Hydraulic properties and scale effects investigation in regional rock aquifers,south-western Quebec,Canada

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.

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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.

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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.

     

Hydraulic Continuity In Large Sedimentary Basins

Regional hydraulic continuity is a phenomenological property of the rock framework. This property is quantified as the ratio of an induced change in pore pressure at a point of observation to an inducing change at a point of origin. A subsurface rock body is considered to be hydraulically continuous on a given time scale if a change in pressure at any of its points can cause a change at any other point, within a time interval measurable on the specified time scale. The hydraulically continuous behaviour of the rock framework may be masked in large sedimentary basins by large distances, relatively short periods of observations, and sharp contrasts in flow-sensitive properties of subsurface fluids, such as temperature and chemical composition. Due probably mainly to these masking effects, the concept of "hermetically" sealed hydraulic compartments in the subsurface is still used as a working hypothesis by some earth scientists, particularly in petroleum geology. That the rock framework is hydraulically continuous has been established independently from both local aquifer studies and regional evaluations of water resources. The principal natural consequences are extensive groundwater flow systems, systematic areal distribution of matter and heat, and hydraulic interdependence of different basinal areas. The recognition of regional hydraulic continuity is, therefore, indispensable for the correct interpretation of numerous natural processes and phenomena, and for the correct modelling and prediction of the effects of stresses imposed on the groundwater regime by nature and man. RÉSUMÉ: La continuité hydraulique régionale est une propriété phénoménologique des roches magasins. Cette propriété est quantifiée par le rapport entre un changement provoqué dans la pression porale au point d'observation et celui produit au point d'origine. Un ensemble rocheux souterrain est considéré comme étant hydrauliquement continu à une óchelle de temps donnée si une variation de pression en l'un de ses points peut provoquer une variation de pression en n'importe quel autre point, dans un intervalle de temps mesurable à l'échelle de temps définie. Le comportement hydrauliquement continu de la roche magasin peut être masqué dans les grands bassins sédimentaires par les grandes distances, par les durées d'observation relativement courtes et par de forts contrastes dans les propriétés des fluides souterrains relatives à l'écoulement, telles que la température et la composition chimique. A cause probablement surtout de ces effets de masque, le concept de compartiments hydrauliques souterrains isolés "hermétiquement" a encore cours comme hypothèse de travail en géosciences, en particulier en géologie pétrolière. Le fait que la roche magasin soit hydrauliquement continue a été établi de manière indépendante à la fois par des études d'aquifères locaux et par des évaluations régionales de ressources en eau. Les conséquences naturelles principales sont l'existence de systèmes d'écoulements souterrains de grande extension, la répartition systématique de la matière et de la chaleur et l'interdépendance des différentes bassins. La mise en évidence de la continuité hydraulique régionale est cependant indispensable à une interprétation correcte des nombreux processus et phénomènes naturels et à une modélisation et à une prédiction convenables des effets des contraintes imposées sur le régime des eaux souterraines par la nature et par l'homme. RESUMEN: La continuidad hidràulica regional es una propiedad fenomenológica de los cuerpos rocosos. Esta propiedad se cuantifica como la relación entre el cambio inducido en la presión intersticial en un punto de observación respecto al producido en el punto de origen. Un cuerpo rocoso se considera continuo hidráulicamente a una cierta escala de tiempo, si un cambio de presión en cualquiera de sus puntos puede producir un cambio en cualquier otro punto, en un intervalo de tiempo medible a una escala de tiempo específica. El comportamiento hidráulico continuo de la roca in grandes cuencas sedimentarias puede estar enmascarado por largas distancias, periodos de observación relativamente cortos y por contrastes bruscos en las propiedades de los fluidos que son sensibles al propio flujo, como son temperatura y composición química. Debido probablemente a estos efectos de enmascaramiento, el concepto de compartimentos hidráulicamente "sellados" en el subsuelo se sigue usando como una hipótesis de trabajo, particularmente en geología petrolífera. El hecho que un cuerpo rocoso sea continuo hidráulicamente se ha establecido independientemente a partir tanto de estudios en acuíferos locales, como de evaluaciones regionales de recursos hidrálicos. Las consecuencias naturales principales son sistemas de flujo aguas subterráneas extensivos, distribución sistemática de materia y calor e interdependencia hidráulica de las distintas áreas de cuenca. El reconocimiento de la continuidad hidráulica regional es, por tanto, indispensable para la correcta interpretación de numerosos procesos y fenómenos naturales, así como para la correcta modelación y predicción de los efectos de las tensiones impuestas al régimen de flujo por la naturaleza y el hombre.     

Relationships between hydraulic conductivity distribution and synsedimentary faults,Rharb-Mamora basin,Morocco; Hydrogeological,geostatistical and modeling approaches

This paper deals with the relationship between the physical characteristics of the Rharb-Mamora basin (Northern Morocco) and the distribution of hydraulic conductivity values in the Plio-Quaternary aquifer. A steady state groundwater model has been calibrated using these values. The distribution of hydraulic conductivity corresponds to a hydrodynamic partition with permeabilities of 2×10^–3 to 5×10^–2 ms^–1 (in the coastal part). A numerical modeling process shows a relative error map between calculated and measured piezometric surfaces, in order to facilitate calibration in steady state.The distribution of hydraulic conductivity values, and the lateral variation of sequences (deduced from engineering geology methods e.g. hydrogeological drilling data, seismic reflection interpretation, and geostatistical analysis), are controlled by synsedimentary fault activity, which deepened the Mio-Pliocene basement resulting in a thickening of overlying permeable rocks.

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Resumen Esta nota trata la relación existente entre las características físicas y la distribución de la conductividad hidráulica de los acuíferos subyacentes de la cuenca del Rharb-Mamora (norte de Marruecos). Para la simulación del flujo del agua subterránea se ha establecido un modelo en régimen permanente. La distribución de la conductividad hidráulica corresponde a un reparto hidrodinámico cuyo grado de permeabilidad es generalmente alto: desde 2×10^–3 hasta 5×10^–2 ms^–1 (zona costera). Con el objetivo de facilitar la calibración del modelo en régimen permanente, el proceso numérico realizado mostró errores relativos entre la piezometría calculada y medida. La distribución de los valores de permeabilidad y la variación lateral de las unidades permeables ha sido deducida a partir de métodos de geología aplicada (análisis de los sondeos hidrogeológicos, interpretación de los perfiles de sísmica de reflexión y aplicación de métodos geoestadísticos), y están controlados por la actividad de las fallas sinsedimentarias que influyen sobre la topografía del basamento mio-plioceno y el grosor de las unidades acuíferas.

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Résumé Cette note traite la relation entre les caractéristiques physique du bassin Rharb-Mamora (Nord du Maroc) et la répartition de la conductivité hydraulique du réseau aquifère. Le modèle de simulation des écoulements souterrains a été établi en régime permanent. La distribution de la conductivité hydraulique correspond à un découpage hydrodynamique dont le degré de perméabilité est généralement bon entre 2×10^–3 to 5×10^–2 ms^–1 (zone côtière). Afin de faciliter le calage en régime permanent, le code numérique établi permet de mettre en évidence les erreurs relatives entre la piézométrie calculée et mesurée.La distribution des valeurs de perméabilité et la variation latérale des unités perméables, déduites des méthodes de la géologie appliquée (analyse des forages hydrogéologiques, interprétation des profils sismique réflexion et analyse géostatistique), sont contrôlées par lactivité des failles synsédimentaires qui influencent lapprofondissement du substratum hydrogéologique mio-pliocène et lépaississement des corps perméables.

     

Preliminary assessment of the impacts of deep foundations and land reclamation on groundwater flow in a coastal area in Hong Kong, China

Many coastal areas have been intensively urbanized because people living and working on or near coastlines are increasing. Land reclamation from the sea and high-rise buildings are common approaches to satisfying the growing needs for more housing and other land use. Coastal areas are usually the ultimate discharge zones of groundwater systems. Using a coastal area in Hong Kong as a case study, this paper discusses the change in a groundwater system due to land reclamation and construction of building foundations in a coastal area. The upper part of the study area is in a nearly natural state, whereas the lower part is probably one of the most extensively developed areas in the world. It is evident that the groundwater flow system in this area has been changed over the last century. The piezometers in the transitional zone between the natural slopes and the urbanized areas indicate significant response to rainfall and obvious upward groundwater flow. To understand these piezometric responses to rainfall, a cross section is selected for detailed study using a two-dimensional multilayered numerical model. The parameters and structure of the aquifer system are calibrated by comparing the simulated and observed water levels. To reproduce the observed behavior of the groundwater system, the model has to include two important characteristics: a highly permeable zone at the rockhead and a reduction in hydraulic conductivity of 14–20 times in the urbanized area. The simulation demonstrates that both land reclamation along the coastline and deep foundations have contributed to the modification of the flow system, but the deep foundations have the most profound impact, especially when a high conductivity zone is present at the rockhead.

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Resumen Muchas áreas costeras han sido urbanizadas de manera intensiva, debido a la presión creciente de la gente que quiere vivir y trabajar en estos sitios. Los terrenos arrebatados al mar y los edificios de gran altura, son las respuestas comunes para satisfacer las necesidades de mas vivienda y usos nuevos para el suelo. Las áreas costeras son comúnmente las zonas de descarga final de los sistemas de agua subterránea. A través de un área costera en Hong Kong, tomada como estudio de caso, este artículo discute el cambio causado en un sistema de agua subterránea, debido a la recuperación de terrenos anteriormente cubiertos por el mar y a la construcción de cimientos de edificios en la zona costera. La parte más alta de la área de estudio está casi en su estado natural, mientras que la parte baja es probablemente una de las áreas más extensas en su tipo y más desarrolladas en el mundo. Es evidente que el sistema de flujo del agua subterránea en esta área ha sido cambiado a lo largo del último siglo. Los piezómetros en la zona transicional, entre los taludes naturales y las áreas urbanizadas, muestran una respuesta notable a la lluvia y un flujo evidente hacia arriba del agua subterránea. Para entender estas respuestas piezométricas a la lluvia, se seleccionó una sección vertical para estudio detallado, utilizando un modelo numérico bidimensional multicapa. Los parámetros y estructura del sistema acuífero son calibrados mediante la comparación de los niveles de agua observados y simulados. Para reproducir el comportamiento observado del sistema de agua subterránea, el modelo ha incluido dos características importantes: Una zona altamente permeable en la parte más elevada y una reducción de 14 a 20 veces en la conductividad hidráulica, dentro de la zona urbanizada. La simulación demuestra que tanto los terrenos recuperados del mar, como las cimentaciones profundas a lo largo de la línea de costa, han contribuido a la modificación del sistema de flujo, pero las cimentaciones profundas han causado el mayor impacto, especialmente cuando se presenta una zona de alta conductividad en la parte más elevada del área.

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Résumé La plupart des zones côtières ont été intensivement urbanisé due à la croissance de la population qui travaille et vive sur les zones littorales. La récupération des terrains sur la mer ainsi que la construction des grandes immeubles sont les moyens usuels utilisés pour satisfaire les demandes accrues de logement. Dhabitude les zones côtières représentent lexutoire final des aquifères. En utilisant la zones côtière de Hong Kong comme un étude de cas cet article analyse les changements dans les systèmes aquifères produits par la récupération des terrains et par les fondations des grandes immeubles. Tendis que la partie supérieure de la zone étudiée se trouve presque à létat naturel, la partie inférieure représente une des zones les plus développée du monde. Il est donc évident que la circulation des eaux souterraines a été modifiée pendant le dernière siècle. Les piézomètres remplacés entre les versants et la zone urbanisée montrent une réponse significative aux précipitations ainsi quune hausse générale des niveaux. Pour mieux comprendre la réponse des niveaux aux plues on a modélisé lécoulement dans une coupe vericale en utilisant un modèle numérique multicouches. Les paramètres et la strucure du système aquifère ont été calés en comparant les niveaux calculés et mesurés. Affin de reproduire les niveaux mesurés le modèle doit considérer deux caratéristiques importantes: une zone périglaciaire à grande perméabilité et une diminution jusqu à vingt fois de la perméabilité dans les zone urbanisées. La simulation a mis en évidence que les récupération des terrains au long du littoral aussi bien que les fondations profondes ont modifié lécoulement mais que les dernières ont limpact le plus important surtout lorsquil sagit de la zone périglaciaire à grande perméabilité.

     

Assessment Of A Groundwater Flow Model Of The Bangkok Basin,Thailand, Using Carbon-14-Based Ages And Paleohydrology

A study was undertaken to understand the groundwater flow conditions in the Bangkok Basin, Thailand, by comparing ¹⁴C-based and simulated groundwater ages. ¹⁴C measurements were made on about 50 water samples taken from wells throughout the basin. Simulated ages were obtained using 1) backward-pathline tracking based on the well locations, and 2) results from a three-dimensional groundwater flow model. Comparisons of ages at these locations reveal a large difference between ¹⁴C-based ages and ages predicted by the steady-state groundwater flow model. Mainly, ¹⁴C and ¹³C analyses indicate that groundwater in the Bangkok area is about 20,000 years old, whereas steady-state flow and transport simulations imply that groundwater in the Bangkok area is 50,000-100,000 years old. One potential reason for the discrepancy between simulated and ¹⁴C-based ages is the assumption in the model of steady-state flow. Groundwater velocities were probably greater in the region before about 10,000 years ago, during the last glacial maximum, because of the lower position of sea level and the absence of the surficial Bangkok Clay. Paleoflow conditions were estimated and then incorporated into a second set of simulations. The new assumption was that current steady-state flow conditions existed for the last 8,000 years but were preceded by steady-state conditions representative of flow during the last glacial maximum. This "transient" paleohydrologic simulation yielded a mean simulated age that more closely agrees with the mean ¹⁴C-based age, especially if the ¹⁴C-based age corrected for diffusion into clay layers. Although the uncertainties in both the simulated and ¹⁴C-based ages are nontrivial, the magnitude of the improved match in the mean age using a paleohydrologic simulation instead of a steady-state simulation suggests that flow conditions in the basin have changed significantly over the last 10,000-20,000 years. Given that the valid age range of ¹⁴C-dating methods and the timing of the last glacial maximum are of similar magnitude, adjustments for paleohydrologic conditions may be required for many such studies. RÉSUMÉ: Les conditions d'écoulement souterrain dans le bassin de Bangkok (Thaïlande) ont été étudieés en comparant les âges ¹⁴C mesurés et ceux simulés. Les âges mesurés ont été obtenus à partir d'environ 50 échantillons d'eau de puits dans tout le bassin. Les âges simulés proviennent 1) de la position des puits sur les lignes de flux, et 2) des résultats d'un modèle 3-D d'écoulement de nappe. La comparaison des âges aux positions des puits fait apparaître une grande différence entre les âges mesurés et les prédictions du modèle d'écoulement en régime permanent. Dans l'ensemble, les teneurs en ¹⁴C et en ¹³C indiquent que les eaux souterrains du bassin de Bangkok sont âgées d'environ 20 000 ans, alors que les simulations d'écoulement en régime permanent et de transport prédisent un âge compris entre 50 000 et 100 000 ans. Une raison probable du désaccord entre les âges simulés et ceux mesurés est due à l'hypothèse d'écoulement en régime permanent du modèle. Les vitesses d'écoulement souterrain ont probablement été plus fortes dans cette région jusqu'il y a 10 000 ans, lors du dernier maximum glaciaire, du fait de la position plus basse du niveau marin et de l'absence de la couverture par la formation argileuse de Bangkok. Les conditions des paléo-écoulements ont été estimées, puis introduites dans une seconde série de simulations. La nouvelle hypothèse supposait que les conditions actuelles d'écoulement en régime permanent ont existé au cours des 8 000 dernières années, et qu'elles ont été précédées par des conditions d'écoulement en régime permanent représentatives de l'écoulement au cours du dernier maximum glaciaire. La simulation paléohydrologique "transitoire" a donné un âge moyen simulé qui s'accorde mieux avec les âges ¹⁴C mesurés, particulièrement lorsque l'âge ¹⁴C est corrigé pour tenir compte de la diffusion au travers des niveaux argileux. Bien que les incertitudes sur les âges aussi bien simulés que mesurés ne soient pas négligeables, l'ordre de grandeur de l'âge moyen fourni par la simulation s'appuyant sur la paléohydrologie, au lieu de l'écoulement permanent, laisse supposer que les conditions d'écoulement dans le bassin ont nettement changé au cours des 10 000 à 20 000 dernières années. Etant donné que la gamme d'âges ¹⁴C et la durée du dernier maximum glaciaire sont du m{me ordre de grandeur, les ajustement pour les conditions paléohydrologiques peuvent être nécessaires pour nombre d'études de ce type. RESUMEN: Se llevó a cabo un estudio con el objetivo de caracterizar las condiciones del flujo de agua subterránea en la Cuenca de Bangkok, Tailandia, mediante la comparación entre las edades del agua basadas en medidas de ¹⁴C y las simuladas mediante un modelo. Las medidas de ¹⁴C se tomaron en cerca de 50 muestras de agua, en pozos repartidos por toda la cuenca. Las edades simuladas se obtuvieron utilizando 1) seguimiento de partículas a contracorriente, basado en la situación de los pozos, y 2) resultados de un modelo de flujo tridimensional. La comparación entre las edades en estos puntos revelan una gran diferencia entre las basadas en ¹⁴C y las predichas por el modelo de flujo estacionario. Fundamentalmente, los análisis de ¹⁴C y ¹³C indican que la edad del agua subterránea en el área de Bangkok es de alrededor de 20000 años, mientras que las simulaciones de flujo y transporte en condiciones estacionarias revelan una edad de 50000-100000 años. Una posible razón para la discrepancia entre estas dos edades es la hipótesis de flujo estacionario realizada en el modelo. Las velocidades del agua subterránea eran probablemente mayores en esta región anteriormente a los últimos 10000 años, durante el último máximo glaciar, que en la actualidad, debido a que el nivel del mar era menor y a la ausencia de la capa superficial de Arcilla de Bangkok. Por esta razón, se estimaron las condiciones de paleoflujo y se incorporaron a un segundo grupo de simulaciones. La nueva hipótesis era que las condiciones actuales de flujo se habían mantenido estacionarias durante los últimos 8000 años, pero que fueron precedidas por otras condiciones estacionarias representativas del flujo durante el último máximo glaciar. Esta simulación paleohidrológica "transitoria" da lugar a una edad media simulada que se ajusta mejor a la edad basada en ¹⁴C, especialmente si esta última edad se corrige por difusión hacia las capas de arcilla. Aunque las incertidumbres tanto en las edades simuladas con el modelo como en las basadas en ¹⁴C no son sencillas de evaluar, la magnitud de la mejora en el ajuste de la edad media que se produce al utilizar una simulación paleohidrológica en lugar de una estacionaria sugiere que las condiciones de flujo en la cuenca han cambiado significativamente en los últimos 10000-20000 años. Dado que el rango válido de los métodos de datación de ¹⁴C y que el tiempo transcurrido desde el último máximo glaciar son de magnitud similar, los ajustes debidos a condiciones paleohidrológicas serán necesarios para muchos de estudios como éste.     

Constraining performance assessment models with tracer test results: a comparison between two conceptual models

Tracer tests are conducted to ascertain solute transport parameters of a single rock feature over a 5-m transport pathway. Two different conceptualizations of double-porosity solute transport provide estimates of the tracer breakthrough curves. One of the conceptualizations (single-rate) employs a single effective diffusion coefficient in a matrix with infinite penetration depth. However, the tracer retention between different flow paths can vary as the ratio of flow-wetted surface to flow rate differs between the path lines. The other conceptualization (multirate) employs a continuous distribution of multiple diffusion rate coefficients in a matrix with variable, yet finite, capacity. Application of these two models with the parameters estimated on the tracer test breakthrough curves produces transport results that differ by orders of magnitude in peak concentration and time to peak concentration at the performance assessment (PA) time and length scales (100,000 years and 1,000 m). These differences are examined by calculating the time limits for the diffusive capacity to act as an infinite medium. These limits are compared across both conceptual models and also against characteristic times for diffusion at both the tracer test and PA scales. Additionally, the differences between the models are examined by re-estimating parameters for the multirate model from the traditional double-porosity model results at the PA scale. Results indicate that for each model the amount of the diffusive capacity that acts as an infinite medium over the specified time scale explains the differences between the model results and that tracer tests alone cannot provide reliable estimates of transport parameters for the PA scale. Results of Monte Carlo runs of the transport models with varying travel times and path lengths show consistent results between models and suggest that the variation in flow-wetted surface to flow rate along path lines is insignificant relative to variability in the amount of diffusive capacity that can be accessed along the transport pathway.

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Resumen Delimitando la eficacia de modelos de evaluación con resultados de pruebas de trazadores: una comparación entre dos modelos conceptuales.Se llevaron a cabo pruebas de trazadores para evaluar los parámetros de transporte de solutos en un rasgo rocoso a lo largo de una trayectoria de transporte de 5 m. Dos diferentes conceptualizaciones del transporte de solutos de porosidad doble aportan estimados de las curvas de avance de trazadores. Una de las conceptualizaciones (ritmo único) utiliza un coeficiente de difusión efectiva único en una matriz con profundidad de penetración infinita. Sin embargo, la retención del trazador entre diferentes trayectorias de flujo puede variar debido a que la relación entre la superficie mojada de flujo y el ritmo de flujo difiere entre las líneas de trayectoria. La otra conceptualización (multi-ritmo) utiliza una distribución continua de coeficientes de ritmos de difusión múltiple en una matriz con capacidad variable pero finita. La aplicación de los dos modelos con los parámetros estimados en base a las curvas de avance de trazadores producen resultados de transporte que difieren en varios órdenes de magnitud, tanto en concentración pico como en el tiempo en que se alcanza la concentración pico, en las escalas de evaluación de eficacia (PA) de tiempo y longitud (100,000 años y 1,000 m). Estas diferencias se examinan mediante el cálculo de límites de tiempo en que se considera que la capacidad difusiva actúa como un medio infinito. Estos límites se comparan en ambos modelos conceptuales y contra los tiempos característicos para difusión en escalas de PA y de prueba de trazador. Adicionalmente, se examinan las diferencias entre los modelos calculando de nuevo los parámetros para el modelo multi-ritmo a partir del modelo tradicional de doble porosidad a escala PA. Los resultados indican que para cada modelo la cantidad de la capacidad difusiva que actúa como un medio infinito sobre la escala de tiempo especificada explica las diferencias entre los resultados del modelo y que las pruebas de trazadores por sí solas no aportan cálculos confiables de los parámetros de transporte para la escala PA. Los resultados provenientes de corridas Monte Carlo de los modelos de transporte con distintos tiempos de viaje y diferentes longitudes de trayectorias muestran resultados consistentes entre modelos y sugieren que la variación en la relación de superficie de flujo mojada a ritmo de flujo a lo largo de las líneas de trayectoria es insignificante en relación con la variabilidad en la cantidad de capacidad difusiva que puede alcanzarse a lo largo de la trayectoria de transporte.

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Résumé Contraindre le bilan des performances des modèles avec les résultats de traçages: une comparaison entre deux modèles conceptuels.Des tests de traçage sont mis en oeuvre pour étudier les paramètres de transport de soluté dune roche sur une longueur de 5 m. Deux différents modèles de transport de soluté dans un milieu à double porosité fournissent des estimation des courbes de restitution. Lune des conceptualisations (unique taux de restitution) emploie un seul coefficient effectif de diffusion dans une matrice possédant une pénétration infinie en profondeur. Par ailleurs, la rétention du traceur entre les différentes lignes découlement peut varier comme le rapport des débits aux surfaces mouillées et comme le rapport de la différence de débits entres les lignes découlement. Lautre conceptualisation (taux multiple) emploie une distribution continue de coefficients de diffusion dans une matrice à capacité variable et finit. Lapplication de ces deux modèles avec les pa! ramètres estimés grâce aux courbes de restitution produit des résultats de transport qui différent de plusieurs ordres de grandeur dans la magnitude du pic, le temps du pic de concentration, au bilan des performances (PA) et aux échelles de distance (100,000 ans et 1,000 m). Ces différences sont éxaminées par lintermédiaire des temps limites pour que la capacité diffusive équivaille à un milieu infini. Ces limites sont comparées à travers les modèles conceptuels ainsi que les temps caractéristiques de diffusion à léchelle du test de traçage et à léchelle du PA. Par ailleurs, les différences entre les modèles sont éxaminées en réestimant les paramètres pour le modèle à taux multiple à partir des résultats du modèle à double porosité à léchelle du PA. Les résultats indiquent que pour chaque modèle la valeur de la capacité diffusive dans un milieu infini sur une période de temps spécifiée explique les différences entre les modèles et le ! fait que le test de traçage seul ne permet pas de déterminer les paramètres de transport à léchelle du PA. Les résultats des simulations Monte Carlo du modèle de transport avec des temps et des distances de transport variables montrent des résultats concordances entre les différents modèles et suggère que la variation que la variation entre surface mouillée et le rapport de la différence de débits entre les lignes découlement est insignifiante, en regard de la variabilité du montant de la capacité diffusive qui peut être accessible le long de la ligne de transport.

     

Hydrodynamic characteristics of the western Doñana Region (area of El Abalario), Huelva,Spain

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.

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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.

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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.

     

Simulation Of Salt-Water Encroachment In A Multi-Layer Groundwater System,Bangkok, Thailand

Salt-water encroachment in the multi-layer groundwater system underlying the Bangkok metropolitan area was simulated with a quasi-three-dimensional flow and solute-transport model. The quasi-three-dimensional model used in this study is based on the model SUTRA. Accurate conceptualization of the initial state of the system with regard to the distribution of salt-water concentration is very important for modeling, especially in areas where localized zones of high salt concentration exist in the groundwater. Data adequacy and model results were evaluated by a geostatistical analysis. The model is capable of simulating the regional trend of potentiometric levels and salt concentration. However, lack of monitoring data in areas where localized zones of high salt concentration exist resulted in large model residuals. RÉSUMÉ: L'empiétement des eaux salées dans le système hydrologique multi-couche sous-jacent la zone métropolitaine de Bangkok a été simulé à l'aide d'un modèle quasi-tridimensionnel représentant l'écoulement des eaux et le transport d'éléments en solution. Le modèle quasi-tridimensionnel utilisé dans cette étude est basé sur le modèle SUTRA. Une conceptualisation exacte de l'état initial du système en ce qui concerne la répartition de la concentration des eaux salines est très important, particulièrement dans les endroits localisés où l'eau souterraine presente une forte concentration en sel. La qualité des donnés et des résultats a été estimée à l'aide d'une analyse géostatistique. Le modèle est capable de simuler la tendance régionale des niveaux potentiométriques et de la concentration en sel. Cependant, le manque de données de contrôle dans les endroits à forte concentration a donné lieu à des résiduels importants. RESUMEN: La intrusión de agua salina en el sistema multicapa bajo el área metropolitana de Bangkok se simuló mediante un modelo de flujo y transporte de solutos casi-tridimensional, basado en el modelo SUTRA. La conceptualizacián precisa de la distribución inicial de concentraciones de agua salina es muy importante para el modelo, especialmente en áreas donde existen zonas locales de alta concentración salina en el agua subterránea. La exactitud de los datos y del modelo se evaluaron mediante un análisis geoestadístico. El modelo permite simular la tendencia regional de los niveles piezométricos y la concentración de sales. Sin embargo, la falta de datos de muestreo en las zonas locales de alta salinidad resultaron en valores altos de los residuos calculados por el modelo.     

Simulations of solute transport in fractured porous media using 2D percolation networks with uncorrelated hydraulic conductivity fields

Two-dimensional percolation networks have been used to model a disordered and fractured porous medium. The advantage of percolation networks is that they allow the flow and transport properties of the system to be systematically studied as a function of the connectivity of the fractures and/or the permeable regions. The aim of this research is to study hydrodynamic dispersion in such networks, and to investigate the behavior of the longitudinal dispersion coefficient D_L with binary and log-normally distributed hydraulic conductivity fields. In particular, the study focuses on the behavior of D_L at the percolation threshold p_c, where the insufficiency of flow field homogenization and the limited number of tortuous paths for flow and transport force D_L to behave anomalously, i.e., to be scale- and time-dependent. The simulations indicate that the D_L population taken over a large number of the network realizations resembles a log-normal distribution, hence indicating that, unlike the hydraulic conductivity, D_L is not a self-averaged property whose variance should tend to zero when the size of the system tends to infinity. In addition, it was found that the power law that characterizes the scale dependence of D_L is contingent upon its computation method. Moreover, D_L is found to have a completely different behavior in networks with low and high connectivities.

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Resumen Simulaciones de transporte de solutos en medio heterogéneo utilizando redes de precolación 2D con campos de conductividad no correlacionados. Se han utilizado redes de percolación en dos dimensiones para modelizar un medio poroso fracturado y desordenado. La ventaja de redes de percolación es que permiten estudiar sistemáticamente las propiedades de flujo y transporte del sistema en función de la conectividad de las fracturas y/o regiones permeables. El objetivo de esta investigación es estudiar la dispersión hidrodinámica en las redes mencionadas, e investigar el comportamiento del coeficiente de dispersión longitudinal DL con campos de conductividad hidráulica que tienen distribución log-normal y binaria. El estudio se enfoca particularmente en el comportamiento de DL cuando se alcanza el threshold de percolación pc, donde la insuficiencia de homogenización del campo de flujo y el número limitado de trayectorias tortuosas de flujo y fuerza de transporte DL se comportan de manera anómala, i.e., son dependientes del tiempo y la escala. Las simulaciones indican que la población DL tomada en un número grande en las redes realizadas se asemeja a una distribución log-normal, indicando por lo tanto que, a diferencia de la conductividad hidráulica, DL no es una propiedad auto-promediable cuya variación tienda a cero cuando el tamaño del sistema tiende al infinito. Se encontró además que la ley potencia que caracteriza la dependencia en escala de DL es dependiente del método de cálculo. Más aún, se encontró que DL tiene un comportamiento completamente distinto en las redes de alta y baja conectividad.

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Résumé Des réseaux de percolation bi-dimensionnels ont été utilisés pour modéliser des milieux poreux fracturés et désordonnés. Lavantage de ces réseaux est quils permettent détudier les propriétés découlement et de transport en fonction de la connexité des fractures et/ou des zones perméables. Lobjectif est dappréhender la dispersion hydrodynamique et dinvestiguer le comportement du coefficient de dispersion longitudinal D_L pour des réseaux ayant une distribution des conductivités hydrauliques binaire et log-normale. En particulier, le comportement de D_L a été étudié au seuil de percolation p_c, là où linhomogénéité des vitesses du fluide et le nombre limité de chemins tortueux disponibles pour lécoulement et le transport entraînent un comportement anormal de D_L, à savoir, une dépendance vis-à-vis des échelles de temps et despace. Les simulations montrent que les populations de D_L définies pour un grand nombre de réseaux ressemblent à des distributions log-normales, indiquant que, contrairement à la conductivité hydraulique, D_L nest pas une propriété dont la variance tend vers zéro lorsque la taille du système tend vers linfini. Il a également été trouvé que les lois de puissance qui caractérisent la dépendance déchelle de D_L découlent directement de la méthode de calcul. Enfin, les simulations engendrent un comportement très différent de D_L dans des réseaux faiblement ou fortement connectés.

     

Combined interpretation of radar, hydraulic, and tracer data from a fractured-rock aquifer near Mirror Lake, New Hampshire, USA

An integrated interpretation of field experimental cross-hole radar, tracer, and hydraulic data demonstrates the value of combining time-lapse geophysical monitoring with conventional hydrologic measurements for improved characterization of a fractured-rock aquifer. Time-lapse difference-attenuation radar tomography was conducted during saline tracer experiments at the US Geological Survey Fractured Rock Hydrology Research Site near Mirror Lake, Grafton County, New Hampshire, USA. The presence of electrically conductive saline tracer effectively illuminates permeable fractures or pathways for geophysical imaging. The geophysical results guide the construction of three-dimensional numerical models of ground-water flow and solute transport. In an effort to explore alternative explanations for the tracer and tomographic data, a suite of conceptual models involving heterogeneous hydraulic conductivity fields and rate-limited mass transfer are considered. Calibration data include tracer concentrations, the arrival time of peak concentration at the outlet, and steady-state hydraulic head. Results from the coupled inversion procedure suggest that much of the tracer mass migrated outside the three tomographic image planes, and that solute is likely transported by two pathways through the system. This work provides basic and site-specific insights into the control of permeability heterogeneity on ground-water flow and solute transport in fractured rock.

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Resumen Una interpretación integrada de radar experimental de campo transversal a pozos, trazadores, y datos hidráulicos demuestra el valor de combinar el monitoreo geofísico realizado en periodos de tiempo con mediciones hidrológicas convencionales en la caracterización mejorada de un acuífero rocoso fracturado. Se llevó a cabo tomografía de radar por periodos de tiempo y diferencia de atenuación durante un experimento con trazadores salinos en el sitio de investigación hidrológica de roca fracturada del Servicio Geológico de Estados Unidos cerca del Lago Espejo, Condado Grafton, New Hampshire, USA. La presencia del trazador salino eléctricamente conductivo refleja efectivamente fracturas permeables o trayectorias para imágenes geofísicas. Los resultados geofísicos orientan la construcción de modelos numéricos tri-dimensionales de flujo de agua subterránea y transporte de solutos. En un esfuerzo por explorar explicaciones alternativas para los datos tomográficos y trazadores se considera un conjunto de modelos conceptuales que involucran campos de conductividad hidráulica heterogéneos y transferencias de masa de ritmo limitado. La calibración de datos incluye concentraciones de trazadores, el tiempo de llegada de la concentración pico en la salida, y presión hidráulica en régimen permanente. Los resultados del procedimiento de acoplamiento invertido sugieren que mucho de la masa del trazador migró fuera de los tres planos de imagen tomográfica, y que el soluto es probablemente transportado por dos trayectorias a través del sistema. Este trabajo aporta ideas básicas y específicas del sitio en relación con el control de la heterogeneidad de permeabilidades en el flujo de agua subterránea y transporte de solutos en rocas fracturadas.

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Résumé Une interprétation intégrée détudes de terrain (radar entre puits, traçages, données hydrauliques) démontre la valeur de la combinaison entre la géophysique des temps finis et les mesures hydrologiques conventionnelles pour une interprétation améliorée dun aquifère de roche fracturée. La tomographie au radar a été mise en uvre durant un traçage artificiel au sel au site de recherche sur lhydrologie des roches fracturées du Service Géologique des US, à proximité du Lac Mirror, Conté de Grafton, Nouvel Hampshire, USA. La présence du traceur électriquement conducteur met en relief, grâce à la géophysique, la présence de fractures ou découlements préférentiels. Les résultats de la géophysique ont permis la construction de modèle hydrogéologique tri-dimensionnel des écoulements et du transport de soluté. Dans loptique dexplorer des interprétations alternatives des données de traçage et de tomographie, différents modèles conceptuels sont utilisés concernant lhétérogénéité des conductivités hydrauliques et des taux limités de transferts de solutés. Les données du calibrage incluent les données de concentration du traceur, le temps darrivée du pic de restitution et les données piézométriques en régime permanent. Les résultats de la procédure dinversion couplée suggèrent quune quantité très importante du traceur migre au delà de la fenêtre de visualisation des tomographies, et que le soluté est transporté via deux voies découlement préférentiel. Ce travail apporte des connaissances de base et spécifiques au site concernant la distribution de la perméabilité dans laquifère et le transport de soluté dans les roches fracturées.

     

Groundwater and climate change: a sensitivity analysis for the Grand Forks aquifer,southern British Columbia,Canada

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).

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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).

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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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Characterisation of the hydrogeology of the Augustus River catchment,Western Australia

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.

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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.

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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.

     

Fracture hydraulic conductivity in the Mexico City clayey aquitard: Field piezometer rising-head tests

A regional lacustrine aquitard covers the main aquifer of the metropolitan area of Mexico City. The aquitards hydraulic conductivity (K) is fundamental for evaluating the natural protection of the aquifer against a variety of contaminants present on the surface and its hydraulic response. This study analyzes the distribution and variation of K in the plains of Chalco, Texcoco and Mexico City (three of the six former lakes that existed in the Basin of Mexico), on the basis of 225 field-permeability tests, in nests of existing piezometers located at depths of 2–85 m. Tests were interpreted using the Hvorslev method and some by the Bouwer-Rice method. Results indicate that the distribution of K fits log-Gaussian regression models. Dominant frequencies for K in the Chalco and Texcoco plains range between 1E–09 and 1E–08 m/s, with similar population means of 1.19E–09 and 1.7E–09 m/s, respectively, which are one to two orders of magnitude higher than the matrix conductivity. In the Mexico City Plain the population mean is near by one order of magnitude lower; K=2.6E–10 m/s. The contrast between the measured K and that of the matrix is attributed to the presence of fractures in the upper 25–40 m, which is consistent with the findings of previous studies on solute migration in the aquitard.

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Resumen El acuífero principal del Área Metropolitana de la Ciudad de México está recubierto por un acuitardo regional lacustre, cuya conductividad hidráulica es fundamental para evaluar la protección natural de las aguas subterráneas contra los contaminantes presentes en superficie y su respuesta hidráulica. Este estudio analiza la distribución y variación de dicha conductividad en las llanuras de Chalco, Texcoco y Ciudad de México (tres de los seis lagos que existían al principio en la Cuenca de México) a partir de 225 ensayos de campo en piezómetros múltiples existentes, ubicados entre 2 y 85 m de profundidad. La interpretación de los ensayos se ha realizado mediante el método de Hvorslev y—algunos—el de Bouwer-Rice. Los resultados indican que la distribución de la conductividad se ajusta a modelos de regresión lognormales. Las frecuencias dominantes en las Llanuras de Chalco y Texoco están comprendidas entre 1^–9 y 10^–8 m/s, con medias de población similares de 1.19×10^–9 y 1.70×10^–9 m/s, respectivamente, que son dos órdenes de magnitud mayores que el valor de la matriz. En el Llano de México, la media es casi un orden de magnitud inferior (2.60×10^–10 m/s). Se atribuye este contraste entre la conductividad hidráulica medida y la de la matriz a la presencia de fracturas en el tramo superior situado entre 25 y 40 m, cosa que es coherente con estudios previos de migración de solutos en el acuitardo.

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Résumé Un imperméable régional dorigine lacustre recouvre le principal aquifère de la zone urbaine de la ville de Mexico. La conductivité hydraulique K de cet imperméable est fondamentale pour évaluer la protection naturelle de laquifère, contre les différents contaminants présents en surface, et sa réponse hydraulique. Cette étude analyse et les variations de K dans les plaines de Chalco, Texcoco et Mexico (trois des six anciens lacs qui existaient dans le Bassin de Mexico), sur la base de 225 essais de perméabilité sur le terrain, réalisés en grappes dans des piézomètres existants entre 2 et 85 m de profondeur. Les essais ont été interprétés avec la méthode de Hvorslev et certains avec la méthode de Bouwer-Rice. Les résultats indiquent que la distribution de K sajuste à des modèles de régression log-gaussiens. Les valeurs de K les plus fréquentes dans les plaines de Chalco et de Texcoco sont entre 1E–09 et 1E–08 m/s, avec des moyennes similaires de 1.19E–09 et 1.7E–09 m/s respectivement, qui sont dun ou deux ordres de grandeurs supérieures à la conductivité de la matrice. Dans la plaine de Mexico, la moyenne est proche dun ordre de grandeur en moins, avec 2.6E–10 m/s. Ce contraste entre le K mesuré et celui de la matrice est attribué à la présence de fractures dans les 25–40 m supérieurs, ce qui est en accord avec les études précédentes sur la migration de solutés au travers de limperméable.

     

Chemical response to groundwater extraction southeast of Mexico City

An alternative procedure of pumping test data interpretation is used through a joint analysis of the standard time-drawdown curve and simultaneous field measurements of total dissolved solids (TDS); additional support is also provided by the temperature of extracted groundwater and the chemical composition of extracted water. The overall information was applied to characterise the groundwater flow system and its sources, the hydraulic conditions of the aquifer and hydraulic response of extraction boreholes. The analysis of this information suggests the presence of: (i) a local flow system that circulates at shallow depth through basalt units interstratified with fine grained sediments and pyroclastics; these materials contain water with TDS of 127–600 mg/L and Na of 24–178 mg/L, and temperature of 18–19.5 °C; (ii) intermediate flow in granular material under reducing conditions by the oxidation of organic matter in aquitard sediments; this water has TDS and Na values of 203–940 and 30–370 mg/L, respectively, and temperatures of about 20–22 °C; (iii) regional flow through volcanic rocks and limestone, with TDS content of 300–700 mg/L, Na of 80–230 mg/L and temperature of 23.0–24.8 °C. The hydraulic response and the chemical composition of the water produced by some boreholes are affected by the seepage inflow from sewage effluents, the input from an overlying aquitard unit and the inducement of regional flow. The conception of the flow regime thus obtained allowed the recognition of hydraulic conditions which were more consistent with the hydrogeological setting, than if only a time vs. drawdown test analysis would have been carried out.

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Resumen La interpretación conjunta de la gráfica de prueba de bombeo, valores de temperatura y sólidos totales disueltos (STD) del agua subterránea extraída, medidos simultáneamente en campo y la composición química del agua extraída como apoyo adicional; se utilizó como un procedimiento alternativo para interpretar los datos de pruebas de bombeo. Toda esa información fue aplicada para caracterizar el sistema de flujo subterráneo y el origen de éste, las condiciones hidráulicas del acuífero y la respuesta hidráulica de los pozos de extracción. El análisis de la información indica la presencia de: (i) flujo local con temperatura de 18–19.5 °C, STD de 127–600, y Na de 24–178 mg/L; (ii) flujo intermedio con temperatura de 20–22 °C, los STD y Na son de (203–940 y 30–370 mg/L), respectivamente; (iii) regional con STD de 300–700 y Na de 80–230 mg/L, y temperatura de 23–24.8 °C. En el primer caso el agua circula a través de rocas basálticas, en el segundo viaja por material granular y materia orgánica en sedimentos del acuitado. El flujo regional circula por material volcánico y rocas calizas. La respuesta hidráulica y la composición química del agua extraída por algunos pozos, es afectada por infiltración de efluentes de agua residual, entrada de agua del acuitardo sobreyacente y la inducción de flujo regional. La concepción del régimen de flujo obtenida, permitió reconocer a las condiciones hidráulicas de los pozos, más correspondientes con el contexto hidrogeológico, que sí únicamente se hubieran analizado los datos de abatimiento vs tiempo.

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Résumé Linterprétation simultanée de pompages dessais, des données de température et résidu sec (RS) de Leau souterraine pompée, mesurées simultanément sur le terrain et la composition chimique de Leau pompée comme un aide additionnelle, est utilisée comme une différent procédure pour interpréter les pompages dessais. La procédure a été appliquée pour caractériser le système découlement souterraine et sa source, les conditions hydrauliques de laquifère et la réponse hydraulique des puits considéré. L› analyse de cette information suggérer la présence des systèmes découlement suivantes. (i) local avec18 et 19.5 °C de température, RS de 127–600 mg/L, et Na de 24–178 mg/L, (ii) intermédiaire avec une température de 20 á 22 °C, le RS de 203–940 mg/L et Na 30–370 mg/L, (iii) régional avec 300 à 700 mg/L de RS et 80 à 230 mg/L de Na, une température de 23 à 24.8 °C. Dans le premier cas, leau traverse des roches basaltiques, dans le deuxième, des sédiments clastiques avec matière organique de laquitard, dans le troisième, des roches volcaniques et calcaires. La chimie de leau des quelques puits et sa réponse hydraulique met en évidence linfluence de leau de Laquitard, des effluents de surface et écoulement régional. La conception du régime d› écoulement obtenu, a permis reconnaître les conditions hydrauliques des puits plus correspondantes au contexte hydrogéologique, que si uniquement les données rabattement vs temps auraient été analysé

     

Impacts Of Management Practices On Groundwater Conditions In The Eastern Province,Saudi Arabia

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.     

Determination of hydraulic parameters of an unconfined alluvial aquifer by the floodwave-response technique

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.

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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.

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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.

     

Numerical simulation of groundwater flow in regional rock aquifers, southwestern Quebec, Canada

The St. Lawrence Lowlands platform, Quebec, Canada, is a densely-populated area, heavily dependent on groundwater resources. In 1999, the Geological Survey of Canada initiated a large-scale hydrogeological assessment study over a 1,500 km² region northwest of Montreal. The objectives were to define the regional groundwater flow, and to give quantitative estimates of the groundwater dynamic parameters and of the available groundwater resources. The applied approach consisted of defining the hydrogeologic framework, hydraulic properties of the aquifer units, and groundwater dynamic components. Lower Paleozoic sedimentary rocks represent regional aquifer units. Coarse Quaternary fluvio-glacial sediments locally overlay the rock sequence and constitute an interface aquifer unit. Fine marine sediments confine most of the regional aquifers. Collected GIS based information was synthesized in a finite element numerical model. The regional saturated steady-state flow was calibrated under current stress conditions assuming an equivalent porous medium approach. Water budget calculations show that the total groundwater flow in regional aquifers amounts to 97.7 Mm³/y. Infiltration from precipitation provides 86.6% of the groundwater supply, while 9.6% comes from subsurface inflow and the remaining 3.8% is induced recharge from surface waters. Discharge from regional aquifers occurs through flow to streams (76.9%), groundwater withdrawal (18.4%), and underground outflow (4.7%).

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Resumen La plataforma de Tierras Bajas San Lorenzo, Quebec, Canadá, es un área densamente poblada que depende fuertemente de recursos de agua subterránea. En 1999 el Servicio Geológico de Canadá inició un estudio de evaluación hidrogeológica a gran escala sobre un área de 1,500 km² en la región noroeste de Montreal. Los objetivos fueron definir el flujo regional de agua subterránea y aportar estimados cuantitativos de los parámetros dinámicos de agua subterráne y de los recursos disponibles de agua subterránea. El enfoque aplicado consistió en definir el marco hidrogeológico, propiedades hidráulicas de las unidades acuíferas, y los componentes dinámicos de agua subterránea. Rocas sedimentarias del Paleozoico Inferior representan unidades regionales de acuíferos. Sedimentos fluvio-glaciares Cuaternarios gruesos sobreyacen localmente la secuencia rocosa y constituyen una unidad acuífera interfacial. Sedimentos marinos finos confinan la mayoría de acuíferos regionales. Información colectada basada en SIG se sintetizó en un modelo numérico de elemento finito. El flujo regional saturado en régimen permanente se calibró bajo condiciones de stress asumiendo un enfoque de medio poroso equivalente. Los cálculos de balance hídrico muestran que el flujo total de agua subterránea en acuíferos regional alcanza 97.7 Mm³/año. Infiltración a partir de lluvia aporta el 86.6% del abastecimiento al agua subterránea, mientras que el 9.6% proviene de entradas subsuperficiales y el restante 3.8% consiste de recarga inducida a partir de aguas superficiales. La descarga proveniente de acuíferos regionales ocurre a través de flujo a ríos (76.9%), utilización de agua subterránea (18.4%), y salida subterránea (4.7%).

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Résumé La plateforme Lowllands du Saint-Laurent, Québec, Canada, est une aire densément peuplée, dépendant grandement des ressources en eau souterraine. En 1999, le Service Géologique du Canada a initié une étude hydrogéologique à grande-échelle sur 1500 km² au Nord-Ouest de Montréal. Le sobjectifs ont été de définir la dynamique de lécoulement régional, et de donner des estimations quantitatives des paramètres dynamiques des ressources disponibles en eau souterraine. Lapproche utilisée consista à définir le cadre hydrogéologique de travail, les propriétés hydrauliques des unités aquifères, et les composantes dynamiques des eaux souterraines. Les roches sédimentaires du Paléozoïque Inférieur représentent les unités aquifères régionales. Les sédiments marins fins confinent la plus grande partie des aquifères régionaux. Les informations de base, collectées dans un SIG, ont été synthétisées dans un modèle numérique aux éléments finis. Lécoulement permanent régional, en zone saturée, a été calibré en conditions de stress en assumant une approche de milieu poreu équivalent. Les calculs du bilan hydrologique montrent que lécoulement total des eaux souterraines dans les aquifères régionaux atteind 97,7 Mm³/an. Linfiltration à partir des précipitations apporte 86.6% de leau souterraine exploitée; sachant que 9,6% proviennent découlement de subsurfaces, et que les 3,8% restants proviennent de la recharge via les eaux de surface. Le débit pompé des aquifères régionaux apparaît à travers lécoulement des cours deau, le rabattement des eaux souterraines (18.4%), et lécoulement ascendant (4.7%).