos con bombas de mano, y pozos entubados incluyendo pozos artesianos de flujo libre de hasta 450 m de profundidad emplazados en los acuíferos de la formación aluvial Cuaternaria que cubre la mayor parte del área de estudio. No se encontró ninguna relación entre la concentración de flúor y la profundidad de las muestras de agua subterránea. Sin embargo, se identificaron dentro de la cuenca Cambay algunas zonas sub-acuíferas donde el agua subterránea contiene concentraciones relativamente altas de flúor. En general, las áreas con elevada concentración de flúor están sobrepuestas a áreas de alta conductividad eléctrica (CE). Sobre el flanco occidental de la cuenca Cambay, en la faja baja que une Little Rann con Kachchh-Nalsarovar-Golfo de Khamhat (LRK-NS-GK), las altas concentraciones de flúor y altas CE en acuíferos someros se derivan de enriquecimiento por evaporitas. Sobre el flanco oriental de la cuenca Cambay se observaron algunos cuerpos con alta concentración de flúor los cuales se deben probablemente a la disolución preferencial de minerales con alto contenido de flúor. En este flanco el alto contenido de flúor también se asocia con manantiales termales. Dentro de la cuenca Cambay existen fajas alternantes, con concentraciones altas y bajas de flúor, las cuales se atribuyen a recarga de agua subterránea durante las fases climáticas pasadas, húmedas y áridas, respectivamente. Este planteamiento se basa en contornos de edades de ~20 ka de radiocarbono que están sobrepuestos a la faja alta en flúor.
Résumé Cet article étudie lorigine des teneurs élevées en Fluorure dans un système aquifère alluvial régional, soumis à un stress hydrique dans le Nord Gujarat–région Cambay (NGC) à lOuest de lInde. Cette région est sévèrement affectée par une fluorose endémique, due à lingestion deau souterraine très riche en fluor. Avec pour objectif de comprendre les paramètres contrôlant les fortes teneurs en fluor, 225 échantillons deau souterraine ont été analysés sur différents paramètres. Les échantillons ont été pris à différentes profondeurs : puits de surface, sources géothermiques, pompes à main, forages artésiens jaillissant dont la profondeur avoisine les 450 m dans les formations alluviales quaternaire recouvrant la plus grande partie de la région étudiée. Il ny a pas de relation entre la profondeur et les teneurs en fluorure. Néanmoins, certaines zones sub-aquifères ont été identifiées dans le Basin de Cambay où leau souterraine présentait des concentrations relativement élevées en fluorure. En général les zones de hautes concentrations en fluorure recouvrent les zones à fortes conductivité électrique (abréviation en anglais: EC). Sur le flanc Ouest du bassin de Cambay dans le mince lit reliant Little Ran de Kachchh-Nalsarovar au golfe de Khambhat (LRK-NS-GK), les fortes teneurs en fluorure et les EC dans la nappe phréatique proviennent de lenrichissement par les évaporites. Sur le flanc Est du bassin, des poches de teneurs élevées en fluorures ont été observées, probablement dues à des dissolutions préférentielles de minéraux fluorés. Sur ce flanc des teneurs sont également associées à la présence de sources géothermales. Dans le bassin de Cambay, les alternances de couches lits à fortes teneurs et de lits à faibles teneurs sont expliquées par la recharge durant les périodes climatiques humides et les périodes climatiques plus sèches. Ceci est corroboré par les datations au radiocarbone (environ 20.000 an) au dessus du lit riche en fluorure.
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A simple method for calibrating the dual-porosity MACRO model via in situ TDR measurements during a brief infiltration run (2.8 h) is proposed with the aim of estimating local groundwater recharge (GR). The recharge was modeled firstly by considering the entire 3 m of unsaturated soil, and secondly by considering only the topsoil to the zero-flux plane (0–0.70 m). The modeled recharge was compared against the GR obtained from field measurements. Measured GR was 313 mm during a 1-year period (15 October 1990–15 October 1991). The best simulation results were obtained when considering the entire unsaturated soil under equilibrium conditions excluding the macropore flow effect (330 mm), whereas under non-equilibrium conditions GR was overestimated (378 mm).Sensitivity analyses showed that the investigation of the topsoil is sufficient in estimating local GR in this case, since the water stored below this depth appears to be below the typical rooting depth of the vegetation and is not available for evapotranspiration. The modeled recharge under equilibrium conditions for the 0.7-m-topsoil layer was found to be 364 mm, which is in acceptable agreement with measurements.
Resumen Se propone un método sencillo para calibrar el modelo de doble porosidad "MACRO" mediante medidas in-situ obtenidas por TDR durante un breve ensayo de infiltración (2,8 horas), con el objetivo de estimar la recarga local al acuífero. Ésta ha sido modelada de dos formas: considerando los 3 m de suelo no saturado y empleando sólo desde la capa superior hasta el plano de flujo nulo (de 0 a 0,70 m). Se compara la recarga modelada con la recarga local medida en campo, la cual fue de 313 mm durante un ciclo anual (del 15 de octubre de 1990 al 15 de octubre de 1991). Las mejores simulaciones corresponden a la hipótesis de columna entera no saturada en condiciones de equilibrio, excluyendo el efecto de macroporos (valor de 330 mm), mientras que el resultado obtenido para condiciones de no equilibrio en la recarga local está sobreestimado (378 mm).Los análisis de sensibilidad muestran que la investigación del horizonte superior del suelo es suficiente para estimar la recarga local en este caso, ya que el agua almacenada por debajo de esta profundidad parece estar fuera del alcance típico de las raíces de la vegetación y no puede ser evapotranspirada. La recarga modelada en condiciones de equilibrio para la capa superior de 0,70 m de espesor es de 364 mm, valor aceptable respecto a las medidas.
Résumé Une méthode simple pour la calibration du modèle à double porosité MACRO par des mesures TDR in situ durant un bref essai d'infiltration (2.8 h) a été proposée pour l'estimation locale de la recharge de la nappe (RN). La RN a été d'abord simulée en tenant compte de toute la zone non saturée (3 m) et ensuite, en considérant uniquement la couverture du sol entre zéro et le plan du flux nul (0.70 m). La RN simulée a été comparée à la RN observée. La RN mesurée durant une année (15 octobre 1990–15 octobre 1991) était de 313 mm. Les meilleures simulations ont été obtenues en tenant compte de toute la zone non saturée sous les conditions d'équilibre excluant le flux préférentiel (330 mm). Sous les conditions de non équilibre, la RN a été surestimée (378 mm).Les analyses de sensitivité ont montré que l'investigation de la couverture du sol est suffisante pour l'estimation locale de la RN du fait que l'eau traversant le plan du flux nul se trouverait sous la zone des racines et échapperait à l'évapotranspiration. La RN simulée sur les 0.70 m du sol sous les conditions d'équilibre était de 364 mm, ce qui est comparable aux mesures.
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Major ion geochemistry is used to qualitatively interpret groundwater residence times within an aquifer, and the extent of mixing between aquifers with distinctive mineralogy. In conjunction with hydraulic heads and stable isotope geochemistry, flow paths and inter-aquifer exchange are defined in a fractured-rock aquifer system in the Dandenong Ranges, southeast Australia. Stable isotopes indicate modern seasonal recharge throughout the system. At high elevations in the sub-catchment, which includes both marine Silurian-Devonian sedimentary and Tertiary basalt aquifers, Cl is derived primarily from cyclic salts, and differences in mineralogy result in groundwater from the basalt aquifer having higher TDS contents (123–262 mg/L) and (Ca+Mg)/Na ratios (0.9–1.3) than groundwater from the sedimentary aquifer (TDS: 55–79 mg/L; (Ca+Mg)/Na: 0.1–0.2). At low elevations, in areas of local groundwater discharge, the more regional flow system in the Silurian-Devonian sediments contains additional Cl from water–rock interaction and has distinctly higher TDS contents (517–537 mg/L). Differences in groundwater chemistry between the aquifers and between shallower and deeper flow systems highlights areas of inter-aquifer mixing. This is particularly important for aquifer vulnerability where groundwater quality in the deeper aquifer may be impacted by surface activities.
Resumen Se ha utilizado geoquímica de iones mayores para interpretar cualitativamente los tiempos de residencia del agua subterránea dentro de un acuífero, y el grado de mezcla entre acuíferos con mineralogía característica. De manera conjunta con presiones hidráulicas y geoquímica de isótopos estables, se han definido trayectorias de flujo e intercambio entre acuíferos en un sistema de acuífero de roca fracturada en las Sierras Dandenong, sureste de Australia. Los isótopos estables indican recarga estacional moderada a través del sistema. A elevaciones altas en la sub-cuenca que incluye acuíferos sedimentarios Silúrico-Devónicos y acuíferos basálticos Terciarios, Cl se deriva principalmente de sales cíclicas. Las diferencias en mineralogía resultan en agua subterránea del acuífero basáltico que tiene mayores contenidos TDS (123–262 mg/L) y mayor relación (Ca+Mg)/Na (0.9–1.3) que el agua subterránea de los acuíferos sedimentarios (TDS:55–79 mg/L; (Ca+Mg)/Na: 0.1–0.2). A elevaciones bajas, en áreas de recarga local de agua subterránea, el sistema de flujo más regional en los sedimentos Silúrico-Devónicos contiene Cl adicional que se deriva de la interacción roca-agua y típico contenido TDS más alto (517–537 mg L). Las diferencias en la química del agua subterránea entre los acuíferos y entre los sistemas de flujo más profundo y más somero resalta áreas de mezcla entre acuíferos. Esto es particularmente importante para la vulnerabilidad del acuífero donde la calidad del agua subterránea en el acuífero más profundo puede ser impactada por las actividades superficiales.
Résumé Les ions majeurs sont utilisés pour interpréter quantitativement les temps de résidence des eaux souterraines dans les aquifères, et létendue des zones de mélange entre les aquifères de différentes minéralogies. En regard de la répartition des charges hydrauliques et des informations données par les isotopes stables, les écoulements et les échanges inter-aquifères sont définis dans un aquifère fracturé dans le Dandenong Ranges, SE de lAustralie. Les isotopes stables indiquent des recharges modernes et saisonnières à travers le système aquifère. A haute altitude dans le sous-bassin versant, qui inclut des sédiments du Siluro-Dévonien et des basaltes du Tertiaire, le chlore est dabord dérivé des sels cycliques, et des différences minéralogiques dans les eaux souterraines sont observées selon laquifère : basalte tertiaire (TDS: 123–262 mg/L; Ca+Mg/Ca: 0.9 à 1.3) et sédiments primaires (TDS: 55–79 mg/L; Ca+Mg/Ca: 0.1–0.2). Aux basses altitudes, dans les zones locales de décharge des eaux souterraines, les écoulements les plus régionaux possèdent des teneurs plus élevées en Chlore en provenance des interactions eau—roche, et des TDS plus élevées (515–537 mg/L). Des différences dans la chimie des eaux souterraines entre les aquifères et entre les systèmes découlement de surface et les écoulements profonds mettent en lumière les zones de mélange inter-aquifère. Ceci est particulièrement important pour la définition de la vulnérabilité où la qualité des eaux souterraines en profondeur peuvent subir les impacts des activités de surface.
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The Alvand River basin, situated in the northwest of the Zagros mountain range, Iran, drains carbonate aquifers through some important karst springs. The physical, chemical and isotopic characteristics of spring water were studied for two years in order to assess the origin of groundwater and determine the factors driving the geochemical composition. Principal components analysis was used to identify the main factors controlling the water chemistry. Two groups of springs were identified: (1) low mineralisation, ion concentration, especially sulphate, low temperature, light isotope composition and high elevation of the recharge area, and (2) moderate to high mineralisation, especially sulphate, higher temperature, heavy isotope composition and low altitude of the recharge area. The main factors controlling the groundwater composition and its seasonal variations are the geology, because of the presence of evaporite formations, the elevation and the rate of karst development. In both groups, the carbonate chemistry is diagnostic of the effect of karst development. The supersaturation with respect to calcite indicates CO2 degassing, occurring either inside the aquifer in open conduits, or at the outlet in reservoirs. The undersaturation with respect to calcite shows the existence of fast flow and short residence-time conditions inside the aquifer. A PCA analysis showed that, contrary to most developed karst systems, where dilution occurs during the wet season, leaching of the gypsum-bearing Gachsaran Formation by rainwater produced higher mineralisation.
Resumen La cuenca del río Alvand, situada en el noreste de la cadena montañosa Zagros drena acuíferos compuestos por carbonatos a través de manantiales kársticos. Durante dos años se estudiaron las características físicas, químicas e isotópicas del agua de manantial con el objetivo de determinar el origen del agua subterránea y de los factores que controlan su composición geoquímica. Se utililizó el análisis de componentes principales para identificar los factores principales que controlan la química del agua. Se identificaron dos grupos de mantaniales: (1) de baja mineralización, concentración de iones especialmente sulfatos, y baja temperatura, composición de isotopos livianos y elevación alta del área de recarga, y (2) mineralización moderada y alta, especialmente, sulfatos, y temperatura más alta, composición de isotopos pesados y altitud más baja del agua de recarga. Los factores principales que controlan la composición del agua subterránea y sus variaciones estacionales son la geología debido a la presencia de formaciones evaporitas, la elevación y la tasa a la que se desarrolla el karst. En ambos grupos la química de los carbonatos es un diagnóstico del efecto del desarollo de la estructura kárstica. La supersaturación con respecto a la calcita indica presencia de CO2 que está en proceso de degasificación que ocurre dentro de acuífero en conductos abiertos o a la salida en reservorios. La subsaturación en lo referente a la calcita muestra la existencia de flujo rápido y de tiempos cortos de residencia al interior del acuífero. El análisis de componentes principales muestra que a diferencia de la mayor parte de sistemas kársticos en donde la dilución ocurre durante la temporada de lluvias, la lixiviación de la formación Gachsaran que contiene yeso a causa de lluvia produce mineralizaciones más altas.
Résumé Le bassin de la rivière Alvand, situé dans le nord-ouest de la chaîne de montagne Zagros, draine des aquifères carbonatés par le biais dun important réseau de sources karstiques. Les caractéristiques physiques, chimiques et isotopiques de leau provenant des sources ont été étudiées pendant deux ans afin de déterminer lorigine de leau souterraine et les facteurs responsables de sa composition chimique actuelle. Lanalyse des éléments chimiques majeurs a été utilisée pour identifier les processus qui contrôlent la composition chimique de leau. Deux groupes différents de sources ont été identifiés: (1) faible minéralisation et concentration en ions, spécialement en sulfates, faible température, composition isotopique légère et haute élévation de la zone de recharge, et (2) minéralisation moyenne à élevée, particulièrement en sulfates, température élevée, composition isotopique lourde et plus basse altitude de la zone de recharge. Les facteurs principaux qui contrôlent la composition et la variation saisonnière de leau souterraine sont la géologie, en raison de la présence dévaporites, lélévation et le taux de développement des karsts. Dans les deux groupes, la teneur en carbonates est un diagnostic de leffet du développement de la structure des karsts. La sursaturation par rapport à la calcite indique un dégazage en CO2 qui a lieu soit à lintérieur de laquifère, dans les conduits ouverts, ou à sa sortie, dans les réservoirs. La sous-saturation par rapport à la calcite indique lexistence dun écoulement rapide et un faible temps de résidence dans laquifère. Une analyse des éléments chimiques majeurs a démontré que contrairement aux systèmes de karst les mieux développés où la dilution a lieu lors de la saison humide, le lessivage du gypse de la formation de Gachsaran par leau de pluie produit une minéralisation plus élevée.
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The Doñana region, in southwestern Spain, comprises a large and important nature reserve, the wetlands of which are affected by human activity. Planting of an extensive eucalyptus forest in the 1950s and, more recently, the use of aquifers for irrigation and water supply for some coastal tourist resorts, have altered the natural groundwater-flow system. The area of the study is the western sector of the region, called El Abalario, which is a gentle topographic elevation between the Atlantic coast and La Rocina Creek (Arroyo de la Rocina). Underneath a variable layer of eolian sands with high dunes near the coast, thick Plio-Quaternary detritic strata, mostly fine silica sands, overlie marls. Near the base there is a variable, deltaic-origin layer of coarse sands and gravels. The dome-shaped water table, inside the sands, is close to the surface everywhere except beneath the dune belt, and small, temporary, shallow lagoons are numerous. The coarse sand and gravel layer conditions groundwater flow and behaves as a semiconfined layer between sands. A cross section through the area was simulated with a model to check the validity of the conceptual groundwater-flow pattern and its sensitivity to the hydraulic parameters. The model was calibrated using parameter values obtained by pumping tests and multilevel piezometric data, and checked against the estimated groundwater discharge into La Rocina Creek. Groundwater flows peripherally to the sea coast, to La Rocina Creek, or directly east and southeastward into the Doñana marshlands, in the Guadalquivir River delta. The average net aquifer recharge rate was calculated to be between 100 and 200 mm year–1 for the area covered by brush, but is remarkably lower in the areas of eucalyptus trees. The transient-state model shows that recharge varies spatially and is not clearly proportional to annual precipitation. Phreatic evapotranspiration plays an important role in decreasing the net value of aquifer recharge to approximately 0.4–0.6 of that calculated with a soil-balance model. The cross section model was used to study the effect of groundwater abstraction on water-table depth by subtracting the contribution of vertical flow, calculated by a well-hydraulics formula, to the semiconfined deep aquifer. The result was a decrease in phreatic evapotranspiration, flow into La Rocina Creek, and lagoon-inundation frequency. Replacement of the eucalyptus forest with native vegetation may raise water-table levels and even reactivate old tributaries to La Rocina Creek.
Resumen La región de Doñana, situada en el sudoeste de España, incluye una gran e importante reserva natural, cuyos humedales están siendo afectados por la actividad humana. La extensa plantación de eucaliptus en la década de 1950 y el uso más reciente de los acuíferos para riego y para abastecimiento de centros turísticos costeros han modificado el sistema de flujo del agua subterránea en esta zona. Este estudio se ha realizado en el sector occidental, llamado El Abalario. Se trata de una elevación suave situada entre el océano Atlántico y el arroyo de La Rocina. Debajo de un manto variable de arenas eólicas, que forma un alto cordón dunar costero, se encuentran sedimentos detríticos plio-cuaternarios formados por arenas silíceas finas, que hacia la base incluyen una capa de arenas gruesas y gravas de origen deltrico, los que a su vez yacen sobre margas. El flujo de agua subterránea está relacionado con niveles de gravas y gravillas semiconfinadas por las arenas fluvio-marinas que contienen el nivel freático. El nivel freático es somero excepto debajo del cordón dunar. Son frecuentes pequeñas lagunas temporales. Se ha simulado el flujo de agua subterránea en una sección para comprobar el modelo de flujo conceptual y la sensibilidad a variaciones de los parámetros. El modelo fue calibrado usando los valores de los parámetros hidráulicos obtenidos en ensayos de bombeo y datos piezométricos medidos a diferentes profundidades, y la descarga estimada al arroyo de La Rocina. La recarga de agua subterránea drena lateralmente, por un lado hacia la costa y por otro lado a través del arroyo de La Rocina, o directamente hacia las Marismas de Doñana situadas en el delta del río Guadalquivir. Con una lluvia media anual entre 550 y 600 mm, la recarga neta media estacionaria anual del acuífero, considerando periodos de tiempo largos, se estima entre 100 y 200 mm en las zonas de vegetación autóctona, y es notablemente menor en las zonas de plantación de eucaliptos. El modelo transitorio indica que la recarga varia espacialmente y no es claramente proporcional a la precipitación para periodos de un año. La evapotranspiración freática varia espacialmente y juega un papel importante; disminuye el valor neto de la recarga al acuífero para dejarlo en 0,4 a 0,6 de lo que se calcula mediante un balance de agua en el suelo. La sección modelada sirve para estudiar el efecto de la extracción de agua subterránea sobre la profundidad del nivel freático mediante la substracción del flujo vertical, que se calcula mediante una fórmula de hidráulica de pozos para el acuífero semiconfinado profundo. El resultado es una disminución de la evapotranspiración freática, del flujo al arroyo de la Rocina y de la frecuencia de inundación de las lagunas. La substitución del bosque de eucaliptus por vegetación nativa puede elevar los niveles freáticos e incluso reactivar antiguos "caños" tributarios al arroyo de La Rocina.
Résumé La région de Doñana, située dans le sud ouest de l'Espagne, comprend une importante réserve naturelle avec des zones humides, affectée par l'activité humaine. L'exploitation de vastes plantations d'eucalyptus pendant les années 50 et l'usage plus récent des nappes souterraines pour l'irrigation et l'alimentation en eau des centres touristiques côtiers ont modifié le système de flux d'eau souterraine dans cette zone. La présente étude a été réalisée dans le secteur occidental, appelé El Abalario. Ce secteur consiste en une légère élévation située entre l'Océan Atlantique et la ravine de La Rocina. Une couverture variable de sables éoliens, formant une haute crête dunaire côtière, recouvre des sédiments detritiques plio-quaternaires, déposés eux même sur des sables siliceux lesquels reposent à leur tour sur des marnes. Près de la base se trouvent des sables grossiers et des graviers d'origine deltaïque, dont l'épaisseur varie spatialement. Le flux d'eau souterraine est conditionné par l'aquifère semi confinés des graviers et des sables grossiers. Le niveau phréatique de l'aquifère libre des sables fluvio-marins est peu profond, excepté sous les dunes. On y trouve souvent des petites lagunes temporaires peu profondes. Le flux de l'eau souterraine a été simulé dans une section verticale pour vérifier le modèle hydrogéologique conceptuel et la sensibilité aux variations des paramètres. Le modèle a été calé en utilisant d'une part les valeurs des paramètres hydrauliques obtenus par des essais de pompage et d'après les données piezométriques mesurées à différentes profondeurs, et d'autre part l'apport estimé de la ravine de La Rocina. L'écoulement d'eau souterraine s'effectue par drainage latérale dans trois directions, d'une part vers la côte, d'autre part à travers la ravine de La Rocina et finalement directement vers les Marais de Doñana situés à l'est et sud-est dans le delta du fleuve Guadalquivir. Avec une pluviométrie moyenne comprise entre 550 et 600 mm, la recharge nette moyenne annuelle des nappes, pour des périodes de temps assez longues, est estimée entre 100 et 200 mm dans les aires de végétation autochtone, et elle est nettement inférieure dans les aires plantées d´eucalyptus. Le modèle transitoire montre que la recharge varie dans l'espace et qu'elle n'est pas clairement proportionnelle aux précipitations annuelles. L'évapotranspiration phréatique joue un rôle important et diminue la valeur nette de la recharge des nappes de 0,4 à 0,6 de la valeur calculée avec un modèle de bilan d'eau dans le sol. La section modélisée est utilisée pour étudier l'effet de l'extraction d'eau souterraine sur la profondeur du niveau phréatique en soustrayant le flux vertical, calculé grâce à une formule d'hydraulique des puits, de la nappe profonde semi-confinée. Le résultat de cette extraction est une diminution de l'évapotranspiration phréatique, du flux au niveau de la ravine de La Rocina et de la fréquence d'inondation des lagunes. La substitution de forêts d'eucalyptus par de la végétation autochtone peut permettre la remonté des niveaux phréatiques et même réactiver d'anciens ravins affluents à La Rocina.
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20.
Groundwater from karst aquifers is an important drinking water resource, which is, however, particularly vulnerable to contamination. Karst aquifers consequently need special protection. This paper discusses the concept of groundwater vulnerability mapping and the special characteristics of karst aquifers that are relevant in this context. On this basis, a new method of groundwater vulnerability mapping is proposed—the PI method. It can be applied for all types of aquifers, but provides special tools for karst. Vulnerability is assessed as the product of two factors: protective cover (P) and infiltration conditions (I). The method was first applied and compared with two other methods (EPIK and the German method) in a test site in the Swabian Alb, Germany. The results obtained with the different methods are discussed and an outlook on the role of vulnerability maps within an overall groundwater protections scheme is given.
Resumen Las aguas subterráneas en medios kársticos suponen un recurso importante para uso de boca, pero es particularmente vulnerable a la contaminación, por lo que los acuíferos kársticos requieren una protección especial. Este artículo discute el concepto de cartografía de vulnerabilidad de las aguas subterráneas y las características propias de los acuíferos kársticos que son relevantes en este contexto. Con esta base, se propone un nuevo método para cartografiar la vulnerabilidad de las aguas subterráneas, denominado "PI". Puede ser aplicado a todo tipo de acuíferos, pero proporciona herramientas especiales en medios kársticos. Se establece la vulnerabilidad como resultado de dos factores: la cubierta protectora y las condiciones de infiltración. El método ha sido aplicado por vez primera y comparado con otros dos enfoques (EPIK y el método alemán) en un emplazamiento ubicado en Swabian Alb (Alemania). Se discute los resultados obtenidos con estos métodos y se incide en cuál es el papel que desempeñan los mapas de vulnerabilidad en el contexto de los esquemas generales de protección de las aguas subterráneas.
Résumé L'eau souterraine des karsts est une importante ressource d'eau potable, cependant particulièrement vulnérable à la pollution. C'est pourquoi les aquifères karstiques nécessitent une protection particulière. Ce papier discute le concept de cartographie de la vulnérabilité de l'eau souterraine et les caractéristiques particulières des aquifères karstiques qui sont concernés dans ce contexte. Sur cette base, une nouvelle méthode de cartographie de la vulnérabilité de l'eau souterraine est proposée: la méthode PI. Elle peut être appliquée à tous les types d'aquifères, mais fournit des outils spécifiques au karst. La vulnérabilité est évaluée comme étant le produit de deux facteurs: les conditions de couverture protectrice (P) et d'infiltration (I). La méthode a été mise en oeuvre pour la première fois et comparée à deux autres méthodes (EPIK et la méthode allemande) sur un site test du Jura souabe (Allemagne). Les résultats obtenus avec les différentes méthodes sont discutés et le rôle des cartes de vulnérabilité dans un schéma général de protection des eaux souterraines est passé en revue.
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