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.

---

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.

---

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.

     

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

Insufficient attention has been given to management issues of groundwater in desertic aquifers, especially pumping policies and the proper design of well fields, i.e., the spatial distribution among wells and among well fields. In Saudi Arabia, many wells have been drilled in small areas, and in some parts of the Kingdom, groundwater pumping has increased drastically during the last two decades. Heavy pumping from large numbers of clustered wells in closely spaced well fields has resulted in unacceptable impacts on water levels and water quality in these areas. Numerical techniques were used to assess the impacts of this practice in parts of the Eastern Province. If the existing water-management policies and trend of increased pumping continue, a considerable additional drawdown will occur. Therefore, proper groundwater-management and conservation schemes need to be adopted. The approaches include optimization of well-field designs and well operations, and the implementation of effective irrigation-scheduling techniques. The implementation of a comprehensive irrigation water-management system in a large irrigation project has resulted in significant recovery of groundwater in the project area in the Eastern Province. RÉSUMÉ: Trop peu d'attention a été accordée aux questions de gestion des eaux dans les aquifères désertiques, particulièrement en ce qui concerne la règlementation des pompages et le groupement judicieux des puits, i.e., la répartition en surface des puits et des champs de puits. En Arabie Saoudite, de nombreux puits ont été forés sur des surfaces réduites, et, dans certaines parties du Royaume, le pompage des eaux s'est accru de façon spectaculaire dans les deux dernières déciennes. Un pompage important à partir d'un grand nombre de puits concentrés dans des ensembles rapprochés les uns des autres a eu des effets inacceptables sur le niveau et la qualité des eaux. Des techniques d'analyse numériques ont été employées pour évaluer les conséquences de ces modes de gestion dans certaines parties de la Province de L'Est. Si l'actuelle gestion des eaux se poursuit et le pompage continue de croître, il en résultera un abaissement considérable du niveau d'eau. Il est donc nécessaire d'adopter dans ces régions des méthodes de gestion et de conservation appropriées. Ces méthodes consistent, entre autres, à optimiser l'agencement des groupements de puits et de l'opération des puits, ainsi qu'à adopter des techniques efficaces pour programmer les horaires d'irrigation. L'adoption d'un sytème intégré de gestion des eaux dans un grand programme d'irrigation a provoqué une remontée substantielle des eaux souterraines dans la partie de la Province de L'Est correspondant à la zone du projet. RESUMEN: Los problemas de gestión de las aguas subterráneas en acuíferos desérticos no han recibido suficiente atención, especialmente en lo que respecta a las políticas de captaciones y al diseño adecuado de los campos de pozos, es decir, la distribución espacial de los pozos y de los campos de pozos. En Arabia Saudita, muchos pozos se han excavado en áreas pequeñas, y en algunas partes del Reino, el bombeo de agua se ha incrementado drásticamente durante las dos últimas décadas. El fuerte bombeo en un gran número de pozos de bombeo agrupados, situados en campos de extracción próximos, ha dado lugar impactos inaceptables en los niveles y en la calidad del agua en estas áreas. Se usaron técnicas numéricas para evaluar los impactos de esta política de extracción en partes de la Provincia Oriental. Si la política de gestión del agua actual y el incremento en el bombeo se mantienen, darán lugar a un descenso de niveles adicional considerable. Por tanto, en estas áreas es necesario adoptar esquemas apropiados de gestón y conservación de las aguas subterráneas. Esto incluiría la optimización de los diseños y de los criterios de operación de los campos de pozos y la adopción de técnicas de riego efectivas. La puesta en marcha de un sistema de gestión de aguas de riego, dentro de un gran proyecto de irrigación, ha dado como resultado una recuperación significativa de los niveles de agua en el área de proyecto, situada en la Provincia Oriental.     

Groundwater irrigation and its implications for water policy in semiarid countries: the Spanish experience

Over the last decades, groundwater irrigation has become commonplace in many arid and semiarid regions worldwide, including Spain. This is largely a consequence of the advances in drilling and pumping technologies, and of the development of Hydrogeology. Compared with traditional surface water irrigation systems, groundwater irrigation offers more reliable supplies, lesser vulnerability to droughts, and ready accessibility for individual users. Economic forces influence the groundwater irrigation sector and its development. In Spain's Mediterranean regions, abstraction costs often amount to a very small fraction of the value of crops. In the inner areas, groundwater irrigation supports a more stable flow of farm income than rainfed agriculture. The social (jobs/m³) and economic (€/m³) value of groundwater irrigation generally exceeds that of surface water irrigation systems. However, poor groundwater management and legal controversies are currently at the base of Spain's social disputes over water. A thorough and transparent assessment of the relative socio-economic value of groundwater in relation to surface water irrigation might contribute to mitigate or avoid potential future conflicts. Enforcement of the European Union's Water Framework Directive may deliver better groundwater governance and a more sustainable use.

---

Resumen Durante las últimas décadas, la irrigación con agua subterránea se ha vuelto común en muchas regiones áridas y semiáridas alrededor del mundo, incluyendo a España. Ésta es en gran medida una consecuencia de los adelantos en las tecnologías de perforación y bombeo, y del desarrollo de la Hidrogeología. Comparada con los sistemas tradicionales de irrigación con agua superficial, la irrigación con agua subterránea ofrece suministros más fiables, la vulnerabilidad es menor a las sequías, y posee accesibilidad inmediata para los usuarios individuales. Las fuerzas económicas influyen el sector de irrigación con agua subterránea y su desarrollo. En las regiones mediterráneas de España, los costos de extracción suman a menudo una parte muy pequeña del valor de las cosechas. En las áreas internas, la irrigación con agua subterránea constituye un flujo más estable de ingresos para la granja, que la agricultura dependiente del agua lluvia. El valor social (empleos/m³) y económico (€/m³) de la irrigación con agua subterránea, generalmente excede a aquél con sistemas de irrigación de agua superficial. Sin embargo, la gestión pobre del agua subterránea y las controversias legales están actualmente en la base de las disputas sociales en España acerca del agua. Una evaluación completa y transparente del valor socio-económico relativo de agua subterránea respecto a la irrigación con agua superficial, podría contribuir mitigar o evitar los conflictos potenciales del futuro. La entrada en vigor del Marco Reglamentario de Agua de la Unión Europea, puede conllevar a una administración mejor del agua subterránea y a un uso más sostenible.

---

Résumé Depuis les dernières décennies, l’irrigation avec l’eau souterraine est devenue commune dans plusieurs régions arides et semi-arides, incluant l’Espagne. Ceci est largement une conséquence due à l’avancement aux technologies de forages et des pompages, et au développement de l’Hydrogéologie. Comparé avec des systèmes traditionnels d’irrigation utilisant l’eau de surface, l’irrigation avec l’eau souterraine offre une technique d’alimentation plus fiable, une vulnérabilité à la sécheresse moins grande, et une accessibilité plus aisée pour chaque utilisateur. Les forces économiques influencent le secteur de l’irrigation par l’eau souterraine et son développement. Dans les régions de l’Espagne Méditerranéenne, les coûts d’exploitation représentent toujours une petite fraction de la valeur des cultures. Dans les régions intérieures, l’irrigation par l’eau souterraine supporte une agriculture plus stable et continue qu’une agriculture reposant sur l’eau de pluie. La valeur sociale (emploi/m³) et économique (€/m³) de l’irrigation avec l’eau souterraine, excède généralement celle des systèmes d’irrigation avec l’eau de surface. Néanmoins, des gestions pauvres de l’eau souterraine et des controverses légales sont couramment à la base de disputes sociales sur l’eau. Un bilan transparent et minutieux des valeurs relatives socio-économiques de l’eau souterraine en relation avec l’eau de surface d’irrigation, devrait contribuer à éviter de potentiels et futurs conflits. Un renforcement de la Directive Cadre de l’Union Européenne devrait apporter une meilleure gouvernance et un usage plus durable.

     

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.

---

Resumen La región de Doñana, situada en el sudoeste de España, incluye una gran e importante reserva natural, cuyos humedales están siendo afectados por la actividad humana. La extensa plantación de eucaliptus en la década de 1950 y el uso más reciente de los acuíferos para riego y para abastecimiento de centros turísticos costeros han modificado el sistema de flujo del agua subterránea en esta zona. Este estudio se ha realizado en el sector occidental, llamado El Abalario. Se trata de una elevación suave situada entre el océano Atlántico y el arroyo de La Rocina. Debajo de un manto variable de arenas eólicas, que forma un alto cordón dunar costero, se encuentran sedimentos detríticos plio-cuaternarios formados por arenas silíceas finas, que hacia la base incluyen una capa de arenas gruesas y gravas de origen deltrico, los que a su vez yacen sobre margas. El flujo de agua subterránea está relacionado con niveles de gravas y gravillas semiconfinadas por las arenas fluvio-marinas que contienen el nivel freático. El nivel freático es somero excepto debajo del cordón dunar. Son frecuentes pequeñas lagunas temporales. Se ha simulado el flujo de agua subterránea en una sección para comprobar el modelo de flujo conceptual y la sensibilidad a variaciones de los parámetros. El modelo fue calibrado usando los valores de los parámetros hidráulicos obtenidos en ensayos de bombeo y datos piezométricos medidos a diferentes profundidades, y la descarga estimada al arroyo de La Rocina. La recarga de agua subterránea drena lateralmente, por un lado hacia la costa y por otro lado a través del arroyo de La Rocina, o directamente hacia las Marismas de Doñana situadas en el delta del río Guadalquivir. Con una lluvia media anual entre 550 y 600 mm, la recarga neta media estacionaria anual del acuífero, considerando periodos de tiempo largos, se estima entre 100 y 200 mm en las zonas de vegetación autóctona, y es notablemente menor en las zonas de plantación de eucaliptos. El modelo transitorio indica que la recarga varia espacialmente y no es claramente proporcional a la precipitación para periodos de un año. La evapotranspiración freática varia espacialmente y juega un papel importante; disminuye el valor neto de la recarga al acuífero para dejarlo en 0,4 a 0,6 de lo que se calcula mediante un balance de agua en el suelo. La sección modelada sirve para estudiar el efecto de la extracción de agua subterránea sobre la profundidad del nivel freático mediante la substracción del flujo vertical, que se calcula mediante una fórmula de hidráulica de pozos para el acuífero semiconfinado profundo. El resultado es una disminución de la evapotranspiración freática, del flujo al arroyo de la Rocina y de la frecuencia de inundación de las lagunas. La substitución del bosque de eucaliptus por vegetación nativa puede elevar los niveles freáticos e incluso reactivar antiguos "caños" tributarios al arroyo de La Rocina.

---

Résumé La région de Doñana, située dans le sud ouest de l'Espagne, comprend une importante réserve naturelle avec des zones humides, affectée par l'activité humaine. L'exploitation de vastes plantations d'eucalyptus pendant les années 50 et l'usage plus récent des nappes souterraines pour l'irrigation et l'alimentation en eau des centres touristiques côtiers ont modifié le système de flux d'eau souterraine dans cette zone. La présente étude a été réalisée dans le secteur occidental, appelé El Abalario. Ce secteur consiste en une légère élévation située entre l'Océan Atlantique et la ravine de La Rocina. Une couverture variable de sables éoliens, formant une haute crête dunaire côtière, recouvre des sédiments detritiques plio-quaternaires, déposés eux même sur des sables siliceux lesquels reposent à leur tour sur des marnes. Près de la base se trouvent des sables grossiers et des graviers d'origine deltaïque, dont l'épaisseur varie spatialement. Le flux d'eau souterraine est conditionné par l'aquifère semi confinés des graviers et des sables grossiers. Le niveau phréatique de l'aquifère libre des sables fluvio-marins est peu profond, excepté sous les dunes. On y trouve souvent des petites lagunes temporaires peu profondes. Le flux de l'eau souterraine a été simulé dans une section verticale pour vérifier le modèle hydrogéologique conceptuel et la sensibilité aux variations des paramètres. Le modèle a été calé en utilisant d'une part les valeurs des paramètres hydrauliques obtenus par des essais de pompage et d'après les données piezométriques mesurées à différentes profondeurs, et d'autre part l'apport estimé de la ravine de La Rocina. L'écoulement d'eau souterraine s'effectue par drainage latérale dans trois directions, d'une part vers la côte, d'autre part à travers la ravine de La Rocina et finalement directement vers les Marais de Doñana situés à l'est et sud-est dans le delta du fleuve Guadalquivir. Avec une pluviométrie moyenne comprise entre 550 et 600 mm, la recharge nette moyenne annuelle des nappes, pour des périodes de temps assez longues, est estimée entre 100 et 200 mm dans les aires de végétation autochtone, et elle est nettement inférieure dans les aires plantées d´eucalyptus. Le modèle transitoire montre que la recharge varie dans l'espace et qu'elle n'est pas clairement proportionnelle aux précipitations annuelles. L'évapotranspiration phréatique joue un rôle important et diminue la valeur nette de la recharge des nappes de 0,4 à 0,6 de la valeur calculée avec un modèle de bilan d'eau dans le sol. La section modélisée est utilisée pour étudier l'effet de l'extraction d'eau souterraine sur la profondeur du niveau phréatique en soustrayant le flux vertical, calculé grâce à une formule d'hydraulique des puits, de la nappe profonde semi-confinée. Le résultat de cette extraction est une diminution de l'évapotranspiration phréatique, du flux au niveau de la ravine de La Rocina et de la fréquence d'inondation des lagunes. La substitution de forêts d'eucalyptus par de la végétation autochtone peut permettre la remonté des niveaux phréatiques et même réactiver d'anciens ravins affluents à La Rocina.

     

Comparison Of Three Uncertainty-Analysis Methods To Assess Impacts On Groundwater Of Constituents Leached From Land-Disposed Waste

Assessment of the environmental fate and behavior of constituents that have the potential to leach from waste-disposal pits that are associated with petroleum exploration and production activities is a problem of interest to industry and regulatory agencies. A stochastic modeling approach for the migration of constituents in soil and groundwater was developed to assess the impact on groundwater at receptors that are downgradient from a waste pit. The model evaluates uncertainties in constituent concentrations in groundwater due to uncertainties in waste-composition and hydrogeologic properties of waste sites, and it determines the probability distributions of constituent concentration at receptor points by using Monte Carlo (MC), First-Order (FO), and Point-Estimate (PE) methods. Application of the FO and PE methods to assess probability distributions requires an assumption of the form of the probability density function for concentration at a receptor point. A log-normal distribution is employed here. A comparison of the three uncertainty-analysis methods is performed to evaluate the efficiency and accuracy of the FO and PE methods relative to the MC method. Results suggest that for non-reactive and conservative constituents the level of accuracy provided by FO method is similar to that of the MC method. The computational effort for the FO method is about 1 percent of that for the MC method. For nonconservative constituents, the FO method compared less favorably with the MC results. Thus, the use of the MC method is warranted, for nonconservative constituents or for cases where a higher degree of precision in the probability distribution is needed. RÉSUMÉ: L'industrie et les organismes de contrôle s'intéressent particulièrement au problème de la prédiction du devenir et du comportement environnemental de composés susceptibles de lixivier des pollutants à partir de puits de stockage de déchets associés à des zones d'exploration et de production pétrolières. Une modélisation stochastique de la migration de composées dans le sol et les eaux souterraines est proposée en vue de prédire l'impact sur les eaux souterraines en des points de prélèvement situés en aval-gradient d'un puits de stockage. Le modèle fournit une estimation des incertitudes sur les teneurs des composés dans les eaux souterraines en fonction de la composition des déchets et des propriétés hydrogéologiques des sites de stockage; il détermine les distributions de probabilité de la concentration des composés à des points de prélèvement au moyen des méthodes de Monte-Carlo (MC), du Premier Ordre (PO) et de l'Estimation Ponctuelle (EP). Le recours aux méthodes PO et EP pour prédire les distributions de probabilité impose une hypothèse sur la forme de la fonction de densité de probabilité pour la concentration en un point de prélèvement. Une distrubution log-normale est utilisée ici. Une comparaison des trois méthodes d'analyse de l'incertude a été réalisée afin d'estimer l'efficacité et la précision des méthodes PO et EP par rapport à la méthode MC. Les résultats indiquent que, pour des composés conservatifs, le degré de précision atteint par la méthode PO est comparable à celle de la méthode MC. La puissance de calcul requise par la méthode PO est 1% environ de celle nécessaire pour la méthode MC. Pour des composés non conservatifs, la comparaison avec la méthode MC est moins favorable à la méthode PO. Par conséquent, la méthode MC est préférable pour les composés non conservatifs ou dans les cas où un meilleur degré de précision de la distribution de probabilité est nécessaire. RESUMEN: La evaluación del comportamiento de constituyentes lixiviables desde vertidos de residuos asociados a actividades de exploración y producción petrolífera, así como su posible impacto ambiental, es un problema de interés para la industria y las agencias reguladoras. Se ha desarrollado una modelación estocástica para estudiar la migración de los constituyentes en el suelo y el agua subterránea, con el objetivo de evaluar su impacto en receptores situados aguas abajo de un vertido. El modelo evalúa las incertidumbres en las concentraciones de los constituyentes debidas a las incertidumbre en la composición de los residuos y de las propiedades hidrogeológicas de la zona de vertido y determina las distribuciones de probabilidad de dichas concentraciones en puntos de recepción mediante los métodos de Monte Carlo (MC), Primer-Orden (FO) y Estimación Puntual (PE). La aplicación de los métodos FO y PE para evaluar las distribuciones de probabilidad reqiere suponer conocida la forma de la función de densidad de probabilidad para la concentración en el punto receptor. En este caso, se emplea una distribución log-normal. Se lleva a cabo una comparación entre los tres métodos de análisis de errores para evaluar la eficiencia y exactitud de los métodos FO y PE respecto al MC. Los resultados sugieren que para constituyentes conservativos no-reactivos, el nivel de exactitud suministrado por el método FO es comparable con el del MC. El esfuerzo computacional para el método FO, en cambio, es alrededor del 1% del método MC. Para constituyentes no conservativos, es método FO no compara tan favorablemente frente a los resultados del MC. Por tanto, el uso del método MC está obligado para constituyentes no conservativos y para casos en los que se requiere un alto nivel de precisión en la distribución de probabilidad.     

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.

---

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.

     

Radon distribution in groundwater of Taiwan

Radon levels were surveyed in 517 monitoring wells constructed in five major groundwater areas of Taiwan. The radon concentration in groundwater samples varied in a wide range from below the detection limit of 18 pCi/L up to 1,100 pCi/L. A worldwide comparison of reported groundwater radon levels was conducted. Overall radon levels in Taiwan groundwater are relatively low compared to other countries because the geology of Taiwan is mainly comprised of sedimentary rocks. Among the 517 wells monitored, only five wells were found with radon concentrations higher than 500 pCi/L. These five wells are all located near the Chaochou Fault in the Pingtung Plain. This study suggests that well sites near the Chaochou Fault could be good locations to monitor radon anomalies for earthquake prediction and should be avoided for developing domestic water supply. In the recharge area near the Chaochou Fault, the radon concentration in groundwater from shallow wells was approximately 1/2 to 1/4 of that from deep wells in the same cluster.

---

Resumen Se investigaron los niveles de radón en 517 pozos de monitoreo, construidos en las cinco mayores áreas de agua subterránea de Taiwan. La concentración de radón en las muestras de agua subterránea varía en un rango amplio, desde inferior al límite de detección que es 18 pCi/L hasta 1,100 pCi/L. Se realizó una comparación a escala mundial de los niveles de radón reportados en agua subterránea. En general los niveles de radón presente en el agua subterránea de Taiwan, son relativamente bajos comparados con otros países, puesto que la geología de Taiwan está compuesta de rocas sedimentarias. Entre los 517 pozos monitoreados, solamente en cinco se encontraron concentraciones de radón mayores a 500 pCi/L. Estos cinco pozos están todos localizados cerca de la falla ChaoChou en la Planicie de PingTung. El presente estudio sugiere que los pozos cercanos a la falla Chaochou, podrían ser buenos sitios para monitorear anomalías de radón para la predicción de terremotos y deberían evitarse para los desarrollos de abastecimiento de agua potable. En la zona de recarga cerca de la falla Chaochou, la concentración de radón en agua subterránea obtenida en pozos someros, fue aproximadamente de &frac; a &frac; de aquella en pozos profundos ubicados en el mismo sector.

---

Résumé On a mesuré les taux de Rn dans 517 forages ouverts dans cinq aquifères majeures de Taiwan. Les concentrations en Rn couvrent un domaine très large, à partir de valeurs très basses, au dessous de la limite de détection de 18pCi/l jusquaux valeurs assez grandes de 1100pCi/l. On a mené une analyse comparative avec des valeurs mentionnées en littérature. Par report aux valeurs mesurées en autres pays, les concentrations en Rn en Taiwan sont asses basses, compte que la structure géologique de Taiwan est constituée surtout par des roches sedimentaires. On a trouvé des concentrations au desuss de 500pCi/l seulement en cinq de 517 forages investigués. Tous ces cinq forages se trouvent au voisinage de la faille de Chaochou dans la plaine de Pingtung. Cet étude suggere que les forages situés près de la faille de Chaochou peuvent bien monitoriser les anomalie de Rn pour la prédiction des séismes mais doivent être évités lorsqil sagit de lalimentation en eau potable. Dans la zone de recharge près de la faille de Chaochou les concentrations en Rn mesurées dans les puits peu profondes representent 1/2-1/4 de ceux mesurées dans les forages de profondeur.

     

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.     

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.

---

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.

     

The role of some regional factors in the assessment of well yields from hard-rock aquifers of Fennoscandia

The attributes of about 13,600 hard-rock water wells were arranged in three profiles parallel to gradients of typical regional factors. These factors are thought to be of importance to groundwater yield from wells in the Fennoscandian crust and were subjected to a statistical analysis. The regional factors comprise annual rate of postglacial crustal uplift and annual average precipitation, whereas soil type, soil depth, and bedrock type are considered sub-regional and local factors. There is no clear trend in well yield along the regional gradients. The results of the statistical analysis indicate that for the typical regional variables, the rate of postglacial uplift and average annual precipitation explain not more than 11% of the observed variation in well yields. Some of these factors, and other factors not included in this study, work in opposite directions and may cancel each other out. It is concluded that other, more local factors, such as well depth, proximity to fracture-related lineaments and topography, have a greater influence on well yields in this area.

---

Resumen Se ha recogido los atributos de aguas subterráneas con 13.600 años de antigüedad en tres perfiles perpendiculares a los gradientes de los factores regionales típicos, las cuales son captadas por pozos perforados en rocas duras. Se cree que estos factores tienen importancia en el rendimiento de los pozos realizados en la corteza de Fenoscandia, y han sido analizados estadísticamente. Los factores regionales comprenden la tasa anual de alzamiento postglacial y la precipitación media anual, mientras que el tipo y la profundidad del suelo, y el tipo de roca madre, son tratados como factores sub-regionales y locales. No se aprecia una tendencia clara en el rendimiento de los pozos a lo largo de los gradientes regionales. Los resultados del análisis estadístico indican que, para las variables regionales típicas, la tasa de alzamiento postglacial y la precipitación media anual explican como mucho el 11,2% de las variaciones observadas en el rendimiento de los pozos. Algunos de estos factores, así como otros no incluidos en el estudio, son de signo opuesto y pueden llegar a compensarse. Se concluye que factores diferentes, de escala más local, tales como la proximidad a lineamientos correlacionados con fracturas o la topografía, pueden afectar de forma más importante al rendimiento de los pozos en esta zona.

---

Résumé Les propriétés d'environ 13,600 puits d'extraction d'eau souterraine dans le socle ont été réparties selon trois profils disposés perpendiculairement aux gradients de facteurs régionaux typiques. Ces facteurs sont considérés comme étant importants pour les rendements des puits dans le bouclier fenno-scandien et ont été soumis à une analyse statistique. Les facteurs régionaux sont le taux de soulèvement postglaciaire et les précipitations moyennes annuelles, alors que le type et l'épaisseur de sol, le type de substratum sont des facteurs sub-régionaux et locaux. Il n'existe pas de tendance dans le rendement des puits selon les gradients régionaux. Les résultats de l'analyse statistique indiquent que pour les variables régionales typiques, le taux de soulèvement postglaciaire et les précipitations moyennes annuelles n'expliquent pas plus de 11,2% de la variation observée du rendement des puits. Certains de ces facteurs, ainsi que d'autres non pris en compte dans cette étude, jouent dans des directions opposées et peuvent s'annuler l'un l'autre. En conclusion, d'autres facteurs, plus locaux, tels que la proximité de linéaments corrélés aux fractures et la topographie peuvent avoir une grande importance pour le rendement des puits dans cette région.

     

Capture zone,travel time,and solute-transport predictions using inverse modeling and different geological models

Six regional-scale flow models are compared to gain insight into how different representations of hydraulic-conductivity distributions affect model calibration and predictions. Deterministic geological models were used to define hydraulic-conductivity distributions in two steady-state flow models that were calibrated to heads and baseflow estimates using inverse techniques. Optimized hydraulic-conductivity estimates from the two models were used to calculate layer and model mean hydraulic-conductivity values. Despite differences in the two geological models, inverse calibration produced mean hydraulic-conductivity values for the entire model domain that are quite similar. The layer and model mean hydraulic-conductivity values were used to generate four additional flow models and forward runs were performed. All of the models adequately simulate the observed heads and total baseflow. The six flow models were used to predict the steady-state impact of a proposed well field, and the flow solutions were used in simulating particle tracking and solute transport. Results of the predictive simulations show that, for this example, simple models of heterogeneity produce capture zones similar to more complex models, but with very different travel times and breakthroughs. Inverse modeling combined with different geological models can provide a measure of capture zone and breakthrough reliability.

---

Resumen Se compara seis modelos de flujo a escala regional para conocer cómo afecta a la calibración y a la predicción del modelo diversas representaciones de la distribución de la conductividad hidráulica. Se ha utilizado modelos geológicos deterministas para definir las distribuciones de la conductividad hidráulica en dos modelos de flujo permanente, calibrados mediante técnicas inversas con niveles piezométricos y estimaciones del flujo de base. Se ha adoptado estimaciones optimizadas de la conductividad hidráulica de los dos modelos para calcular las cotas de las capas y sus conductividades hidráulicas medias. A pesar de las diferencias entre ambos modelos geológicos, con la calibración inversa se obtiene valores similares de conductividad hidráulica en todo el dominio. Estos valores de las capas y de las conductividades hidráulicas medias han servido para generar cuatro modelos adicionales de flujo y realizar predicciones. Todos los modelos simulan de forma adecuada los niveles observados y los caudales de base. Los seis modelos han sido aplicados a la predicción del impacto estacionario de un campo de pozos, y las soluciones del flujo permiten simular el transporte de partículas y de solutos. Los resultados de estas predicciones muestran que, para este ejemplo, los modelos sencillos de la heterogeneidad dan lugar a zonas de captura similares a las generadas por modelos más complejos, pero aparecen grandes diferencias en los tiempos de tránsito y en las curvas de llegada. Una combinación de modelación inversa y de modelos geológicos diferentes puede proporcionar una medida de la fiabilidad de la zona de captura y de las curvas de llegada.

---

Résumé Six modèles d'écoulement à l'échelle régionale sont comparés afin d'avoir un aperçu de la manière dont les différentes représentations de la distribution de la conductivité hydraulique affectent la calibration et les prédictions de modèles. Des modèles géologiques déterministes ont été utilisés pour définir les distributions de la conductivité hydraulique dans deux modèles d'écoulement en régime permanent qui ont été calibrés avec des estimations des charges et des écoulements de base faites par des techniques inverses. Les estimations optimisées de la conductivité hydraulique de ces deux modèles ont servi à calculer les valeurs de conductivité hydraulique moyenne des couches et du modèle. Malgré des différences entre les deux modèles géologiques, la calibration inverse a donné des valeurs de conductivité hydraulique moyenne pour le domaine complet du modèle qui sont complètement semblables. Les valeurs de la conductivité moyenne des couches et du modèle ont été utilisées pour générer quatre modèles d'écoulement supplémentaires et des traitements ont été effectués. Tous les modèles simulent correctement les charges observées et l'écoulement de base total. Les six modèles ont servi à prédire l'impact en régime permanent d'un champ captant projeté et les solutions d'écoulement ont été utilisées dans une simulation par suivi de particules et de transport de soluté. Les résultats de simulations prédictives montrent que, pour cet exemple, de simples modèles d'hétérogénéité fournissent des zones de capture semblables aux modèles plus complexes, mais pour des temps de parcours et des restitutions très différents. Une modélisation inverse combinée à différents modèles géologiques peut assurer une mesure de la zone de capture et une fiabilité de la restitution.

---

     

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.

---

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.

     

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.

---

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

---

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

     

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.     

Hydraulic Continuity In Large Sedimentary Basins

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

Development Of A Strategy To Monitor Groundwater Quality On A National Scale South Africa

AbstractLittle is known about the spatial distribution of groundwater quality on a national scale in South Africa. The effective management of the country's groundwater resources is thus difficult, and a need exists for a national network for monitoring groundwater. A literature-based project was initiated with the aim of identifying practical strategies to be used in the establishment of the desired network. Prior to identifying possible strategies, a statement of monitoring-network objectives was developed. Cognisance was also taken of special constraints and considerations, such as responsibility and funding. Various approaches and strategies for establishing national or regional monitoring networks were evaluated, the most appropriate of which were proposed for use in the establishment of a South African network. The strategies included aspects such as information needs, available resources, monitoring frequencies, funding and the use of a pilot-scale study to initiate the netwotk. A responsible person and a review commitee should be appointed and be responsible for the establishment of the network. Some technical issues had to be considered owing to their impact on the strategies to be adopted. The employment of an empirical approach and a hierarchical approach to the development of the network were also considered essential. Work on the network has subsequently started, and many of the proposed strategies have been adopted. RÉSUMÉ: On connaît peu de choses en matière de distribution spatiale de la qualité de l'eau à l'échelle du pays en Afrique du Sud. La gestion efficace des ressources en eaux souterraines du pays est de ce fait difficile; aussi un réseau national de surveillance de la qualité des eaux souterraines est nécessaire. Un programme, s'appuyant sur une analyse documentaire, a été lancé dans le but d'identifier les stratégies pratiques à mettre en oeuvre pour créer ce réseau. Avant d'identifier les différentes stratégies, les objectifs d'un tel réseau de surveillance ont été définis. On a aussi pris en compte des contraintes particulières et des considerations telles que les responsabilités et le financement. Differéntes approches et stratégies pour établir un réseau national de surveillance ont été soumises à évaluation; les plus appropriées ont été proposées pour la création d'un réseau en Afrique du Sud. Les stratégies prennent en compte des aspects comme les besoins d'information, les ressources disponibles, les fréquences de surveillance, le financement et le recours à des études sur sites de réferénce pour lancer le réseau. Un responsable et une commission de contrôle doivent être nommés pour prendre en charge la mise en place de ce réseau. Certains choix techniques doivent être pris en considération quant à leur impact sur les stratégies à adopter. Le recours à une approche empirique et à une approche hiérarchique pour mettre en place ce réseau a aussi été considéré comme essentiel. Le travail sur le réseau a ainsi pu commencer, et la plupart des stratégies proposées ont été adoptées. RÉSUMÉ: Se tiene un conocimiento reducido acerca de la distribución espacial de la calidad de las aguas subterráneas a escala nacional en Sudáfrica. Debido a ello, la gestión efectiva de los recursos hidrogeológicos nacionales es difícil, y se hace necesaria una red nacional de muestreo. Se inició un proyecto bibliográfico con el propósito de identificar estrategias prácticas para el establecimiento de la citada red. Previo a la identificación de posibles estrategias, se planteó una declaración de objetivos de la red de muestreo. Se tuvieron en cuenta tambeén restricciones y consideraciones especiales tales como responsabilidad y financiación. Se evaluaron diversas estrategias para la puesta en marcha de redes nacionales o regionales, y se propusieron las más apropiadas para el establecimiento de una red sudafricana. Las estrategias incluían aspectos tales como información necesaria, recursos disponsibles, frecuencias de muestreo, financiación y el uso de un estudio a escala piloto para la puesta en marcha de la red. Una persona responsable y un comité de revisión deberían ser nombrados y responsabilizarse del establecimiento de dicha red. Algunos aspectos técnicos se consideraron dado su impacto potencial en las estrategias a adoptar. El empleo de un enfoque empírico y de un enfoque jerárquico para el desarrollo de la red se consideraron también esenciales. El trabajo en la red ya ha empezado y muchas de las estrategias propuestas han sido adoptadas.     

Solute transport in a single fracture with negligible matrix permeability: 2. mathematical formalism

This report provides an overview of the mathematical expressions for modeling fundamental solute transport mechanisms at the fracture scale. It focuses on low-permeability rocks where advection in the matrix is negligible as compared to that in fractures. The following processes are considered: (1) advective transport in fractures, (2) hydrodynamic dispersion along the fracture axis, (3) molecular diffusion from the fracture to the porous matrix, (4) sorption reactions on the fracture walls and within the matrix, and (5) decay reactions. The aim of this review is to gather in a single article the transport equations and their analytical solutions, using a homogeneous notation to facilitate comparison and exploitation.

---

Resumen Este informe proporciona una revisión de las expresiones matemáticas para modelar los mecanismos fundamentales de transporte de solutos a escala de fracturas. Se centra en rocas de baja permeabilidad donde la advección en la matriz es despreciable en comparación con la de las fracturas. Se considera los procesos siguientes: (1) transporte advectivo en las fracturas; (2) dispersión hidrodinámica a lo largo del eje de la fractura; (3) difusión molecular desde la fractura a la matriz porosa; (4) reacciones de sorción en la pared de la fractura y en la matriz; y (5) reacciones de degradación. El propósito de esta revisión es reunir en un único artículo las ecuaciones de transporte y sus soluciones analíticas con una notación homogénea para facilitar su comparación y aplicación.

---

Résumé Ce rapport présente une vue d'ensemble des expressions mathématiques proposées dans la littérature pour modéliser le transport de soluté à l'échelle de la fracture. L'accent est mis sur les roches faiblement perméables où le transport par convection dans la matrice rocheuse peut être considéré comme négligeable devant le transport dans les fractures. Les processus considérés sont les suivants: (1) transport par convection dans les fractures, (2) dispersion hydrodynamique, (3) échanges de soluté par diffusion moléculaire entre les fractures et la matrice rocheuse, (4) réactions de sorption sur les parois des fractures et à l'intérieur de la matrice et (5) réactions de décroissance. L'objectif premier de cette revue est de rassembler les équations de transport et leurs solutions analytiques en utilisant une notation homogène pour faciliter leur utilisation et les comparaisons.

---

     

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).

---

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).

---

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).

---

     

Karst groundwater vulnerability mapping: application of a new method in the Swabian Alb, Germany

Groundwater from karst aquifers is an important drinking water resource, which is, however, particularly vulnerable to contamination. Karst aquifers consequently need special protection. This paper discusses the concept of groundwater vulnerability mapping and the special characteristics of karst aquifers that are relevant in this context. On this basis, a new method of groundwater vulnerability mapping is proposed—the PI method. It can be applied for all types of aquifers, but provides special tools for karst. Vulnerability is assessed as the product of two factors: protective cover (P) and infiltration conditions (I). The method was first applied and compared with two other methods (EPIK and the German method) in a test site in the Swabian Alb, Germany. The results obtained with the different methods are discussed and an outlook on the role of vulnerability maps within an overall groundwater protections scheme is given.

---

Resumen Las aguas subterráneas en medios kársticos suponen un recurso importante para uso de boca, pero es particularmente vulnerable a la contaminación, por lo que los acuíferos kársticos requieren una protección especial. Este artículo discute el concepto de cartografía de vulnerabilidad de las aguas subterráneas y las características propias de los acuíferos kársticos que son relevantes en este contexto. Con esta base, se propone un nuevo método para cartografiar la vulnerabilidad de las aguas subterráneas, denominado "PI". Puede ser aplicado a todo tipo de acuíferos, pero proporciona herramientas especiales en medios kársticos. Se establece la vulnerabilidad como resultado de dos factores: la cubierta protectora y las condiciones de infiltración. El método ha sido aplicado por vez primera y comparado con otros dos enfoques (EPIK y el método alemán) en un emplazamiento ubicado en Swabian Alb (Alemania). Se discute los resultados obtenidos con estos métodos y se incide en cuál es el papel que desempeñan los mapas de vulnerabilidad en el contexto de los esquemas generales de protección de las aguas subterráneas.

---

Résumé L'eau souterraine des karsts est une importante ressource d'eau potable, cependant particulièrement vulnérable à la pollution. C'est pourquoi les aquifères karstiques nécessitent une protection particulière. Ce papier discute le concept de cartographie de la vulnérabilité de l'eau souterraine et les caractéristiques particulières des aquifères karstiques qui sont concernés dans ce contexte. Sur cette base, une nouvelle méthode de cartographie de la vulnérabilité de l'eau souterraine est proposée: la méthode PI. Elle peut être appliquée à tous les types d'aquifères, mais fournit des outils spécifiques au karst. La vulnérabilité est évaluée comme étant le produit de deux facteurs: les conditions de couverture protectrice (P) et d'infiltration (I). La méthode a été mise en oeuvre pour la première fois et comparée à deux autres méthodes (EPIK et la méthode allemande) sur un site test du Jura souabe (Allemagne). Les résultats obtenus avec les différentes méthodes sont discutés et le rôle des cartes de vulnérabilité dans un schéma général de protection des eaux souterraines est passé en revue.

     

Pattern classification using tabu search to identify the spatial distribution of groundwater pumping

Pattern classification and Tabu Search are integrated to optimize the zonation and associated average groundwater pumping rates. A simulated problem analogous to the Choushui Creek Alluvial in Janghauh county of Taiwan is used to examine the proposed method. Three problems are tested including (1) optimizing zonation patterns with known pumping rates and number of zones, (2) optimizing pumping rates and zonation patterns with a predetermined number of zones, and (3) optimizing all pumping rates, number of zones, and zonation. The results indicate that the proposed method successfully identifies spatial patterns of groundwater pumping for all three cases. However, some initial zonations result only in local optimums. Thus, using more than one initial zonation to increase search diversification is recommended. Application to different problems such as the spatial distribution of hydraulic conductivity values and area weighting of rainfall stations, is encouraged.

---

Resumen El patrón de clasificación y la búsqueda tabú están integrados para optimizar la zonificación y las tasas promedio de bombeo de aguas subterráneas asociadas. Se ha utilizado un área diseñada análoga al arroyo aluvial Choushui en la provincia Janghauh en Taiwan para examinar el método propuesto. Se han probado tres problemas que incluyen (1) la zonificación únicamente con las tasas de bombeo y número de zonas dadas, (2) tasa de bombeo y zonificación con un número predeterminado de zonas, y (3) todas las tasa de bombeo, número de zonas y zonificaciones. Los resultados indican que el método propuesto identifica exitosamente los patrones espaciales de bombeo de las aguas subterráneas en los tres casos. Sin embargo, Algunas zonificaciones iniciales solamente resultan en óptimos locales. Por esta razón se recomienda utilizar más de una zonificación inicial para incrementar la diversificación de la búsqueda. Se sugiere la aplicación a problemas diferentes tales como la distribución espacial de conductividades hidraúlicas y la ponderación de áreas de estaciones de monitoreo de precipitación.

---

Résumé La classification des patrons et la recherche Tabu sont intégrés pour optimiser la zonation et la moyenne associée du taux de pompage de leau souterraine. Une région analogue à lalluvion du ruisseau Choushui de la région Janghauh en Taiwan a été recrée afin dexaminer la méthode proposée. Trois problèmes sont évalués, incluant loptimisation de (1) la zonation avec seulement un taux de pompage et un nombre de zones donnés, (2) le taux de pompage et la zonation avec un nombre prédéterminé de zones, et (3) tous les taux de pompage, nombre de zones et la zonation. Les résultats indiquent que la méthode proposée identifie avec succès les patrons de pompage de leau souterraine dans les trois cas. Toutefois, certaines zonations initiales résultent seulement en optimums locaux. Par conséquent, lutilisation de plus dune zonation initiale afin daugmenter la diversification de la recherche est recommandée. Lutilisation de la méthode est suggérée pour la résolution de différents problèmes tels que la distribution spatiale de la conductivité hydraulique et la pondération des stations de mesure de précipitations.