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.

     

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.

     

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.

     

Zur Stratigraphie des Devons in Asturien (Nordspanien)

Zusammenfassung Die Bearbeitung der durchCharles Barrois (1882) klassisch gewordenen Küstenprofile Asturiens führte zu einer Anzahl neuer stratigraphischer Erkenntnisse. So gehört die bisher in den übergang Ludlow/Devon gerechnete Folge der klastischen Furada-Zone noch ganz in das Gotlandium, während die Kalke und Mergel der Nieva-Schichten das tiefere Devon repräsentieren. In die EmsStufe zu stellen sind die überwiegend schiefrigen Ferroñes- und wahrscheinlich der Hauptanteil der Aguión-Schichten. Das Eiflium besteht aus Kalken (Basis- und Moniello-Kalke), darüber liegt die mächtige Serie desGosseletia-Sandsteins. Im Givet sind massige Korallen-Hydrozoen-Kalke mitStringocephalus burtini Defr. entwickelt (Untere Candás-Kalke). Bis zum Mittleren Frasnium reichen die stärker tonigen Oberen Candás-Kalke. Oberes Frasnium, Famennium und ein gro\er Teil des Unterkarbons werden durch die geringmächtigen Eisensandsteine von Piñeres vertreten, denen konkordant und offenbar ohne grö\ere Schichtlücke Goniatiten-Knollenhalke (Marbre griotte) des Oberen Visé aufliegen.

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Resumen Recientes estudios sobre la costa asturiana nos han proporcionado nuevos conocimientos estratigráficos. Las capas de Furada que hasta el presente eran consideradas como eslabón entre el Ludlow y el Devónico hay que encuadraclas en el Gotlandiense. Las calizas de Nieva representan el punto de partida del Devoniano. Los estratos de Ferroñnes y probablemente la mayor parte de los de Aguión pertenecen al Emsiense. El Eifeliense se compone en su base de calizas sobre las que se extiende la imposante serie de areniscas deGosseletia. En el Givetiense se han desarrollado calizas masivas de corales en que se contiene elStringocephalus burtini Defr. (calizas inferiores de Candás). Las calizas superiores de Candás, mas arcillosas que los anteriores, llegan hasta el Frasniense medio. Las arensiscas ferríferas de Piñeres representan el periodo Frasniense superior, el Famenniense e incluso gran parte del carbonifero inferior, sobre estas capas, sin interrupciones estratigráficas y concordando con ellas descansan la calizas de goniatites del Viséense superior (Mabre griotte).

     

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.

     

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.     

Jarosite: A silver bearing mineral of the gossan of Rio Tinto (Huelva) and La Union (Cartagena,Spain)

The mineralogy of the gossans of Rio Tinto and La Unión is studied. Special emphasis has been paid to the occurrence of jarosite group minerals because they constitute silver bearing material of technical importance. After granulometric separation of the fractions, magnetic separation was used to concentrate the jarosite-group minerals. Plumbojarosite, natrojarosite and argentojarosite were identified by X-ray diffraction techniques. The spatial deposition of jarosite, goethite and hematites has been studied in different samples and the sequence interpreted on the basis of the known literature. The silver content, as determined by SEM, indicates abundant silver deposition in an early phase of gossanization. The recovery in the industrial plant has been analyzed comparing the mineralogy of the whole one and the residues of flotation. This study reveals that the industrial process used today leaves unaltered the proportion of the jarosite minerals entering and leaving the plant.

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Resumen En este trabajo se estudia la mineralogía del gossan de Rio Tinto y La Unión. Se hace enfasis especial en los minerales del grupo de la jarosita, por ser los principales portadores de plata y de importancia técnica. Para concentrar los minerales de la jarosita se realizó una separación magnética previa. Plumbojarosita, natrojarosita y argentojarosita se identificaron mediante difracción de rayos X. Se ha estudiado la deposición espacial de jarosita, goethita y hematites y se ha interpratado sus secuencias en base a la bibliografía que se conoce. La distribución del contenido en plata, realizada mediante S. E. M. a puesto de manifiesto que la deposición de plata es más abundante en la primera fase de gossanización. La recuperación de la plata en la planta industrial ha sido analizada comparando la mineralogía del todo uno y del residuo del proceso de flotación. En general el proceso de flotación no concentra la plata quedando practicamente inalterada la proporción de minerales de la jarosita que entran y salen de la planta de tratamiento.

     

California's evolution toward integrated regional water management: a long-term view

Water resources sustainability hinges on interrelated physical, chemical, biological, and human processes, all of which may affect the quantity and quality of available water supplies. California's decades-long transition process from intensive and often unmanaged groundwater development toward more effective, sustainable integrated water resources management has resulted in important lessons. The process offers insights to other countries that seek to achieve sustainability. Long-term systematic groundwater and surface water monitoring programs and ongoing assessment of regional groundwater systems are an integral part of management. On local to global scales, the need for fundamental data, regional resources assessments, and increased support for scientific and technological advances is becoming increasingly apparent. The scientific community must enhance society's understanding of the essential links between basic data needs and the advancement and application of scientific approaches for effective water management. Correspondingly, scientific and political communities must coordinate common interests in endeavors toward sustainable management. Public outreach is a necessary complement to achieve sustainability goals and garner support for the programs needed to develop water policies based on sound science, manage water resources, and meet future water demands while avoiding unacceptable impacts.

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Resumen La sostenibilidad de los recursos hídricos gira sobre procesos interrelacionados físicos, químicos, biológicos y humanos, todos los cuales pueden afectar la cantidad y calidad de fuentes disponibles de agua. El proceso de transición de varias décadas que ha experimentado California, a partir de un desarrollo intensivo y frecuentemente carente de gestión de aguas subterráneas, hacia una gestión más efectiva, sostenible e integrada de recursos hídricos ha dado por resultado lecciones importantes. Este proceso ofrece alternativas para otros países que buscan alcanzar sostenibilidad. Los programas de monitoreo sistemático a largo plazo de agua superficial y agua subterránea, y las evaluaciones actuales de sistemas regionales de agua subterránea constituyen una parte integral de la gestión. Se hace cada vez más evidente, a escala global y local, la necesidad de datos básicos, evaluaciones regionales de recursos, y apoyo creciente para avances científicos y tecnológicos. La comunidad científica tiene que estimular el entendimiento de la sociedad de las relaciones fundamentales entre las necesidades de datos básicos y los avances y aplicación de enfoques científicos para un manejo efectivo del agua. Del mismo modo, las comunidades científicas y políticas tienen que coordinar intereses comunes en los esfuerzos hacia una gestión sostenible. El involucramiento del público es un complemento necesario para alcanzar los objetivos de sostenibilidad y obtener apoyo para los programas necesarios que permitan desarrollar políticas hídricas basadas en ciencia sana, gestión de recursos hídricos, y alcanzar las demandas futuras de agua mientras se evitan impactos inaceptables.

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Résumé La durabilité des ressources en eau est à la charnière de processus physiques, chimiques, biologiques et humains, tous inter-reliés et à même d'affecter la quantité et la qualité de la disponibilité en eau d'alimentation. Les processus de transition décadaires en Californie, entre un développement intensif et non contrôlé des eaux souterraines, à un système plus rentable et durable de gestion intégrée des ressources en eau, a permis de conclure sur d'importantes leçons. Ce processus offre, en effet, des perspicacités à d'autres pays qui cherchent à concrétiser la durabilité. Les programmes systématiques de surveillance des eaux souterraines et de surface, sur le long terme, font parti intégrant de ce type de gestion. De l'échelle locale à l'échelle globale, la nécessité de données fondamentales, de bilans régionaux des ressources, et d'un support croissant aux avancées scientifiques et techniques, est devenu de plus en plus apparent. La communauté scientifique doit améliorer la compréhension de la société, en ce qui concerne les liens essentiels entre le besoin de données et l'avancement et l'application des approches scientifiques pour une gestion efficace de l'eau. De la même manière, les communautés scientifiques et politiques doivent coordonner leurs intérêts communs en se démenant pour une gestion durable. La mobilisation du publique est un complément nécessaire pour accomplir les objectifs de la durabilité, et rassembler le support aux besoins des programmes, de manière à développer des politiques de l'eau basées sur une science juste, à gérer les ressources en eau et satisfaire les futures demandes tout en évitant des impacts non acceptables.

     

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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Validation of an intrinsic groundwater pollution vulnerability methodology using a national nitrate database

The importance of groundwater for potable supply, and the many sources of anthropogenic contamination, has led to the development of intrinsic groundwater vulnerability mapping. An Analysis of Co-Variance and Analysis of Variance are used to validate the extensively applied UK methodology, based upon nitrate concentrations from 1,108 boreholes throughout England and Wales. These largely confirm the current aquifer and soil leaching potential classifications and demonstrate the benefits of combining soil and low permeability drift information. European legislation such as the Water Framework Directive will require more dynamic assessments of pollutant risk to groundwater. These results demonstrate that a number of improvements are required to future intrinsic groundwater vulnerability methodologies. The vertical succession of geological units must be included, so that non-aquifers can be zoned in the same way as aquifers for water supply purposes, while at the same time recognising their role in influencing the quality of groundwater in deeper aquifers. Classifications within intrinsic vulnerability methodologies should be based upon defined diagnostic properties rather than expert judgement. Finally the incorporation into groundwater vulnerability methodologies of preferential flow in relation to geological deposits, soil type and land management practices represents a significant, but important, future challenge.

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Resumen La importancia de las aguas subterráneas en el abastecimiento de agua potable, y las muchas fuentes de contaminación antropogénica, ha llevado al desarrollo del mapeo de vulnerabilidad a la contaminación intrínseca de aguas subterráneas. Se han utilizado un análisis de co-varianza y análisis de varianza para validar la metodología que se ha aplicado extensamente en UK basada en concentraciones de nitrato de 1108 pozos a través de Inglaterra y Gales. Se confirma ampliamente las clasificaciones actuales de acuíferos y potencial de lixiviación del suelo y se demuestra los beneficios de combinar la información de suelos y derrubios de baja permeabilidad. La legislación europea tal como el Marco Directivo del Agua requerirá evaluaciones más dinámicas del riesgo a la contaminación de agua subterránea. Estos resultados demuestran que se requieren varias mejoras en las metodologías futuras de vulnerabilidad intrínseca a la contaminación de agua subterránea. Tiene que incluirse la secuencia vertical de las unidades geológicas de modo que las unidades que no son acuíferos puedan zonificarse de la misma manera que los acuíferos con fines de abastecimiento de agua, mientras que al mismo tiempo se reconozca el papel que tienen en la influencia de la calidad de agua subterránea en acuíferos profundos. Las clasificaciones de las metodologías de vulnerabilidad intrínseca deberían basarse en las propiedades diagnósticas características más que en el juicio experto. Finalmente la incorporación de flujo preferencial en las metodologías de vulnerabilidad de agua subterránea en relación a las formaciones geológicas, tipo de suelo y prácticas de manejo de la tierra representa un desafío futuro no solo significativo sino que importante.

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Résumé Limportance des eaux-souterraines pour lalimentation en eau potable, et les multiples sources de contaminations anthropiques, ont conduit au développement de cartes de vulnérabilité intrinsèque des eaux souterraines aux pollutions. Une analyse de la co-variance et lanalyse de la variance sont utilisées pour valider la méthodologie extensive utilisée en UK, basée sur les concentration en nitrates de 1108 forages en Angleterre et en Ecosse. Ceci confirme les classifications courantes basées sur la nature des aquifères et le potentiel de lessivage des sols, et démontre le bénéfice que lon peut tirer à combiner linformation dérivant des sols et des faibles perméabilités. La législation européenne telle la Directive Cadre Européenne demandera des évaluations plus dynamiques des risques de pollution affectant les eaux souterraines. Ces résultats démontrent quun certain nombre daméliorations sont nécessaires aux futures méthodes de vulnérabilité intrinsèque des eaux souterraines. La succession verticale dunités géologiques doit être pris en compte, de telle manière que les parties non-aquifères puissent être zonées de la même manière que les aquifères pour lapprovisionnement en eaux potables, et reconnaître par la même occasion leur influence sur la qualité des eaux souterraines dans les aquifères profonds. Les classifications utilisées dans les méthodes de vulnérabilité intrinsèque devraient être basées sur les propriétés dun diagnostique défini plutôt que sur un jugement expert. Finalement lincorporation, dans les méthodes de vulnérabilité intrinsèque, des écoulements préférentiels en relation avec les formations géologiques, les types de sol et les pratiques daménagement du territoire représentent un challenge futur significatif et ortant.

     

Applicability of the most frequent value method in groundwater modeling

The Most Frequent Value Method (MFV) is applied to groundwater modeling as a robust and effective geostatistical method. The Most Frequent Value method is theoretically derived from the minimization of the information loss called the I-divergence. The MFV algorithm is then coupled with global optimization (Very Fast Simulated Annealing) to provide a powerful method for solving the inverse problems in groundwater modeling. The advantages and applicability of this new approach are illustrated by means of theoretical investigations and case studies. It is demonstrated that the MFV method has certain advantages over the conventional statistical methods derived from the maximum likelihood principle.

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Resumen El Método del Valor Mas Frecuente (VMF), es aplicado al modelamiento de agua subterránea, como un método geoestadístico simple y efectivo. Este método es derivado teóricamente de la acción de reducir al mínimo la pérdida de información, llamada así divergencia – I. El algoritmo del VMF es entonces acoplado con optimización global(Very Fast Simulated Annealing), para obtener así un método efectivo que resuelva los problemas inversos en el modelamiento de aguas subterráneas. Las ventajas y aplicabilidad de esta aproximación nueva son ilustradas a través de investigaciones teóricas y estudios de caso. Se demuestra que el método VMF tiene ciertas ventajas sobre los métodos estadísticos convencionales derivados del principio de la probabilidad máxima.

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Résumé On a appliqué la méthode de la valeur la plus fréquente (VPF) comme une méthode géostatistique robuste et efficace pour modéliser les eaux souterraines. Du point de vue théorique, la méthode de VPF part de la minimisation de linformation perdue, dénommée I-divergence. On couple après lalgorithme de la méthode de VPF avec la méthode doptimisation globale affin de réaliser une méthode performante pour résoudre le problème inverse dans le domaine des eaux souterraine. Les avantages et les possibilités dapplication de cette nouvelle approche sont illustrées par des investigations théoriques, ainsi que par des études de cas. On montre que la méthode de VPF présente certains avantages par rapport des méthodes statistiques conventionnelles basées sur le principe de la probabilité maximale.

     

Characterising the main karst aquifers of the Alvand basin, northwest of Zagros, Iran, by a hydrogeochemical approach

The Alvand River basin, situated in the northwest of the Zagros mountain range, Iran, drains carbonate aquifers through some important karst springs. The physical, chemical and isotopic characteristics of spring water were studied for two years in order to assess the origin of groundwater and determine the factors driving the geochemical composition. Principal components analysis was used to identify the main factors controlling the water chemistry. Two groups of springs were identified: (1) low mineralisation, ion concentration, especially sulphate, low temperature, light isotope composition and high elevation of the recharge area, and (2) moderate to high mineralisation, especially sulphate, higher temperature, heavy isotope composition and low altitude of the recharge area. The main factors controlling the groundwater composition and its seasonal variations are the geology, because of the presence of evaporite formations, the elevation and the rate of karst development. In both groups, the carbonate chemistry is diagnostic of the effect of karst development. The supersaturation with respect to calcite indicates CO₂ degassing, occurring either inside the aquifer in open conduits, or at the outlet in reservoirs. The undersaturation with respect to calcite shows the existence of fast flow and short residence-time conditions inside the aquifer. A PCA analysis showed that, contrary to most developed karst systems, where dilution occurs during the wet season, leaching of the gypsum-bearing Gachsaran Formation by rainwater produced higher mineralisation.

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Resumen La cuenca del río Alvand, situada en el noreste de la cadena montañosa Zagros drena acuíferos compuestos por carbonatos a través de manantiales kársticos. Durante dos años se estudiaron las características físicas, químicas e isotópicas del agua de manantial con el objetivo de determinar el origen del agua subterránea y de los factores que controlan su composición geoquímica. Se utililizó el análisis de componentes principales para identificar los factores principales que controlan la química del agua. Se identificaron dos grupos de mantaniales: (1) de baja mineralización, concentración de iones especialmente sulfatos, y baja temperatura, composición de isotopos livianos y elevación alta del área de recarga, y (2) mineralización moderada y alta, especialmente, sulfatos, y temperatura más alta, composición de isotopos pesados y altitud más baja del agua de recarga. Los factores principales que controlan la composición del agua subterránea y sus variaciones estacionales son la geología debido a la presencia de formaciones evaporitas, la elevación y la tasa a la que se desarrolla el karst. En ambos grupos la química de los carbonatos es un diagnóstico del efecto del desarollo de la estructura kárstica. La supersaturación con respecto a la calcita indica presencia de CO₂ que está en proceso de degasificación que ocurre dentro de acuífero en conductos abiertos o a la salida en reservorios. La subsaturación en lo referente a la calcita muestra la existencia de flujo rápido y de tiempos cortos de residencia al interior del acuífero. El análisis de componentes principales muestra que a diferencia de la mayor parte de sistemas kársticos en donde la dilución ocurre durante la temporada de lluvias, la lixiviación de la formación Gachsaran que contiene yeso a causa de lluvia produce mineralizaciones más altas.

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Résumé Le bassin de la rivière Alvand, situé dans le nord-ouest de la chaîne de montagne Zagros, draine des aquifères carbonatés par le biais dun important réseau de sources karstiques. Les caractéristiques physiques, chimiques et isotopiques de leau provenant des sources ont été étudiées pendant deux ans afin de déterminer lorigine de leau souterraine et les facteurs responsables de sa composition chimique actuelle. Lanalyse des éléments chimiques majeurs a été utilisée pour identifier les processus qui contrôlent la composition chimique de leau. Deux groupes différents de sources ont été identifiés: (1) faible minéralisation et concentration en ions, spécialement en sulfates, faible température, composition isotopique légère et haute élévation de la zone de recharge, et (2) minéralisation moyenne à élevée, particulièrement en sulfates, température élevée, composition isotopique lourde et plus basse altitude de la zone de recharge. Les facteurs principaux qui contrôlent la composition et la variation saisonnière de leau souterraine sont la géologie, en raison de la présence dévaporites, lélévation et le taux de développement des karsts. Dans les deux groupes, la teneur en carbonates est un diagnostic de leffet du développement de la structure des karsts. La sursaturation par rapport à la calcite indique un dégazage en CO₂ qui a lieu soit à lintérieur de laquifère, dans les conduits ouverts, ou à sa sortie, dans les réservoirs. La sous-saturation par rapport à la calcite indique lexistence dun écoulement rapide et un faible temps de résidence dans laquifère. Une analyse des éléments chimiques majeurs a démontré que contrairement aux systèmes de karst les mieux développés où la dilution a lieu lors de la saison humide, le lessivage du gypse de la formation de Gachsaran par leau de pluie produit une minéralisation plus élevée.

     

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.

     

Hydrochemical tracers in the middle Rio Grande Basin,USA: 2. Calibration of a groundwater-flow model

The calibration of a groundwater model with the aid of hydrochemical data has demonstrated that low recharge rates in the Middle Rio Grande Basin may be responsible for a groundwater trough in the center of the basin and for a substantial amount of Rio Grande water in the regional flow system. Earlier models of the basin had difficulty reproducing these features without any hydrochemical data to constrain the rates and distribution of recharge. The objective of this study was to use the large quantity of available hydrochemical data to help calibrate the model parameters, including the recharge rates. The model was constructed using the US Geological Surveys software MODFLOW, MODPATH, and UCODE, and calibrated using ¹⁴C activities and the positions of certain flow zones defined by the hydrochemical data. Parameter estimation was performed using a combination of nonlinear regression techniques and a manual search for the minimum difference between field and simulated observations. The calibrated recharge values were substantially smaller than those used in previous models. Results from a 30,000-year transient simulation suggest that recharge was at a maximum about 20,000 years ago and at a minimum about 10,000 years ago.

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Resumen La calibración de un modelo de aguas subterráneas con el apoyo de datos hidroquímicos ha demostrado que la recarga relativamente baja en la cuenca media del Río Grande es probablemente responsable de una depresión de aguas subterráneas en el centro de la cuenca y de la presencia de una cantidad considerable de agua del Río Grande en el acuífero del Grupo Santa Fe. Los modelos propuestos con anterioridad para la cuenca tenían dificultades para reproducir estas características ya que no tenían datos hidroquímicos que permitieran delimitar los ritmos y distribución de recarga. El objetivo del presente estudio consistió en utilizar una gran cantidad de datos hidroquímicos disponibles para ayudar a calibrar los parámetros del modelo, incluyendo los ritmos de recarga. El modelo se construyó utilizando los modelos MODFLOW, MODPATH, y UCODE del USGS, mientras que la calibración se realizó en base a concentraciones de ¹⁴C y a la posición de ciertas zonas definidas con los datos hidroquímicos. La estimación de parámetros se realizó en base a una combinación de técnicas de regresiones no lineares y a una búsqueda a viva fuerza del error mínimo entre los datos observados y los simulados. Los valores de recarga calibrados fueron significativamente más bajos que los estimados en los modelos anteriores. Los resultados de una simulación transitoria de 30,000 años sugieren que la recarga durante la última glacial máxima (LGM) fue diez veces el ritmo moderno, pero que la recarga que ocurrió inmediatamente después de la LGM fue más baja que el ritmo moderno.

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Résumé Le calibrage dun modèle hydrogéologique avec laide de données hydrochimiques a démontré que la recharge relativement faible dans le Grand Bassin du Middle Rio est vraisemblablement responsable dune dépression des eaux souterraines dans le centre du bassin et de la présence dune quantité substantielle deau du Rio Grande dans laquifère du Groupe de Santa Fe. Les modèles antérieurs avaient des difficultés à reproduire ses conclusions sans laide de données hydrochimiques pour contraindre les taux et la distribution de la recharge. Lobjectif de cette étude était dutiliser une grande quantité de données hydrochimiques permettant de calibrer les paramètres du modèle, et notamment les taux de recharge. Le modèle a été construit avec les logiciels MODFLOW, MODPATH et UCODE, et calibré en utilisant les concentrations en ¹⁴C et la position de certaines zones définies par les données hydrochimiques. Lestimation de certains paramètres a été réalisée en utilisant une combinaison de techniques de régression non linéaire et une méthode de recherche exhaustive (Brute Force Search) de lerreur minimum entre les résultats des observations et les simulations. Les valeurs de la recharge calibrée sont substantiellement plus basses que celles estimées dans les modèles antérieurs. Les résultats dune simulation en régime transitoire sur 30.000 ans suggèrent que la recharge au maximum de la dernière glaciation (last glacial maximum, LGM) était 10 fois supérieure au taux actuel, mais que la recharge qui a suivit la LGM était plus bas que la recharge actuelle.

     

Hydrological-drainage analysis in watershed-programme planning: a case from the Deccan basalt,India

Watershed development in India is being adopted increasingly as an integrated mechanism of addressing ecological concerns, particularly in dryland areas. Increasing groundwater recharge constitutes one of the principal objectives of watershed-development programmes because many parts of India face acute shortages of groundwater resources on which rural livelihood depends. A combination of hydrogeological mapping and drainage analysis can form an important tool for planning of watershed-development programmes. Studies on the Kurzadi watershed from the Deccan volcanic province in west-central India illustrate how this technique is useful in selecting sites for artificial recharge of groundwater.The Kurzadi river basin includes three third-order sub-basins that are compared for relative variability in surface-material permeability. Domains of high surface permeability typically indicate relatively higher length ratios and lower drainage density and stream frequency. In the Kurzadi watershed, drainage parameters reveal areas for recharge-related measures and areas where surface-water augmentation measures can be undertaken, even on lower, second-order streams.

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Resumen En la India, se está adoptando el desarrollo de cuenca de forma creciente como un mecanismo integrado para abordar las inquietudes ecológicas, particularmente en zonas áridas. El aumento de la recarga a los acuíferos constituye uno de los objetivos principales de los programas de desarrollo de cuenca, porque muchas zonas de la India deben afrontar períodos acusados de escasez de recursos de aguas subterráneas, de los que dependen los asentamientos rurales. La combinación de cartografía hidrogeológico y de análisis del drenaje puede significar una herramienta importante para la planificación de los programas de desarrollo de cuenca. Los estudios efectuados en la cuenca de Kurzadi, en la Provincia Volcánica de Deccan (región central-occidental de India) ilustran la utilidad de esta técnica con el objeto de seleccionar emplazamientos adecuados para la recarga artificial de acuíferos.La cuenca del río Kurzidi incluye tres subcuencas de tercer orden que han sido comparadas con respecto a la variabilidad relativa de la permeabilidad en superficie. Los dominios de alta permeabilidad superficial son indicadores típicos de relaciones de longitud relativamente mayores y de menor densidad de drenaje y frecuencia de curso fluvial. En la cuenca de Kurzadi, los parámetros de drenaje revelan áreas de medidas relacionadas con la recarga y áreas en las que se puede emprender medidas de aumento de agua superficial, incluso en cursos fluviales menores, de segundo orden.

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Résumé En Inde, la mise en valeur de bassins versants est en train d'être pris en compte de plus en plus comme un mécanisme intégrateur de problèmes concernant l'écologie, en particulier dans les régions sèches. L'accroissement de la recharge des nappes constitue l'un des principaux objectifs des programmes de mise en valeur des bassins versants, parce que de nombreuses régions de l'Inde doivent faire face à une grave pénurie de ressources en eau souterraine, dont dépendent les moyens d'existence en zones rurales. Une combinaison de cartographie hydrogéologique et d'analyse du drainage peut constituer un outil important de planification des programmes de développement des bassins. Des études sur le bassin de Kurzadi, dans la province volcanique du Deccan, dans le centre-ouest de l'Inde, illustre combien cette technique est utile pour décider des sites de recharge artificielle de nappe.Le bassin de la rivière Kurzadi est formé de trois sous-bassins de troisième ordre dont on a comparé la variabilité relative de la perméabilité de surface. Des domaines de forte perméabilité de surface dénotent bien des rapports de longueurs relativement plus forts et une densité de drainage et une fréquence de cours d'eau plus faibles. Dans le bassin de la rivière Kurzadi, les paramètres du drainage révèlent des zones convenant à des mesures relatives à la recharge et des zones où des mesures d'augmentation de l'eau de surface peuvent être entreprises, même sur des cours d'eau plus petits, de second ordre.

     

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.

     

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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Die W-Sn-Lagerstätte Chojlla,Cordillera Real,Bolivien Teil 1: Nebengestein und Tektonik

The W, Sn ore deposit of Mina Chojlla is situated in the Cordillera Real to the NE of La Paz within a thick pile of Lower Paleozoic slates near the contact to the alkaligranitic and granodioritic Taquesi-Mururata Batholith of Upper Triassic age. Due to the intrusion the slates, which during the Paleozoic had slightly been folded, became low grade metamorphic and were metasomatically turmalinized. The slates, which uniformly dip to the NE, are cut at right angle by a system of parallel orebearing quartz veins, which dip to the SW. They evidently are tensional features, but opening of joints was made possible only through a special orientation of stratification parallel to the tensional stress and normal to the compressional stress. The stress pattern was generated in a shear zone as a consequence of an upward motion of the batholith with respect to its surroundings. Younger Andean tectonics first caused frequently repeated small bedding plane faults, and lateron a system of reversed faults.

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Resumen El yacimiento de wolfram y estaño de la mina Chojlla está ubicado en la Cordillera Real al Noreste de la Paz dentro de una secuencia muy potente de pizarras del Paleozoico inferior y cerca del contacto con el granito alcalino y la granodiorita del batolito Taquesi-Mururata de edad triásica superior. Debido a la intrusión, las lutitas ya levemente plegadas durante el ciclo hercínico fueron sometidas a un metamorfismo de bajo grado y a una turmalinización metasomática. Una serie de vetas mineralizadas, que están inclinadas hacia el SW, corta perpendicularmente a las pizarras inclinadas hacia el NE. Resultan de grietas de extensión, las cuales pudieron abrirse sólo por consecuencia de una orientación especial de la estratificación paralela al esfuerzo extensivo y perpendicular al esfuerzo compresivo. Estos esfuerzos pueden explicarse como componentes de un sistema de cizalla producido por un levantamiento tardío del batolito. La tectónica más reciente produjo primero frecuentes fallas en el plano de estratificación y luego un sistema tranversal de fallas inversas.

     

Dynamic scheme of water circulation in karstic aquifers as constrained by Sr and Pb isotopes. Application to the Hérault watershed,Southern France

This paper focuses on the relationship between the karst aquifers and the Hérault River (southern France) as a function of hydrologic conditions. The combination of major and trace element, and Sr and Pb isotopes determined on dissolved load in karstic springs makes it possible to identify a dynamic scheme of the hydrology of the karstic area.In the headwaters part of this area, the Sourcettes Spring is fed by an interrupted stream that infiltrates at the basement-sedimentary cover contact. Internal geochemical processes are also pointed out: (1) water–rock interactions during underground circulation, and (2) water originating from different layers of the aquifer may show different chemistry depending on the hydrological conditions. The Vernède Spring, is fed by a second water supply during high flows (previously considered as unconnected). Finally, the Cent-Fonts Springs have been confirmed to be fed by the Buège interrupted stream.Pb isotopes on the dissolved and particulate loads of the river samples make it possible to discriminate the natural (local rocks) versus anthropogenic (mining district and road traffic) Pb sources. The Pb isotope investigations on karstic water make it possible to differentiate between neighboring springs presenting identical Sr isotope and element ratios, and to point out different underground circulation.

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Resumen Este artículo trata de la relación río-acuífero kárstico en la cuenca de Hérault (Francia), en función de las condiciones hidrológicas. La combinación de elementos principales, elementos traza, e isótopos de estroncio y plomo en muestras de manantiales kársticos permite construir un esquema dinámico de la zona.El manantial de Sourcettes, en la parte alta de la región, está alimentado por una corriente interrumpida que se infiltra a través la cubierta sedimentaria del lecho. También, se apunta a los procesos internos geoquímicos: (1) interacciones roca-acuífero, (2) aguas procedentes de capas diferentes del acuífero, dependiendo de las condiciones hidrológicas. El manantial de Vernède, en el sector oriental de la cuenca, se nutre de una segunda fuente de agua en períodos de aguas altas, que anteriormente se consideraba desconenctada. Finalmente, se ha confirmado que los manantiales de Cent-Fonts captan las aguas del curso interrumpido del Buège.Los isótopos de plomo, tanto en fase disuelta como en suspensión de muestras de río, permiten discriminar entre orígenes naturales (rocas naturales) y antrópicos (minería y tráfico) de este elemento. Las investigaciones en aguas kársticas llevan a diferenciar entre manantiales vecinos que tienen relaciones de isótopos de estroncio idénticas, así como a proponer circulaciones distintas en el acuífero por drenaje o por mineralización no diseminada del plomo.

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Résumé Cet article s'intéresse à la relation entre le karst et une rivière dans le bassin de l'Hérault (France), en fonction des conditions hydrologiques. La combinaison des éléments majeurs, des traces et des isotopes de Sr et Pb déterminés dans la charge dissoute de sources karstiques permet de construire un schéma dynamique de la région karstique.Dans la partie la plus haute de cette région, la source des Sourcettes est alimentée par un cours d'eau qui s'infiltre au contact de la série sédimentaire sur le socle. Des processus géochimiques sont également mis en évidence: (1) des interactions eau-roche au cours du trajet souterrain, (2) de l'eau provenant de différents niveaux de l'aquifère en fonction des conditions hydrologiques. Dans la partie orientale du bassin, la source Vernède reçoit une seconde alimentation lors des fortes crues, précédemment considérée comme n'étant pas connectée. Finalement, on confirme que la source des Cent-Fonts est alimentée par les pertes de la rivière de la Buèges.Les isotopes du Pb dans les charges dissoute et solide des échantillons de rivières ont conduit à faire la distinction entre les sources naturelle (roches locales) et anthropique (mines et trafic routier). Les études sur les isotopes du Pb dans les eaux karstiques permettent de différencier les sources voisines présentant des rapports d'éléments et de signatures isotopiques du Sr identiques, et à distinguer différentes circulations souterraines drainant ou non des minéralisations disséminées de Pb.

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