Zur Geologie der nordchilenischen Kordilleren

Zusammenfassung Die Arbeit enthält Ergebnisse von Geländeuntersuchungen in den nordchilenischen Kordilleren. In dem geologisch wenig bekannten Raum der Provinzen Atacama und Antofagasta wurden neue stratigraphische Tatsachen entdeckt, u. a. in der Küstenkordillere ein über 1000 m mächtiges Paläozoikum und eine Lias-Transgression, sowie in der Hochkordillere ausgedehnte Vorkommen präkambrischer Gneise und Glimmerschiefer und Lias mit reicher Fossilführung.Die seit der Trias geförderten Ergußgesteine und die Rolle des mittelkretazischen Andenplutons werden geschildert. Ferner wird auf die Beziehungen zwischen magmatischen und tektonischen Ereignissen in Nordchile eingegangen.Der Bau der Küstenkordillere seit der Trias wird vorwiegend von Bruchverformung geprägt. Faltung ist fast ausschließlich auf prämesozoische Serien beschränkt. Die Platznahme des Andenplutons in der Mittelkreide kann hier mit keiner Faltungsphase in Verbindung gebracht werden. Die Faltungsintensität in der Hochkordillere ist zwar stärker, wirklich alpinotype Verformungen werden jedoch selten erreicht.

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Resumen En este trabajo se da una visión general sobre estudios geológicos realizados en la cordillera del norte de Chile, entre los 22 y 26 grados de latidud sur. Estos estudios los realizó el autor en el año 1956, en calidad de huésped de la Universidad de Chile.En la Cordillera de la Costa entre Chañaral y Taltal, y en un perfil por la Cordillera al Este de Vallenar, pude comprobar una serie de novedades en el campo de la estratigrafía.En la Cordillera de la Costa, aflora una potente serie paleozóica (1000 m de potencia), probablemente Silúrico Superior o Devónico, la que se muestra intensamente plegada. Por otra parte pude datar como perteneciendo al Paleozóico una transgresión liásica entre Bahia Cifuncho y Las Bombas.En la Alta Cordillera, al Sur-Este de El Transita, existen espesores considerables de gneises y esquistos precámbricos. En la quebrada de Pinto y quebrada Chanchoquin, afloran sedimentos de la parte alta del Liásico inferior y Liásico medio, los que son muy fosiliferos. Dentro de los sedimentos liásicos se depositaron concordantemente coladas de porfiritas. También aparecen volcanitas postliásicas.Pudieron determinarse dos generaciones de roca plutónica: una vieja, compuesta principalmente de material diorítico que muestra ordenación de petrofabric, y una intrusión mas moderna compuesta de granito fresco no deformado. Este material está claramente intruido en la formación porfirítica en el valle del rio El Carmen entre el Alto del Carmen y San Félix. Es probable que este granito sea más jóven que el batolito mesocrétácico de la Cordillera de la Costa.Finalmente se discuten las relaciones entre procesos tectónicos y magmáticos en las Cordilleras del norte de Chile. Diversos croquis y figuras ilustran los puntos tratados.Por la ayuda prestada en la preparación de los trabajos de campo, le agradezco al Señor Jorge MuñozCrsti, Director del Instituto de Geología de la Universidad de Chile. En los trabajos de campo me asistió el Ingeniero SeñorAntonio Pena.

     

Sedimentation in der Magallanes-Geosynklinale mit besonderer Berücksichtigung des Flysch

Zusammenfassung Der Bau des südlichen Abschnittes der Anden wird knapp skizziert. Geländearbeiten in Magallanes, Chile, ergaben neue Vorstellungen über die Sedimentation und das Alter sowie die Fazies einiger Schichtfolgen in Unter- und Oberkreide.Die Entstehung der Konglomerate der Serie Lago Sofia ist nicht auf eine Vereisung in der Oberkreide zurückzuführen, sondern es handelt sich um eine Grobschüttung, die nach fluviatilem Transport deltaförmig in einen Flachwasserbereich gelangte. Das Alter der Konglomerate ist Campan/Grenze Maastricht. Damit ist die Serie Lago Sofia mit den Konglomeraten der Serie Valdez in Feuerland zu parallelisieren. Eine Nord-Süd-Störung innerhalb der Geosynklinale besteht zumindest im Raum zwischen Cerro Toro und Cerro Cazador nicht.Der oberkretazische Flysch in Süd-Chile ist nicht in einem eigenen Trog entwickelt, sondern stellt eine zeitlich gebundene Fazies innerhalb der Geosynklinale dar. In Fazies, Petrographie und Fauna wird eine weitgehende Übereinstimmung mit dem ostalpinen Flysch festgestellt. Der Hinweis auf eine einheitliche Flyschzone, die von der mittleren Magallanes-Geosynklinale bis zum Grahamland reicht, stützt die von O.Wilckens mehrfach postulierte Einheitlichkeit des Süd-Antillen-Bogens.

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Resumen Después de una ojeada a la constitución tectónica y a la estratigrafía del geosinclinal medio de Magallanes, se proporcionan algunos datos sobre la sedimentación. Con mayor detenimiento son estudiadas la composición, génesis y situación estratigráfica de los conglomerados de la Serie Lago Sofia.El flysch del cretácico superior que se halla entre el Lago Sarmiento y el Golfo Almirante Montt, presenta una considerable coincidencia con el flysch de los Alpes orientales, así como con la zona de flysch de la Tierra del Fuego y de las Antillas meridionales. La zona de flysch señalada desde el geosinclinal inedio de Magallanes, pasando por la Tierra del Fuego hasta Grahamlandia, apoya la tesis de la unidad del arco de las Antillas meridionales, defendida repetidamente por O.Wilckens.

     

Junger Vulkanismus in der Hochkordillere der Provinz Antofagasta (Chile)

Zusammenfassung Untersuchungen in dem bisher unbekannten Vulkangebiet in der Hochkordillere Nord-Chiles zwischen dem Salar von Atacama und dem Salar von Ascotán ergaben, daß die jüngsten Teile der als formación liparítica bezeichneten Deckenergüsse in Wirklichkeit Dazite sind. Es wird ein Überblick über Zahl, Anordnung und Zusammensetzung der Stratovulkane im Osten der Dazite gegeben. Sie liegen in Reihen angeordnet im chilenisch-bolivianischen Grenzgebiet zwischen dem 21. und 23. Grad südlicher Breite.Die Dazite sind älter (subsequenter Vulkanismus), die Stratovulkane jünger (finaler Vulkanismus). Die Hauptaktivität der Stratovulkane dürfte an der Grenze Plio-Pleistozän gelegen haben. Fast alle Vulkane sind heute erloschen, nur wenige befinden sich im Solfataren-Stadium.

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Resumen Durante investigaciónes efectuadas como huésped de la Universidad de Chile, Santiago, se realizó, en la primavera del año 1956, un reconocimiento geológico en la alta cordillera chilena, entre los salares de Atacama y Ascotán (Provincia de Antofagasta).La zona está formada exclusivamente de volcanitas modernas y el área no había sido investigada científicamente hasta la fecha.Los estudios demostraron que los miembros más jóvenes de la formación liparítica en este sector están formados en realidad por dacitas, no habiéndose encontrado por ahora ingnimbritas.Los estratovolcanes al oriente de las efusiones daciticas están ordenados en lineas paralelas. Entre los 21 y 23 grados de latitud sur existen por lo menos 71 volcanes de alturas fluctuantes entre 5000 y 6500 metros. La actividad actual es reducida y sólo se encuentran todavia algunos volcanes en la etapa solfatárica.Muchos restos de volcanes demuestran que durante y hacia el término de la actividad principal — en la frontera Plioceno-Pleistoceno — predominaron los procesos explosivos. Las efusiones más viejas de los estratovolcanes están compuestas por andesitas, mientras que las lavas mas jóvenes están ubicadas, tanto química como mineralógicamente, entre andesitas y basaltos. Algunas azufreras en la cercanía de los cráteres están actualmente en explotación.Se darán informaciones petrográficas más amplias, teniendo como base los análisis químicos y trabajos de terreno más detallados que se realizarán en el futuro.Durante el trabajo en el terreno, me asistieron los señoresErik Klohn H. yArturo Thomas N., del Instituto de Geología de la Universidad de Chile. Agradesco también al Director del Instituto de Geología, DonJorge Muñoz Cristi, por su interés en el progreso del conocimiento de este problema.

     

Die Verbreitung des jungen Vulkanismus in der Hochkordillere Nordchiles

Zusammenfassung Die Hochkordillere Nordchiles wird zwischen 18° und 27° Südbreite auf 1300 km von vulkanischen Serien des Känozoikums geprägt. Die Förderwege dieser enormen magmatischen Mobilisation liegen vorwiegend in der Kulminationszone der Anden im Osten des Grabens der Pampa de Tamarugal. Die Grabenzone und die Küstenkordillere der gleichen Breitengrade sind frei von jungem Vulkanismus.Die Vulkanite haben keine Biegungsverformung erlebt, bedecken aber einen scharf gefalteten paläozoischen und mesozoischen Unterbau. Eine ältere rhyolithische Generation wird von jüngeren Andesitvulkanen durchbrochen. Die rhyolithischen Decken sind durch Ignimbritgefüge und große Bimssteinfelder ausgezeichnet. Holozäne Effusionen an den Stratovulkanen lieferten olivinbasaltische Laven. Die Anordnung der rund 600 Vulkane folgt verschiedenen tektonischen Richtungen. Dabei werden NW- und NS-streichende Lineamente bevorzugt.

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The high Cordillera of Northern Chile between 18 and 27 southern latitude is predominated by volcanic series of Cenozoic age. The production ways of the enormous magmatic mobilisation are situated mainly in the culmination zone of the Andes, east of the graben of Pampa de Tamarugal. The graben zone and the coastal Cordillera in the same latitude lacks younger volcanism.The volcanic rocks are not folded but cover a strongly folded basement of Paleozoics and Mesozoics. An older rhyolitic generation of rocks is penetrated by younger andesitic volcanoes. The rhyolitic flows are characterized by ignimbritic textures and large pumic areas.The arrangement of the about 600 volcanoes is following various tectonic directions, preferably lineaments with a strike of NW and NS.

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Resumen La alta cordillere del norte de Chile está formada, entre los 18° y 27° de latitud sur, por series volcanicas cenozoicas. Los canales de emisión de esta enorme actividad magmática están ubicados principalmente en la parte más alta de la cordillera, al oriente de las fosas tectonicas longitudinales, que constituyen la Pampa de Tamarugal. La zona de los graben y la cordillera de la costa de esta misma latitud están libres del volcanismo moderno.Las series volcánicas modernas no han sufrido plegamientos, pero aparecen recubriendo un zócalo de rocas paleozoicas y mesozoicas intensamente plegadas. Las efusiones más antiguas están caracterizadas por extensas camadas de riolitas ignimbriticas y piedra pomez. Las depositaciones rioliticas están cortadas por volcanes andesiticos cuyas ultimas pulsaciones produjeron localmente la efusión de basaltos de olivina.Los 600 volcanes que aproximadamente existen en el area mencionada se ubican sobre lineas estructurales bien definidas, entre las que predominan aquellas de orientación NS y NW.

     

Basic magmas in the early evolution of the Southernmost Patagonian Batholith,Chile

Basic magmas played an important role in the early evolution of a segment of the Patagonian Batholith (141 to 34 m.y.) exposed south of Tierra del Fuego, Chile. The basic magmatism lasted 40 m.y. to possibly 60 m.y. (141 to 84 m.y.). It is represented by early gabbros and hornblendites (141 to 103 m.y.) and by synplutonic dikes and some of the numerous basic inclusions in the granitoids of a Cretaceous (113 to 84 m.y.) plutonic group. Some of the inclusions are interpreted as the disrupted portions of synplutonic dikes.Available data indicate that basaltic to rhyolitic volcanism which took place in the area during the Early Cretaceous was contemporaneous with the basic magmatism reported here and during its latest stage, with granitoid magmas. Therefore, gabbros apparently formed part of the roots of the island arc during the early stages of its evolution, whilst granitoids may have had a greater participation at a later stage in the root system.

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Zusammenfassung Basische Magmen spielten eine bedeutende Rolle bei der frühen Entwicklung eines Abschnittes des Patagonischen Batholithen (141-34 Mio. J.), der südlich Tierra del Fuego, Chile, aufgeschlossen ist. Der basische Magmatismus dauerte 40 bis etwa 60 Millionen Jahre (141-84 Mio. J.). Er besteht aus frühen Gabbros und Hornblenditen (141-103 Mio. J.) und aus synplutonischen Gängen und einigen der zahlreichen basischen Einschlüsse in dem Granitkomplex der kretazischen Plutonit-Gruppe (113-84 Mio. J.). Einige der Einschlüsse werden als isolierte Anteile von synplutonischen Gängen gedeutet.Die zur Verfügung stehenden Daten belegen, daß der basaltische bis rhyolitische Vulkanismus, der sich in diesem Gebiet während der frühen Kreide ereignete, gleichzeitig mit dem hier vorgestellten basischen Magmatismus und in dessen letztem Stadium zusammen mit granitischen Magmen ereignete. Daher waren offensichtlich Gabbros an den Wurzeln des Inselbogens während der frühen Entwicklungsstadien beteiligt, während Granotioide mit größerem Anteil an dem späterem Stadium des Wurzelsystems beteiligt waren.

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Resumen Magmas básicos tuvieron un importante rol en la historia temprana del segmento del Batolito Patagónico (141 a 34 M a) que se expone al sur de Tierra del Fuego, Chile. El magmatismo básico tuvo una duración de unos 40 Ma y hasta unos 60 Ma (141 a 84 Ma). Este magmatismo está representado por gabros y hornblenditas (141 a 103 Ma), por diques sinplutónicos y por algunas de las numerosas inclusiones básicas en los granitoides pertenecientes a un grupo plutónico del Cretácico (113 a 84 Ma). Algunas de las inclusiones se interpretan como partes de diques sinplutónicos.La información existente permite indicar que el volcanismo basáltico y riolítico que tuvo lugar en la región, durante el Cretácico Inferior, fue contemporáneo con el magmatismo básico del que se informa en este artículo. Aparentemente, la etapa final de este volcanismo habría sido coetáneo con un importante magmatismo granítico. En consecuencia, aparentemente, en las etapas iniciales de la evolución de la cadena volcánica, los gabros habrían constituído parte de su raíz, mientras que posteriormente habría habido mayor participación de granitoides.

     

Paläozoische Vereisungen in Bolivien

Zusammenfassung Im mittleren Silur ist das Zapla-Eis vom Pampeanischen Massiv und vom Altiplano-Massiv nach Nordosten geflossen. Die Gondwana-Vereisung lä\t sich in Bolivien nur im Karbon feststellen, sie wird von der unterpermischen marinen Copacabana-Gruppe überdeckt. Das Gondwana-Eis in Bolivien ist anscheinend nicht vom Brasilianischen Schild, sondern aus Nordwest-Argentinien abzuleiten.

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Resumen Durante el SilÚrico Médio el glaciár de Zapla se movía hacia el Noreste, partiendo del Macizo Pampeano y del Macizo Altiplánico. — Tilitas del Gondwana fuerón observadas en Bolivia sólamente en el Carbonífero; superpuésto se encuentran los sedimentos calcáreos marinos del grupo Copacabana de edad Pérmica inferior. La glaciación del Gondwana en Bolivia probablemente no se deriva del Escudo Brasileño, mas bien de la región de La Rioja en el Noroeste Argentino

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Der staatlichen bolivianischen Erdölgesellschaft Y. P. F. B. danke ich für die Ermöglichung dieser Studien in den Jahren 1961 bis 1963, au\erdem vielen Kollegen für anregende Diskussionen.     

The Impact Of Urban Development On Recharge And Groundwater Quality In A Coastal Aquifer Near Perth,Western Australia

AbstractNear Perth, Western Australia, thirty boreholes were drilled at eleven sites in similar hydrogeological settings. The sites represent three levels of urban development: an uncleared area, a new residential area (less than 20 years old) and an old residential area (more than 60 years old). The objective was to assess the impact of sewered urban development on recharge and groundwater quality. Tritium data suggest that a greater proportion of recharge in the urban areas is from point sources, and this probably caused high redox potentials (up to 291 mV) in groundwater in the old residential area. Recharge in the new urban area is estimated to be about 37 percent of the average annual rainfall of about 0.8 m, and this value is probably greater than recharge in undeveloped areas. Concentrations of sulphate increase progressively with the age of urban development, from an average of 8 mg/L to 69 mg/L, probably as a result of fertilizer input and the oxidation of soil-held sulphides with land clearing. Nitrate concentrations are significantly higher in urban areas (average concentration >1 mg/L as N) than in the non-urban areas (average concentration <0.5 mg/L as N). However, the measured concentrations are all lower than expected from current fertilizer inputs in sewered urban areas of about 80 kg/ha, indicating that denitrification is taking place. A limited reservoir of reducing agents may be available from denitrification, and this may have implications for the sustained use of groundwater as a potable supply in coastal suburbs of Perth. RÉSUMÉ: Près de Perth, en Australie occidentale, 30 forages ont été réalisés en 11 sites dans les mêmes conditions hydrogéologiques. Ces sites présentent trois degrés de développement urbain: une zone non aménagée, une zone résidentielle nouvelle (de moins de 20 ans), une zone résidentielle ancienne (de plus de 60 ans). L'objectif était de déterminer l'impact de l'assainissement urbain sur la recharge et sur la qualité des eaux souterraines. Les données de tritium indiquent qu'une recharge plus importante se produit ponctuellement dans les zones construites, ce qui est probablement responsable des potentiels redox élevés (jusqu'à 291 mV) dans l'eau souterraine à long temps de séjour. La recharge dans la zone nouvellement urbanisée est d'environ 37% des précipitations moyennes annuelles (800 mm); cette valeur parait supérieure à celle de la recharge dans les zones non urbanisées. Les concentrations en sulfates augmentent progressivement avec l'âge du développement urbain, de 8 à 69 mg/l en moyenne, probablement à cause des apports d'engrais et de l'oxydation des sulfures lors du lessivage des sols. Les teneurs en nitrates sont significativement plus fortes en zones urbanisées (concentration moyenne supérieure à 1 mg/l en N) qu'en zones non urbanisées (concentration moyenne inférieure à 0.5 mg/l en N). Ces teneurs restent cependant nettement inférieurs à celles que produiraient, comme on le connait, des apports continus d'engrais de 80 kg/ha en zone urbanisée avec assainissement, ce qui prouve qu'une dénitrification se produit. Un réservoir limité d'agents réducteurs doit donc intervenir dans la d'énitrification, ce qui peut avoir des implications pour une utilisation durable des eaux souterraines pour l'alimentation en eau potable dans la banlieue côtière de Perth. RESUMEN: Cerca de Perth, Australia Occidental, se perforaron treinta sondeos en once localizaciones con similares características hidrogeológicas. Las localizaciones representan tres niveles de desarrollo urbano: un area no desarrollada, un area residencial moderna (menos de veinte años de edad) y un área residencial antigua (más de 60 años). El objetivo era evaluar el impacto del desarrollo en las redes de saneamiento urbanas en la recarga y calidad de las aguas subterráneas. Los datos de tritio sugieren que una gran proporción de la recarga en áreas urbanas procede de focos puntuales; esto es una posible causa de los altos potenciales redox (hasta 291 mV) de las aguas subterráneas en el área residencial antigua. La recarga en el área urbana moderna se estima sobre el 37% de la precipitación anual media, de alrededor de 0.8 m, y este valor es probablemente mayor que la recarga en áreas no desarrolladas. Las concentraciones de sulfato aumentan progresivamente con la edad del desarrollo urbano, desde una media de 8 mg/l hasta 69 mg/l, probablemente como resultado del aporte de fertilizantes y de la oxidación de los sulfuros retenidos durante la explanación del terreno. Las concentraciones de nitratos son significativamente más altas en áreas urbanas (concentración media > 1mg/l en forma de N) que en áreas no urbanas (concentración media < 0.5 mg/l en forma de N). Sin embargo, las concentraciones medidas son todas menores que las esperadas a partir de los valores de aporte de fertilizantes habituales en áreas urbanas con red de saneamiento, que son del orden de 80 kg/ha. Esto indica que está teniendo lugar un proceso de desnitrificación. Esta desnitrificación puede ser posible por la presencia de una acumulación limitada de agentes reductores, lo que puede tener implicaciones para el uso sostenido del agua subterránea como suministro de agua potable en los suburbios costeros de Perth.     

Ein Intrusivdiabas im Altpaläozoikum der Montes de León in Nordwestspanien und seine autometamorphen bis epizonal regionalmetamorphen Einformungen

Zusammenfassung In klastischen Schichten des Oberkambriums der Montes de León in Nordwestspanien steht in Lagergangzügen ein intrusiver, körniger, sekundär veränderter Diabas an.Seine stabile derzeitige Mineralassoziation umfaßt Albit bis Oligoklas —Chlorit, — Hornblenden — Epidot — Quarz. Auch Varianten mit Olivia, mit ehemaliger Glasbasis und mit stärkerem Hornblendeanteil treten auf. Ausgehend von Reliktstrukturen worden die mineralfaziellen Umsetzungen diskutiert, wie Albitisierung, Chloritisierung. Saussuritisierung. Diese Umwandlungen haben vorwiegend schon im Endstadium der Magmenerstarrung hydrisch-autometamorph begonnen. Sie wurden später epizonal-regionalmetamorph verstärkt. Genetisch bedeutsame Schlüsselstellung nimmt die Epidotbildung bei Plagioklaszerfall ein; sie wird nicht fortgesetzt bei tektonischer Beanspruchung.Der Diabas ist vorwiegend ein Derivat einer melagabbrodioritischen Schmelze. Er drang präorogen in den nordiberischen, kambrischen Geosynklinaltrog ein, mit Kontaktwirkung, ohne Effusiverscheinungen. In die variszische Orogenese wurde er mit einbezogen.Eine von spanischer Seite erfolgte Benennung als Diorit und als Monzonit wird revidiert.

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In cambrian sediments of the Mountains of León/Northwestern Spain dikes of an intrusive diabase occure.Their mineral assemblage. secondarily alterated, consists of albite - chlorite - amphibole — epidote — quartz (greenschist-facies of metamorphism). Modal analyses are presented. Relicts demonstrate the alterations to have begun at the end of rock-crystallization (autometamorphically) and to be intensified by a subsequent epizonal dislocation. A genetic key-position is held by the formation of epidote as a product of replacement of plagioclases.The diabase is a preorogenic, initial and intrusive magmatite with basic chemical composition.A former nomination called diorite and monzonite is checked in favour of diabase.

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Resumen En estratos cambrianos de los Montes de León. Noroeste de España, se encuentra dikes de rocas diabasicas intrusivas.Sus componentes mineralógicos. muy alterados, son los siguentes — albita —clorita — hornablenda — epidota — cuarzo (Grünschieferfacies del metamorfismo). Restos de la primera mineralización muestran que las alteraciones empezaron en et final de la eristalización y aumentaron en una dislocación sucesiva en poco grado metamórfico. Mucha importancia para et desarrollo de las alteraciones tiene la saussuritisazión de los feldespatos.Las rocas eruptives son preorogénico de edad, las son initial y intrusivo y tienen la composición chimica del typo basico.Clasificaciones anteriores Como de diorita y de monzonita son revisadas al favor del nombre diabas.

     

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.

     

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.     

Identifying trends in groundwater quality using residence time indicators: an example from the Permian aquifer of Dumfries, Scotland

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.

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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.

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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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Evaluation of geothermal flow at the springs in Aragón (Spain), and its relation to geologic structure

The geothermal flow which emerges by convection at the springs in Aragón is evaluated, and compared with the theoretical heat flow which permeates the surface of the region by conduction. The geological materials through which the convection takes place are defined (geothermal formations), and the areas where thermal convection appears most intensely are related.

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Resumen En el presente trabajo se evalúa el flujo geotérmico que emerge por convección en los principales manantiales de aguas termales de Aragón (España), comparándolo con el flujo geotérmico que penetra en la corteza terrestre por conducción. Se definen las formaciones geotérmicas y se estudian las áreas en las que se concentra de forma preferente ese flujo termal por convección.

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Résumé Le flux géothermique qui émerge par convection à la source Aragon est évalué, et comparé avec le flux de chaleur théorique par conduction. Le matériel géologique dans lequel la convection prend place est défnit (formations géothermiques) et les zones qui manifestent les plus importantes convections thermiques sont relatés.

     

Klimazeugen im Paläozoikum Brasiliens

Zusammenfassung Zwei Sedimentationsschwerpunkte sind im brasilianischen Paläozoikum nachzuweisen, der (siluro-)unterdevonische und der (permo-)karbonische. Der Hiatus ist nicht auf Faltung zurückzuführen, scheint aber klimatische Bedeutung zu haben.Ob die drei paläozoischen Ablagerungsgebiete einmal zu einem gro\en Sedimentationsraum verbunden waren, ist nicht bekannt. Nimmt man das aber an, dann war dieses Sedimentationsgebiet im Norden marin, wurde jedoch nach Süden zunehmend limnisch-fluviatil. Das Unterdevon hat im Amazonas-Gebiet eine boreale Fazies, im Parnaíba- und im Paraná-Becken jedoch eine glazigene mit australen Faunenelementen in den marinen Einschaltungen. Das Ober-Karbon ist im Amazonas- und im Parnaíba-Becken warmklimatisch entwickelt, während es allein nur im Paraná-Becken glazial ausgebildet ist.

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Resumen No Brasil foram comprovadas duas éras importantes de sedimentaÇÃ opaleozóica, isto é a (siluro-)infradevónica e a (permo-)carbónica. O intervalo entre estas duas formaÇÕes nÃo foi causado pela orogenese, mais sim, mais pelas influÊncias climáticas.Ainda nÃo se sabe, si as trÊs bacias brasileiras de sedimentaÇÃo no paleozóico estavam ligadas entre si, formando assim uma bacia grande. No caso aceitarmos esta hipóteze, entÃo esta bacia se caracteriza da seguinte forma: ao norte marítima e mais para o sul lagunar-fluvial. O infradevónico apresenta na regiÃo do Amazonas facies boreal, na regiÃo do Parnaíba e do Paraná já elementos de fauna glacial e austral com intercalaÇÕes marinas. Já o carbónico superior se apresenta na regiÃo do Amazonas e do Parnaíba de clima quente, enquanto que a regiÃo do Paraná é de origem glacial.

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Erweiterte Fassung des auf der Klima-Tagung in Köln am 6. 3.1964 gehaltenen Vortrags.     

Nitrate Pollution In Groundwater In Selected Districts Of Nepal

A survey was made of the nitrate concentrations in groundwater from one hundred wells in the Patan and Bhaktapur districts of the Bagmati zone and the Chitwan district of the Narayani zone, Nepal. The former districts are urban and the latter rural. Although the survey is small, it has demonstrated that there is a significant incidence of nitrate concentrations that exceed the World Health Organization's recommended limit for drinking water and that drinking-water supplies from many other wells are approaching this limit. A need exists for a larger study to determine how widespread the problem is. The primary cause is probably nitrification of nitrogen excreted by humans and to a lesser extent by animals inside settlements. RÉSUMÉ: Un inventaire des teneurs en nitrates dans les eaux souterraines a été dressé à partir d'une centaine de puits des districts de Patan et Bhaktapur de la région de Bagmati et du district de Chitwan dans la région de Narayani, au Népal. Les premiers districts sont urbains et le dernier, rural. Bien que l'inventaire soit limité, il a été démontré q'il existe des teneurs en nitrates dépassant les normes recommandées par l'Organisation Mondiale de la Santé pour les eaux potables, et que l'eau de nombreux autres puits, utilisés pour l'eau potable approche cette limite. Il est necessaire d'effectuer une étude plus détaillée pour connaître l'extension de ce problème. La cause première en est probablement la nitrification de l'azote de la pollution domestique et, à un moindre niveau, celle des animaux en étables. RESUMEN: Se llevó a cabo una campaña de muestreo de las concentraciones de nitrato en el agua subterránea en 100 pozos localizados en los distritos de Patan y Bhaktapur, en la zona de Bagmati, y en el distrito de Chitwan, en la zona de Narayani, Nepal. Los primeros distritos son urbanos y el último rural. Aunque la campaña es reducida, se ha manifestado que hay una incidencia significativa de concentraciones de nitrato que exceden el límite recomendado por la Organización Mundial de la salud (OMS) para agua potable; asimismo, los suministros de agua potable de otros pozos se están acercando a dicho límite. Haría falta un estudio más completo para determinar la extensión del problema. La causa fundamental probablemente sea la nitrificación de residuos orgánicos humanos y en menor medida, procedentes de animales.     

Relationships Among Hydraulic Characteristics Of The Dammam Aquifer And Wells In Kuwait

The Dammam Formation is a karstic aquifer in Kuwait that has a large range of transmissivity and, hence, productivity. The statistical analysis of 97 observations of transmissivity and specific capacity show the strong influence of outliers. A comparison of median values of these parameters indicates that the well field Shigaya C is the most productive and the Sulaibiya well field is the least productive. Logarithmic transformations of specific capacity and transmissivity show a positive linear relationship. Correlation between well losses for 47 wells with transmissivity and specific capacity does not indicate a definite trend; however, a positive log-linear relationship is indicated between well loss and the ratio of discharge and transmissivity. Logarithms of well loss constants show a negative linear relationship with logarithms of transmissivity and specific capacity. These relationships are useful for estimating hydraulic characteristics that are needed for the designs of wells and well fields and for preliminary water-resources evaluations. RÉSUMÉ: La formation de Damman au Koweit est un aquifére karstique qui présente une large transmissivité T et de coefficient d'emmagasinement S montre la forte influence des valeurs extrêmes. Une comparaison des valeurs de la méidane de ces paramètres montre que le champ captant de Shigaya C est le plus productif et que celui de Sulaubiya est le moins productif. Il existe une corrélation positive linéaire entre log T et log S. La corrélation entre les pertes en puits de 47 puits et T et S ne présente aucun lien significatif. Il existe cependant une relation positive log-linéaire entre pertes en puits et le rapport débit/transmissivité. De même, une relation négative log-linéaire est établie entre les pertes en puits et T et S. Ces relations sont utilisées pour estimer les caractéristiques hydrauliques de la formation à partir desquelles sont positionnés les puits et définis les champs captants et est basée l'évaluation préliminaire des ressources en eau. RESUMEN: La Formación Damman es un acuífero kárstico situado en Kuwait que presenta un amplio rango de transmisividades y, por tanto, de rendimientos. El análisis estadístico de 97 observaciones de transmisividad y capacidad específica muestra la gran influencia de valores anómalos. La comparación de valores medianos de dichos parámetros indica que el campo de pozos Shigaya C es el más productivo y que el Sulaibiya es el menos productivo. Las transformaciones logarítmicas de capacidad específica y transmisividad se relacionan linealmente de forma positiva. La correlación entre las pérdidas en los pozos con transmisividad y capacidad específica, a partir de datos en 47 pozos, no indican una tendencia definida; sin embargo, si se muestra una relación log-lineal positiva entre pérdidas en el pozo y la relación entre descarga y transmisividad. El logaritmo de las pérdidas en el pozo muestra una relación lineal negativa con los logaritmos de transmisividad y capacidad específica. Estas relaciones son útiles para estimar las características hidráulicas que son necesarias para el diseño de pozos y de baterías de pozos y para las evaluaciones preliminares de recursos hidráulicos.     

Hydrogeochemistry of the Goulburn Valley region of the Murray Basin, Australia: implications for flow paths and resource vulnerability

Groundwater in the Goulburn region of the Murray Basin (Australia) contains solutes derived mainly from evapotranspiration of rainfall-derived marine aerosols, silicate dissolution, and ion exchange. ¹⁴C data indicate that groundwater in the Shepparton Formation recharges vertically across the region, whereas groundwater in the Calivil–Renmark Formation shows a greater component of lateral flow. The overall pattern of geochemical and stable isotope variations implies that long-term vertical groundwater flow into the Calivil–Renmark Formation has occurred over thousands of years. Elevated C, N, and F concentrations, together with variable Cl/Br ratios and ¹⁸O values, suggest that short-term (years to decades) flow of surface water into the Calivil–Renmark Formation also occurs locally. The high degree of vertical flow implies that the high-quality groundwater resources of the Calivil–Renmark Formation are vulnerable to surface contamination. Groundwater in both the Shepparton and Calivil–Renmark Formations yields ¹⁴C ages of up to 20 ka that imply that, overall, recharge rates are low and that, consequently, the groundwater resource in both formations could be impacted by over abstraction.

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Resumen Las aguas subterráneas de la región de Goulburn, en la cuenca del río Murray (Australia), contienen solutos procedentes principalmente de la evaporación de agua de lluvia, disolución de silicatos e intercambio iónico. Aunque la variabilidad espacial de la hidrogeoquímica es reducida, el contenido total de sales disueltas en las aguas subterráneas de la formación no confinada de Shepparton es generalmente mayor que el del acuífero inferior confinado de la Formación Calivil–Renmark. Los datos de ¹⁴C, ³H y geoquímica sugieren que la recarga del acuífero de la Formación Shepparton es por infiltración (vertical) en toda la región, mientras que la Formación Calivil–Renmark tiene una mayor proporción de aportes laterales. Sin embargo, a escala local se produce recarga vertical en la Formación Calivil–Renmark, hecho que indica que este recurso es vulnerable a la contaminación. Las aguas subterráneas de ambas formaciones tienen edades de hasta 20.000 años, según datos de ¹⁴C, lo que implica que las tasas de recarga son bajas y, en consecuencia, que podría haber impactos asociados a la sobreexplotación del recurso. Las aguas subterráneas recientes de la región se caracterizan por relaciones molares muy variables de Cl/Br (de 50 a 1.200), reflejando la química de una precipitación semiárida que se ve modificada posteriormente por disolución de halita, asociada con terrenos secos y riego con aguas salinas. Las aguas subterráneas más profundas presentan relaciones más uniformes de Cl/Br (entre 500 y 800), y probablemente reflejan que la recarga se produjo en condiciones climáticas más húmedas que las actuales.

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Résumé Les eaux souterraines de la région de Goulburn dans le bassin de Murray (Australie) contiennent des solutés provenant essentiellement de lévaporation des pluies, de la dissolution de silicates et déchanges dions. Alors quil y a peu de variations spatiales du chimisme des eaux souterraines, les concentrations en sels dissous totaux des eaux souterraines de laquifère libre de la formation de Shepparton sont en général plus élevées que celles des eaux souterraines de laquifère captif sous-jacent de la formation de Calivil-Renmark. Des données de carbone-14, de tritium et de géochimie indiquent que laquifère de la formation de Shepparton est rechargé verticalement dans toute la région, tandis que laquifère de la formation de Calivil-Renmark présente une plus forte composante découlement latéral. Toutefois, localement, il se produit une recharge verticale de laquifère de la formation de Calivil-Renmark, ce qui indique que cette ressource est vulnérable à la contamination. Les eaux souterraines des formations de Shepparton et de Calivil-Renmark présentent toutes deux des âges carbone-14 de plus de 20 ka, ce qui implique des taux de recharge très faibles et, par conséquent, que leur ressource peut être affectée par des prélèvements excessifs. Les eaux souterraines récentes dans cette région sont caractérisées par un rapport molaire Cl/Br très variable (de 50 à 1200), qui reflète le chimisme de pluies en région semi-aride modifié en conséquence par la dissolution de la halite associée à la salinité due aux terres sèches et à lirrigation. Les eaux souterraines plus profondes possèdent des rapports Cl/Br plus uniformes (de lordre de 500 à 800) et reflètent probablement des eaux de recharge sous des conditions climatiques plus humides que les conditions actuelles.

     

Developing A National Groundwater-Monitoring Network In Korea

Since the 1960's, the groundwater resources of Korea have been developed without a proper regulatory system for monitoring and preservation, resulting in significant source depletion, land subsidence, water contamination, and sea-water intrusion. With the activation of the "Groundwater Law" in June 1994, the government initiated a project to develop a groundwater-monitoring network to describe general groundwater quality, to define its long-term changes, and to identify major factors affecting changes in groundwater quality and yield. In selecting monitoring locations nationwide, criteria considered are 1) spatial distribution, 2) aquifer characteristics of hydrogeologic units, 3) local groundwater flow regime, 4) linkage with surface hydrology observations, 5) site accessibility, and 6) financial situations. A total of 310 sites in 78 small hydrologic basins were selected to compose the monitoring network. Installation of monitoring wells is scheduled to start in 1995 for 15 sites; the remainder are scheduled to be completed by 2001. At each site, a nest of monitoring wells was designed; shallow and deep groundwater will be monitored for water temperature, pH, EC, DO and TDS every month. Water-level fluctuations will also be measured by automatic recorders equipped with pressure transducers. As a next step, the government plans to develop a groundwater-database management system, which could be linked with surface hydrologic data. RÉSUMÉ: Depuis les années 60, les ressources en eaux souterraines de la Corée ont été mises en valeur sans dispositif réglementaire adapté de surveillance et de protection, ce qui a provoqué la diminution significative des apports, la subsidence des sols, la contamination de l'eau et l'intrusion d'eau marine. Avec la mise en vigueur de la "Loi sur les Eaux Souterraines", en juin 1994, le gouvernement a lancé un programme de réalisation d'un réseau de surveillance des eaux souterraines afin de décrire la qualité générale des eaux souterraines, de définir les variations à long terme et d'identifier les principaux facteurs responsables des variations de la qualité et du débit des eaux souterraines. Pour sélectionner les sites de contrôle à l'échelle du pays, les critères retenus sont les suivants: 1) la répartition spatiale, 2) les caractères aquifères des unités hydrologiques, 3) le régime local des écoulements souterrains, 4) le lien avec les observations faites en hydrologie de surface, 5) l'accessibilité des sites et 6) le réseau de surveillance. La mise en place de piézomètres de contrôle a été programmé pour le début de 1995, sur 15 sites; le reste est prévu d'ici à 2001. Sur chaque site, un groupe de piézomètres de contrôle a été prévu; la température, le pH, la conductivité électrique et la minéralisation des eaux souterraines superficielles et profondes seront mesurés chaque mois. Les variations du niveau piézométrique seront aussi mesurées au moyen de capteurs de pression reliés à des chaînes d'acquisition. Dans une étape ultérieure, le gouvernement prévoit de créer un système de gestion d'une banque de données sur les eaux souterraines, qui seront reliées aux données sur les eaux de surface. RESUMEN: Desde los años 60, los recursos de agua subterránea en Corea han sido desarrollados sin un sistema de regulación adecuado de control y conservación. Esto ha resultado en una disminución de los recursos, problemas de subsidencia, contaminación de aguas e intrusión marina. Con la activación de la "Ley de Aguas Subterráneas" en junio de 1994, el gobierno inició un proyecto para la instalación de una red de control de agua subterráneas con el objeto de establecer su calidad, definir sus variaciones a largo plazo e identificar los factores principales que afectan tanto su calidad como el suministro. Los criterios para seleccionar los puntos de control en todo el país fueron: 1) su distribución espacial, 2) las características de las unidades hidrogeológicas, 3) el régimen de flujo local, 4) su relación con el comportamiento observado de las aguas superficiales, 5) su accesibilidad, y 6) criterios económicos. Se seleccionaron un total de 310 lugares, situados en 78 pequeñas cuencas hidrológicas, para formar la red de control. La instalación de los pozos de control está previsto que empiece en 1995 para 15 puntos; el resto se deberá completar hacia el año 2001. En cada localización seleccionada se ha previsto un conjunto de pozos con el objetivo de tomar medidas, tanto en aguas subsuperficiales como profundas, de temperatura del agua, pH, CE, DO y TSD, mensualmente. Las oscilaciones de niveles del agua también se medirán, mediante registros automáticos conectados a transductores de presión. Como paso siguiente, el gobierno tiene previsto desarrollar un sistema de gestión de bases de datos hidrogeológicas, que pudiera conectarse con los datos de hidrología superficial.     

Mechanism of uplift deformation of the dam foundation of Jiangya Water Power Station, Hunan Province, P.R. China

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.

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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.

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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.

     

A very large scale GIS-based groundwater flow model for the Nubian sandstone aquifer in Eastern Sahara (Egypt,northern Sudan and eastern Libya)

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.

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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.

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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.

     

Hydrogeochemistry of the permafrost zone in the central part of the Yakutian diamond-bearing province,Russia

The hydrogeochemical characteristics and zonation of the permafrost zone in the central part of the Yakutian diamond-bearing province formed mainly under the influence of cryogenic processes that occurred in the late Cenozoic. On the basis of field and experimental studies, conclusions were formulated that the perennial cryogenesis of the sedimentary cover in this region resulted in increasing the concentration of carbonate and sulfate compounds in groundwaters as well as increasing the concentration of easily soluble compounds (sodium, magnesium, and calcium chlorides).

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Resumen Las características hidrogeoquímicas y la zonación del permafrost existente en el centro de la provincia de Yakutia, rica en diamantes, se formaron fundamentalmente bajo la influencia de procesos criogénicos durante el tramo final del Cenozoico. Con base en estudios de campo y experimentales, se ha concluido que la criogénesis perenne de la cubierta sedimentaria de la región ha provocado un aumento de la concentración de compuestos de carbonato y sulfato en las aguas subterráneas, además de incrementar la concentración de compuestos solubles, como el sodio, magnesio y cloruros de calcio.

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Résumé Les caractéristiques hydrogéochimiques et la zonation de la région de permafrost dans la partie centrale de la province diamantifère de Yakoutie ont été acquises principalement sous l'influence des processus cryogéniques qui existent depuis la fin du Tertiaire. Sur la base d'études expérimentales et de terrain, on conclut que la cryogenèse permanente de la couverture sédimentaire de cette région a provoqué un accroissement de la concentration des composés carbonatés et sulfatés dans les eaux souterraines, en même temps que celui de composés facilement solubles, comme les chlorures de sodium, de magnésium et de calcium.

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