Quantification of water exchange between a hill reservoir and groundwater using hydrological and isotopic modelling (El Gouazine, Tunisia)

Stable isotope compositions (¹⁸O and ²H), determined for underground and surface waters from the watershed of a hill reservoir and downstream from the reservoir, suggest that (i) the reservoir water, which is more or less evaporated, represents a mixture between surface waters (rainfall, runoff) and the upstream alluvial groundwater meteoric in origin; (ii) the downstream alluvial groundwater have a stable isotope composition of a previously infiltrated reservoir water. The ¹⁸O isotope enrichment modelling of the mixed reservoir water shows that an input flux of 50 m³ day⁻¹ is balanced by an output flux of 300 m³ day⁻¹ when the reservoir water level is above 4.5 m, and by an output flux of 170 m³ day⁻¹ when water levels are lower. The contribution of hill reservoirs to local groundwater movements must be considered in any regional scale hydrological investigations of areas that contain hill reservoirs. To cite this article: O. Grünberger et al., C. R. Geoscience 336 (2004).

Résumé

La composition isotopique (¹⁸O et ²H) d'eaux souterraines et superficielles, déterminée pour le bassin versant d'une retenue collinaire et sa partie aval, suggère (i) que l'eau de la retenue, qui est plus ou moins évaporée, représente un mélange entre les eaux de surface (pluie, ruissellement) et la nappe alluviale amont d'origine météorique et (ii) que la nappe alluviale aval a la composition isotopique d'une eau de la retenue anciennement infiltrée. La modélisation de l'enrichissement en isotope ¹⁸O pour l'eau mélangée de la retenue montre qu'un flux entrant de 50 m³ j⁻¹ est compensé par un flux sortant de 300 m³ j⁻¹, lorsque le niveau d'eau de la retenue est supérieur à 4,5 m, et par un flux sortant de 170 m³ j⁻¹ en dessous. La contribution des lacs collinaires aux écoulements souterrains doit être prise en compte pour de futures études hydrologiques à l'échelle régionale. Pour citer cet article : O. Grünberger et al., C. R. Geoscience 336 (2004).