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1.
A three-dimensional GIS-based groundwater flow model for the Nubian Sandstone Aquifer in the eastern Sahara was developed and calibrated under steady-state and transient conditions. The model was used to simulate the response of the aquifer to climatic changes that occurred during the last 25,000 years. The simulation results indicated that the groundwater in this aquifer was formed by infiltration during the wet periods 20,000 and 5,000 years b.p. The recharge of groundwater due to regional groundwater flow from more humid areas in the south was excluded. It also indicates that the Nubian Aquifer System is a fossil aquifer, which had been in an unsteady state condition for the last 3,000 years.
Resumen Fue desarrollado un modelo de flujo de agua subterránea en tres dimensiones, basado en un SIG, para el Acuífero Arenisca Nubian en el Sahara Oriental, el cual fue calibrado para condiciones de estado estacionario y transitorio. El modelo se usó para simular la respuesta del acuífero a los cambios climáticos que ocurrieron durante los últimos 25000 años. Los resultados de esta simulación indicaron que el agua subterránea en este acuífero, se formó por infiltración, durante los períodos húmedos que hubo hace 20000 y 5000 años, antes del presente. Fue excluida la recarga del acuífero debida a un flujo regional de agua subterránea proveniente de áreas con un clima más húmedo en el sur. El modelo también muestra, que el Sistema Acuífero Nubian es un acuífero fósil, el cual ha permanecido en una condición de estado no estacionario, durante los últimos tres mil años.
Résumé Pour laquifère gréseux Nubien de Sahara -Est on a mis au points un modèle tridimensionnel, basé sur GIS. Le modèle a été calibré tant pour lécoulement stationnaire que pour lécoulement transitoire. On a simulé après la réponse de laquifère aux changements climatiques des derniers 25000 ans. Les résultats des simulations indiquent que la nappe a été rechargée par des infiltrations pendant une période humide qui sétend 5000 et 20000 ans, dès temps actuel. On na pas pris en compte la recharge de laquifère par la zone plus humide située dans sa partie sud. Le modèle indique aussi que leau de laquifère Nubien est une eau fossile qui a eu un écoulement transitoire pendant les derniers 3000 ans.
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2.
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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3.
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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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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6.
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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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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8.
The main task of studies on salt-water intrusion into coastal confined aquifers is to predict the position of the fresh- salt-water interface, which can be determined from the length of the aquifer roof extending under the sea. Records of groundwater level affected by tides can be used to infer hydrological conditions and determine hydraulic parameters of an aquifer extending under the sea. In this paper, a three-dimensional, variable-density groundwater flow model has been developed to determine the equivalent roof length of an aquifer extending under the sea from the tidal-effected data of groundwater level in the Jahe River Basin, Shandong Province, China. The seaward boundary is obtained by converging hydraulic head fluctuations observed in drill holes with calculated values, and the aquifer parameters in the extending zone are estimated. The impacts of aquifer roof length and aquifer parameters on the fluctuation of tidal groundwater are studied. It is concluded that the length of the aquifer roof extending under the sea should correspond with certain aquifer parameters in the extrapolation zone. Therefore, the seaward boundary determined from tidal-effect information is the equivalent boundary in hydrodynamic characteristics rather than the true boundary of the confined aquifer
Resumen El principal objetivo de los estudios sobre intrusiones de agua salada en acuíferos costeros confinados es predecir la posición de la interfase agua dulce-agua salada, la cual puede determinarse a partir de la longitud del techo del acuífero que se extiende por debajo del mar. Los registros de niveles de agua subterránea afectados por las mareas puede utilizarse para inferir las condiciones hidrológicas y determinar los parámetros hidráulicos de un acuífero que se extiende por debajo del mar. En este artículo se ha desarrollado un modelo de flujo tri-dimensional de agua subterránea de densidad variable para determinar la longitud del techo equivalente de un acuífero que se extiende por debajo del mar a partir de datos, afectados por la marea, de niveles de agua subterránea en la Cuenca del Río Jahe, Provincia Shandong, China. El límite hacia el océano se obtiene por convergencia de fluctuaciones de presiones hidráulicas observadas en pozos con valores calculados, y se estiman los parámetros del acuífero en la zona extendida. Se estudian los impactos de la longitud del techo del acuífero y los parámetros del acuífero en la fluctuación del agua subterránea afectada por las mareas. Se concluye que la longitud del techo del acuífero que se extiende por debajo del mar debería corresponder con ciertos parámetros del acuífero en la zona de extrapolación. Por lo tanto, el límite hacia el océano determinado a partir de información de efectos de marea es el límite equivalente en características hidrodinámicas más que el límite real del acuífero confinado.
Résumé Les sujets principaux des études dinstrusion saline dans les aquifères confinés en zone côtière sont la prédiction de la position de linterface entre leau salée et leau fraîche, qui peut être déterminée à partir de lextention du toit de laquifère sous la mer. Les enregistrements des niveaux des eaux souterraines influencés par les marées peuvent être utilisés pour préciser les conditions hydrologiques et déterminer les paramètres hydrauliques dun aquifère possédant une extension sous la mer. Dans cet article, un modèle tridimensionnel comprenant des eaux souterraines de densité variable a été développé pour déterminer la longueur équivalente du toit dun aquifère qui sétend sous la mer à partir des données concernant les effets de marée sur les eaux souterraines dans le bassin de la rivière Jahe, dans la province de Shandong, Chine. La limite de salinité est déterminée en faisant converger les fluctuations des hauteurs piézométriques avec les valeurs calculées, et les paramètres de laquifère sont estimés dans la zone sétendant sous la mer. Lincidence de la longueur de laquifère sous la mer sur les fluctuations des niveaux est étudiée. On en conclut que la longueur du toit de laquifère sous la mer peut correspondre à certains aquifères paramètres dans la zone dextrapolation. Par conséquent, la limite de salinité déterminée à partir des effets de marée est léquivalent dune limite hydrodynamique plutôt que la véritable limite de laquifère.
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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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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.
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Groundwater constitutes a vital component of the water-resource system. Adequate knowledge of aquifer parameters is of utmost importance for proper groundwater management. In the present study, an attempt has been made to critically analyze the river–aquifer interaction and to explore the practicability and reliability of the floodwave-response technique in estimating the hydraulic parameters of the Konan aquifer, Japan. The analysis of the pertinent hydrologic and hydrogeologic data revealed a strong relationship between the Monobe River stage and the groundwater levels over a major portion of the Konan basin. Inverse modeling, using the floodwave-response model at four sites, yielded high values of hydraulic diffusivity that ranged from 16 to 194 m2/s. However, the overall average aquifer diffusivity was found to be reasonable (0.7–3.5 m2/s). All the selected flood events were not found suitable for determining reasonable values of hydraulic diffusivity at a given site. Using the optimal diffusivities at two sites and the aquifer transmissivity from the pumping tests at these sites, the storage coefficient values were estimated as those of truly confined aquifers. In contrast, reasonable values of storage coefficient were obtained based on the average aquifer diffusivity estimates. The sensitivity analysis of the floodwave-response model indicated that the optimal hydraulic diffusivity is very sensitive to the distance parameters of the model, which necessitate precise measurement of these parameters. It is concluded that a judicious application of the floodwave-response technique is essential, especially in the case of unconfined aquifers.
Resumen El agua subterránea constituye un componente vital de los sistemas de recursos hídricos. El conocimiento adecuado de los parámetros del acuífero es de suma importancia para el manejo apropiado del agua subterránea. En el presente estudio se ha realizado un intento para analizar críticamente la interacción río-acuífero y explorar la confiabilidad y utilidad de la técnica de respuesta de onda de crecida para estimar los parámetros hidráulicos del acuífero Konan, Japón. El análisis de datos hidrológicos e hidrogeológicos pertinentes muestra una relación fuerte entre el nivel del Río Monobe y los niveles de agua subterránea en gran parte de la cuenca Konan. El modelizado de inversión utilizando el modelo de respuesta de onda de crecida en cuatro sitios generó valores altos de difusividad hidráulica que varían de 16 a 194 m2/s. Sin embargo, se encontró que la difusividad promedio global del acuífero tenía valores razonables (0.7 a 3.5 m2/s). Todos los eventos de crecida seleccionados no fueron encontrados satisfactorios para determinar valores razonables de difusividad hidráulica en un sitio determinado. Utilizando las difusividades óptimas en dos sitios y la transmisividad del acuífero proveniente de pruebas de bombeo en esos sitios se estimaron valores del coeficiente de almacenamiento como los que se obtendrían para acuíferos completamente confinados. En contraste, se obtuvieron valores razonables del coeficiente de almacenamiento basados en los cálculos de difusividades promedio del acuífero. Los análisis de sensitividad del modelo de respuesta de onda de crecida indicaron que la difusividad óptima hidráulica es muy sensitiva a los parámetros de distancia del modelo por lo que se necesitan mediciones precisas de esos parámetros. Se concluye que es esencial una aplicación sensata de la técnica de respuesta de onda de crecida, especialmente en el caso de acuíferos no confinados.
Resumé Leau souterraine constitue une composante vitale des systèmes de ressource en eau. Une connaissance adéquate des paramètres des aquifères est importante pour une gestion correcte de ces systèmes. Dans cette étude, la démarche consiste à analyser linteraction rivière–aquifère de manière critique et dexplorer la technique permettant destimer les paramètres hydrauliques de laquifère Konan, Japon. Lanalyse pertinente des données hydrologiques et hydrogéologiques révèle une relation forte entre le niveau de la rivière Monobe et les niveaux piézométriques sur une grande partie du bassin de Konan. La modélisation inverse utilisant le modèle de réponse aux vagues de crue sur quatre sites fournit des valeurs de diffusivité comprises entre 16 et 194 m2/s. Néanmoins la valeur moyenne de diffusivité est apparue raisonnable (entre 0.7 et 3.5 m2/s). Tous les évènements de crue nont pas été retenus comme permettant de calculer avec une bonne fiabilité la diffusivité sur un site donné. En utilisant les données optimales de diffusivité provenant de deux sites, et la transmissivité fournie par les essais de pompage, le coefficient demmagasinement a été déterminé et correspond bien à un aquifère confiné. Par contraste, des valeurs raisonnables de coefficient demmagasinement ont été déterminées par estimation de la diffusivité moyenne de laquifère. Lanalyse de sensibilité du modèle de réponse aux vagues de crue indique que la diffusivité hydraulique optimale est très sensible à la distance utilisée dans le modèle, qui nécessite dés lors une mesure précise. En conclusion il est essentiel que ce type dapplication doit tre judicieusement mis en oeuvre, et spécialement dans le cadre daquifères captifs.
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This study presents the establishment of sustainable development and management policies for the Küçük Menderes River Basin aquifer system in western Turkey. Geological, hydrogeological, and geophysical data are used conjunctively to define various hydrogeological units and their geometry. Distributions of hydraulic-parameter values and recharge are estimated by geostatistical methods and hydrologic simulations, respectively. A finite-difference groundwater flow model is used to represent the unconfined flow in the aquifer system. The model has been calibrated under steady state and transient conditions. The resulting model was used to test seven management scenarios for a planning period of 21 years to determine the so-called safe yield and sustainable yield of the aquifer system and to investigate the potential impacts of four planned surface water reservoirs on groundwater resources in the basin. The results demonstrate that the continuation of the present pumping rates exceeds both the safe yield and the sustainable yield of the aquifer system. Consequently, the growing need for irrigation water should be met by the construction of the planned surface water reservoirs and the implementation of efficient water management policies and plans.
Resumen Este estudio presenta el establecimiento de políticas sustentables de desarrollo y gestión en el sistema acuífero de la cuenca del río Küçük Menderes, al Oeste de Turquía, para lo que se ha utilizado datos geológicos, hidrogeológicos y geofísicos de forma conjunta de cara a definir diversas unidades hidrogeológicas y su geometría. La distribución de los parámetros hidráulicos y de la recarga ha sido estimada mediante métodos geoestadísticos y simulaciones hidrológicas, respectivamente. Se ha empleado un modelo de las aguas subterráneas en diferencias finitas para representar el flujo no confinado en el sistema acuífero, el cual se ha calibrado bajo condiciones estacionarias y transitorias. El modelo resultante ha sido usado para contrastar siete escenarios de gestión durante un período de planificación de 21 años con el fin de determinar el punto de explotación segura y sustentable del sistema acuífero, así como para investigar los impactos potenciales sobre los recursos subterráneos de los cuatro embalses superficiales que se hallan en proyecto. Los resultados demuestran que el mantenimiento de las tasas actuales de extracción del acuífero supera tanto el régimen de bombeo seguro como el sustentable del sistema. Por consiguiente, se debería compensar la necesidad creciente de agua para riego con la construcción de los reservorios superficiales previstos y con la implementación de políticas y planes de gestión eficiente del agua.
Résumé Cette étude présente la proposition dune politique de développement et de gestion durables du système aquifère du bassin du Petit Mendérès dans louest de la Turquie. Des données géologiques, hydrogéologiques et géophysiques ont été utilisées conjointement pour définir les différentes unités hydrogéologiques et leur géométrie. Les distributions des paramètres hydrauliques et de la recharge ont été estimées respectivement par des méthodes géostatistiques et des simulations hydrologiques. Un modèle découlement souterrain aux éléments finis a été utilisé pour représenter lécoulement non captif dans le système aquifère. Le modèle a été calibré dans des conditions de régimes permanent et transitoire. Le modèle résultant a servi à tester sept scénarios de gestion pour une période de programmation de 21 ans, afin de déterminer les débits de prélèvement sûr et durable dans le système aquifère et détudier les impacts potentiels de quatre réservoirs deau de surface en projet sur les eaux souterraines du bassin. Les résultats montrent que la poursuite des prélèvements au débit actuel excède aussi bien le débit dexploitation de sécurité que celui durable pour le système aquifère. Par conséquent, les besoins croissants deau pour lirrigation doivent être satisfaits par la construction des réservoirs projetés et par la mise en place de politiques et de plans de gestion de leau efficace.
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Insufficient attention has been given to management issues of groundwater in desertic aquifers, especially pumping policies and the proper design of well fields, i.e., the spatial distribution among wells and among well fields. In Saudi Arabia, many wells have been drilled in small areas, and in some parts of the Kingdom, groundwater pumping has increased drastically during the last two decades. Heavy pumping from large numbers of clustered wells in closely spaced well fields has resulted in unacceptable impacts on water levels and water quality in these areas. Numerical techniques were used to assess the impacts of this practice in parts of the Eastern Province. If the existing water-management policies and trend of increased pumping continue, a considerable additional drawdown will occur. Therefore, proper groundwater-management and conservation schemes need to be adopted. The approaches include optimization of well-field designs and well operations, and the implementation of effective irrigation-scheduling techniques. The implementation of a comprehensive irrigation water-management system in a large irrigation project has resulted in significant recovery of groundwater in the project area in the Eastern Province. RÉSUMÉ: Trop peu d'attention a été accordée aux questions de gestion des eaux dans les aquifères désertiques, particulièrement en ce qui concerne la règlementation des pompages et le groupement judicieux des puits, i.e., la répartition en surface des puits et des champs de puits. En Arabie Saoudite, de nombreux puits ont été forés sur des surfaces réduites, et, dans certaines parties du Royaume, le pompage des eaux s'est accru de façon spectaculaire dans les deux dernières déciennes. Un pompage important à partir d'un grand nombre de puits concentrés dans des ensembles rapprochés les uns des autres a eu des effets inacceptables sur le niveau et la qualité des eaux. Des techniques d'analyse numériques ont été employées pour évaluer les conséquences de ces modes de gestion dans certaines parties de la Province de L'Est. Si l'actuelle gestion des eaux se poursuit et le pompage continue de croître, il en résultera un abaissement considérable du niveau d'eau. Il est donc nécessaire d'adopter dans ces régions des méthodes de gestion et de conservation appropriées. Ces méthodes consistent, entre autres, à optimiser l'agencement des groupements de puits et de l'opération des puits, ainsi qu'à adopter des techniques efficaces pour programmer les horaires d'irrigation. L'adoption d'un sytème intégré de gestion des eaux dans un grand programme d'irrigation a provoqué une remontée substantielle des eaux souterraines dans la partie de la Province de L'Est correspondant à la zone du projet. RESUMEN: Los problemas de gestión de las aguas subterráneas en acuíferos desérticos no han recibido suficiente atención, especialmente en lo que respecta a las políticas de captaciones y al diseño adecuado de los campos de pozos, es decir, la distribución espacial de los pozos y de los campos de pozos. En Arabia Saudita, muchos pozos se han excavado en áreas pequeñas, y en algunas partes del Reino, el bombeo de agua se ha incrementado drásticamente durante las dos últimas décadas. El fuerte bombeo en un gran número de pozos de bombeo agrupados, situados en campos de extracción próximos, ha dado lugar impactos inaceptables en los niveles y en la calidad del agua en estas áreas. Se usaron técnicas numéricas para evaluar los impactos de esta política de extracción en partes de la Provincia Oriental. Si la política de gestión del agua actual y el incremento en el bombeo se mantienen, darán lugar a un descenso de niveles adicional considerable. Por tanto, en estas áreas es necesario adoptar esquemas apropiados de gestón y conservación de las aguas subterráneas. Esto incluiría la optimización de los diseños y de los criterios de operación de los campos de pozos y la adopción de técnicas de riego efectivas. La puesta en marcha de un sistema de gestión de aguas de riego, dentro de un gran proyecto de irrigación, ha dado como resultado una recuperación significativa de los niveles de agua en el área de proyecto, situada en la Provincia Oriental.  相似文献   

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As the latest drought has swept over the southwestern United States, most local and regional water providers have had to rely on ground water to meet their water demands as surface water supplies have diminished. In areas near major population centers this situation has continued to put strain and stress on already over-drafted regional aquifers. Metropolitan centers throughout the southwestern United States, as exemplified by Las Vegas, Nevada; Phoenix and Tucson, Arizona; and El Paso, Texas, have a history of over drafting their available ground water resources. How these stressed aquifers should be managed is an urgent issue. In El Paso, Texas long-term groundwater mining in the transboundary Hueco bolson aquifer has resulted in large water level drawdowns within the basin, particularly in several well fields. This situation has promoted the intrusion of brackish water into fresh water zones, and consequently reduced the volume of fresh water stored in the aquifer. Management of this aquifer is made more complex as the water resources of the region are shared across the United States/Mexico boundary and the transboundary region continues to grow rapidly. This paper describes the current situation within the Hueco bolson due to over drafting and continued reliance on the fresh water in storage and describes how understanding the dynamics of the aquifer as a complex system can offer managerial perspectives that can be used to establish operational procedures and programs for bringing drawdowns into equilibrium, increasing the longevity of the aquifer, gradually restoring water quality, and offering the hope of utilization of the resource in a sustainable manner.
Resumen A medida que la última sequía ha pasado ligeramente sobre el suroeste de Estados Unidos la mayoría de abastecedores locales y regionales de agua han tenido que depender del agua subterránea para satisfacer sus demandas de agua debido a que las fuentes de agua superficial han disminuido. En áreas cerca de centros poblados principales esta situación ha continuado ejerciendo presión en los ya sobre explotados acuíferos regionales. Los centros metropolitanos en todo el suroeste de Estados Unidos, por ejemplo Las Vegas, Nevada; Fénix y Tucson, Arizona; y El Paso, Texas tienen una historia de sobre explotar los recursos de agua subterránea disponibles.La gestión de estos acuíferos estresados constituye un problema urgente. En El Paso, Texas el minado de agua subterránea a largo plazo en el acuífero transnacional Hueco bolsón ha resultado en varios campos de pozos. Esta situación ha promovido la intrusión de agua salobre hacia zonas con agua fresca y reducido consecuentemente el volumen de agua fresca almacenado en el acuífero. El manejo de este acuífero se hace más complejo debido a que los recursos hídricos de la región son compartidos a través del límite Estados Unidos/México y la región transnacional continúa creciendo rápidamente. Este artículo describe la situación actual dentro del Hueco bolsón debido a la sobre explotación y continua dependencia en el agua fresca almacenada y describe como el entendimiento de la dinámica del acuífero como un sistema complejo puede ofrecer perspectivas de gestión que pueden utilizarse para establecer procedimientos operacionales y programas que conduzcan al equilibrio de los descensos, aumentando la longevidad del acuífero, gradualmente restaurando la calidad del agua, y ofreciendo la esperanza de utilizar el recurso de manera sostenible.
Résumé Alors que la dernière sécheresse a atteint toute la partie Sud-Ouest des Etats-Unis, la plus part des distributeurs deau, locaux et régionaux, doivent sapprovisionner en eau souterraine dés lors que les niveaux des eaux de surface ont diminués. Dans les zones proches des grands centres densément peuplés, cette situation a continuée a altérée des aquifères déjà surexploités. Les centres métropolitains du Sud-Ouest des Etats-Unis (Las Vegas dans le Nevada, Phoenix et Tucson dans lArizona, El Paso au Texas) sont connus historiquement pour surexploités leurs ressources en eaux souterraines. Il devient urgent de définir un mode de gestion de ses aquifères surexploités. A El Paso dans le Texas, le minage de laquifère transfrontalier engendre un rabattement important dans le bassin, et plus particulièrement autour des zones de captage. Cette situation a induit lintrusion deaux saumâtres dans des zones deaux douces, et a par conséquent réduit le volume deau douce stockée et exploitable dans laquifère. La gestion de cet aquifère est par ailleurs complexifiée par la situation transfrontalière, dautant que la zone frontalière connaît une croissance rapide. Cet article décrit la situation actuelle dans la vallée fermée du Hueco, due au sur-rabattement et à lexploitation continue des eaux douces, et décrit comment la compréhension de laquifère, vu comme un système complexe, peut offrir des perspectives de gestion amenant à des procédures opérationnelles et à des programmes à long terme permettant de ramener à léquilibre la baisse des niveaux deau. Ainsi la longévité de laquifère sera mieux garantie, la qualité de leau sera graduellement restaurée et lutilisation de leau respectera le souci de développement durable.
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Groundwater resources assessment of the Koyna River basin,India   总被引：2，自引：1，他引：1  
The Western Ghats (hills) region of the Indian peninsula in western India receives heavy precipitation (4,000–6,000 mm/year), but the headwater basins that coalesce runoff from these hills retain very small quantities of water due to the steep topography. However, the narrow valleys in these hills support agriculture based on surface water irrigation, and several medium to large irrigation projects have already been constructed with well-defined canal networks. These developments have boosted agricultural productivity in the region, but at the same time they are causing an economic disparity between the command areas (irrigated by these canals) and non-command areas. Water-logging problems are also occurring in low-lying areas. While these problems are mainly due to poor groundwater management strategies in the region, the groundwater resources in these headwater basins should be properly assessed and suitable measures taken for uniform groundwater development. As a first step in this direction, groundwater resources have been assessed as a case study for the lower Koyna River basin, a head water basin on the east of the main ridge of the Western Ghats.Regional specific yield (0.012) and groundwater recharge have been estimated on the basis of water table fluctuation method. Groundwater recharge amounting to 57 MCM (million m3) in a year takes place in the region through vertical percolation of rainwater (31 MCM), return flow of water applied for irrigation (23 MCM), and recharge due to surface water tanks (3 MCM). Recharge to deeper aquifers has been estimated at 1 MCM during dry seasons (November–May). Safe yield has been estimated at 58 MCM annually which includes the present groundwater draft by wells for domestic, stock, and irrigational needs estimated at 16.50 MCM per year and the natural losses from the groundwater system which are mostly baseflow and spring discharges amounting to 38 MCM (35 MCM baseflow + 3 MCM spring flow) per year, out of which 7 MCM is already being directly pumped from the tributaries of the Koyna River for irrigational needs. Thus, there remains a balance of only 3.5 MCM of groundwater for further groundwater development. Assuming that at least 25% (7 MCM) of the unutilized baseflow (28 MCM) can be brought to fruitful use, about 10.5 MCM (7+3.5 MCM) of groundwater can be used in the existing hydrogeological environment through about 500 additional wells.
Resumen La región de las montañas de Western Ghats, al Oeste de la Península India, registra elevados valores de precipitación (de 4.000 a 6.000 mm/a), pero las condiciones topográficas de dichas montañas no permiten la existencia de acuíferos de entidad suficiente para albergar volúmenes grandes de aguas subterráneas. Los valles estrechos de las montañas sí permiten el desarrollo de las aguas superficiales, de manea que se ha realizado varios proyectos medianos y grandes de riego mediante redes de canales bien definidas. Estos desarrollos han propiciado un aumento de la producción agrícola en la región, pero, a la vez, se ha agudizado las diferencias económicas entre las zonas regadas y las no regadas. Además, las depresiones topográficas están padeciendo problemas de inundación. Como estos problemas son principalmente debidos a estrategias deficientes de gestión de las aguas subterráneas, se recomienda que los recursos subterráneas de las cuencas de cabecera sean adecuadamente determinados, y que se adopte medidas apropiadas para desarrollarlos uniformemente. El primer paso ha consistido en determinar los recursos subterráneos de la cabecera del río Koynam, situada al Este de la Sierra principal de los Western Ghats. Se ha estimado todos los parámetros de recarga y descarga, así como los recursos renovables, en la cuenca del río Koyna ubicada aguas debajo de la presa de Koyna.
Résumé La région des Collines occidentales (Western Ghats) de la péninsule indienne en Inde occidentale reçoit de fortes précipitations (4.000–6.000 mm/an); mais les bassins situés en tête qui convergent dans ces collines retiennent très peu d'eaux souterraines du fait des mauvaises conditions de pente en surface. Les vallées étroites dans ces collines offrent de larges espaces pour la mise en valeur des eaux de surface, en sorte que plusieurs projets d'irrigation moyens ou importants ont déjà été réalisés dans ces régions avec un réseau bien défini de canaux. Cette mise en valeur a réellement poussé la productivité agricole de la région, mais en même temps elle produit aussi une disparité économique entre les régions desservies (zones irriguées par ces canaux) et non desservies. Des problèmes relatifs à l'eau se posent également dans les zones basses. Alors que ces problèmes sont surtout dus à de médiocres stratégies de gestion dans la région, il est recommandé que les ressources en eaux souterraines dans ces bassins en tête soient correctement évaluées et que des mesures adéquates soient prises en vue d'une mise en valeur uniforme des eaux souterraines. À titre de première étape dans cette direction, les ressources en eaux souterraines ont été évaluées lors d'une étude de cas du bassin de la rivière Koyna, un bassin de tête situé à l'est de la chaîne principale des Collines Occidentales. Tous les paramètres d'entrée et de sortie ont été estimés et un bilan a été réalisé entre ces deux composantes. Les ressources statiques et dynamiques en eaux souterraines ont été estimées et un rendement sûr a été déterminé pour le bassin de la rivière Koyna en aval du barrage de Koyna.
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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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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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This paper reports on the characterization of hydraulic properties of regional rock aquifers carried out within a groundwater resources assessment project in the St. Lawrence Lowlands of south-western Quebec. To understand the aquifer behavior at both the fracture level and at field scale, hydraulic investigations were carried out using various aquifer tests. The groundwater flow at the local scale is controlled mostly by the fracture system. Results of the constant-head injection tests show a weak decreasing trend of hydraulic conductivity with depth indicating that a major part of the groundwater flow occurs in the first meters of the rock sequence. At the regional scale, the equivalent porous media approach is applicable. The hydraulic conductivity measurements were correlated to the scale of the aquifer tests expressed with the investigated aquifer volume. A simple interpolation procedure for the hydraulic conductivity field was developed based on the distance between field measurements and the tested aquifer volumes. The regional distribution of the hydraulic conductivity for the major fractured aquifer units indicates that dolostone is the most permeable whereas sandstone and crystalline rocks are the least permeable units.
Resumen Este artículo trata de la caracterización de las propiedades hidráulicas en acuíferos regionales rocosos, la cual se llevó a cabo dentro del proyecto de evaluación de los recursos de agua subterránea en St. Lawrence Lowlands al suroeste de Quebec. Para entender el comportamiento del acuífero tanto a nivel de fractura como a escala del campo, se ejecutaron investigaciones hidráulicas usando varias pruebas de acuífero. El flujo del agua subterránea a escala local está controlado principalmente por el sistema de fracturas. Los resultados de las pruebas de inyección con cabeza constante muestran una tendencia decreciente débil de la conductividad hidráulica con la profundidad, indicando que la mayor parte del flujo de agua subterránea sucede en los primeros metros de la secuencia rocosa. A escala regional se puede aplicar la aproximación equivalente de medios porosos. Las medidas de la conductividad hidrálica fueron comparadas con la escala de las pruebas del acuífero, expresadas con el volumen investigado del acuífero. Se desarrolló un proceso de interpolación simple para la conductividad hidráulica de campo, con base en la distancia entre las medidas de campo y los volúmenes probados del acuífero. La distribución regional de la conductividad hidráulica, para las unidades acuíferas fracturadas mayores, indica que la dolomita es más permeable mientras que la arenisca y las rocas cristalinas son las unidades menos permeables.
Résumé Larticle présente les propriétés hydrauliques dun aquifère régional rocheux qui ont été mesurées dans le cadre dun projet concernant lestimation de la ressource en eau de la plaine de St. Lawrence située dans la partie sud-ouest de Quebec. Affin de comprendre le comportement de l› aquifère tant à l› échelle de fracture qu› à l› échelle régionale on a mené des investigations hydrauliques en utilisant des essais differents. À l› échelle locale lécoulement est déterminé en principal par le système des fractures. Les résultats des essais dinjection au niveau constant ont montré une tendence de décroissance de la conductivité hydraulique avec la profondeur ce qui indique que l› écoulement ait lieu en principal dans les premiers mètres de la structure rocheuse. À l› échelle règionale on peut appliquer lapproche de milieux poreux equivalent. Les mesures de conductivité hydraulique ont été corrélées avec l› échelle des essais de pompage exprimée en termes de volume investigué de l› aquifère. On a mis au point une méthode simple dinterpolation pour le champ de la conductivité hydraulique basée sur la distance entre les essais in situ et les volume investigués de l› aquifère. La distribution règionale de la conductivité hydraulique montre que pour la majorité des unités de roche fracturé les plus perméable sont les roches dolomitiques alors que les grés et les roches cristalines presentent la plus faible perméabilité.
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The use of groundwater as water supply has increased dramatically in Santiago, Chile, during the last decades, and there is a need for accurately estimating the actual groundwater supply capacity in the upper Santiago Valley aquifer. The behavior of this aquifer was studied in order to determine the availability of water and the long-range sustainable extraction rate.Water-table depths were simulated using a numerical model with information on recharge from the last 48 years under different extraction policies. With this series of groundwater level data, groundwater level probability distribution functions were determined and extraction statistics were estimated by fitting time series models and by using the crossing theory. With this information, it has been possible to calculate the risk of being unable to supply groundwater demand because the results verify that only 67% of the water rights granted are able to be extracted on a sustained basis with a 90% exceedance probability. Furthermore, the results obtained demonstrate that the method is adequate for determining exceedance probabilities of groundwater flow.
Resumen El uso de las aguas subterráneas como fuente de abastecimiento se ha incrementado enormemente en Santiago de Chile durante las últimas décadas, por lo que se necesita estimar de forma adecuada la capacidad actual de suministro del acuífero superior del Valle de Santiago. Se ha estudiado el comportamiento de este acuífero para determinar la disponibilidad de recursos y la tasa de extracción sustentable a largo plazo.Se ha simulado los niveles freáticos del acuífero utilizando un modelo numérico con información de la recarga en los últimos 48 años bajo diferentes regímenes de extracción. Con esta serie de datos de los niveles en el acuífero, se ha determinado la distribución de probabilidad de los niveles de las aguas subterráneas y se ha estimado las estadísticas de las extracciones mediante el ajuste de modelos de series temporales y la teoría de cruce. Con esta información, se ha podido calcular el riego de no satisfacer la demanda de abastecimiento, puesto que los resultados verifican que sólo se podría extraer el 67% de las concesiones de agua existentes de manera sustentable con un 90% de probabilidad de excedencia. Aún más, los resultados obtenidos demuestran que el método es adecuado para determinar las probabilidades de excedencia del flujo de las aguas subterráneas.
Resumé Lutilisation de leau souterraine pour leau potable sest considérablement accrue à Santiago (Chili) au cours des derniers lustres; cest pourquoi il est maintenant nécessaire destimer avec précision la capacité réelle dalimentation de la nappe de laquifère supérieur de la vallée de Santiago. Le fonctionnement de cet aquifère a été étudié afin de déterminer la disponibilité en eau et le taux dextraction durable à long terme.Les niveaux de la nappe ont été simulés avec un modèle numérique à partir dinformation sur la recharge au cours des 48 dernières années pour différentes politiques dextraction. A partir de cette série de données piézométriques, des fonctions de distribution de probabilité des niveaux de la nappe ont été déterminées et des statistiques dextraction ont été estimées par ajustement de modèles de séries chronologiques en utilisant la théorie du croisement. Avec ces informations, il a été possible de calculer le risque de ne pas pouvoir satisfaire la demande deau souterraine, puisque les résultats vérifient que seulement 67% des droits deau attribués peuvent être extraits sur une base durable avec une probabilité de dépassement de 90%. En outre, les résultats obtenus démontrent que la méthode est adaptée à la détermination des probabilités de dépassement de lécoulement souterrain.
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