Use of unit response functions for management of regional multilayered aquifers: application to the North Aquitaine Tertiary system (France)

Although there are many numerical applications used in aquifer management, few methodologies seem to be sufficiently adapted to provide solutions for regional-scale problems. Their applications for multilayered aquifers are also too limited. A new groundwater management tool adapted to such large physical systems has been developed, using the unit response function (URF) approach. This tool is based on the link between a numerical groundwater flow model and a mathematical optimisation tool. Pre- and post processing are based on a geographical information system (GIS). The developed tool has been applied to a real management case—the regional Aquitaine multilayered aquifer (France). A representative hydrodynamic model was built using MODFLOW 2000 code. First tests show that the linearity condition needed for the application of URF methodology is respected despite the high complexity of the system. Two management scenarios were tested. Optimal solutions thus obtained allow for viable exploitation alternatives to be proposed, which integrate complex environmental constraints.

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Résumé Malgré un nombre important d’applications existant dans le domaine de la gestion des aquifères, peu de méthodologies semblent adaptées pour proposer des solutions à des problèmes réels de dimension régionale. Leurs application pour des systèmes multicouches sont souvent trop limitées. Un outil de gestion adapté à ces systèmes de large taille a été développé, basé sur la théorie des Fonctions de Réponses Unitaires (FRU). Cet outil est basé sur le couplage d’un modèle numérique d’écoulement et d’un code d’optimisation mathématique. Les entrées et sorties du modèle sont réalisées à l’aide d’un Système d’Information Géographique (SIG). L’outil développé est appliqué à un cas de gestion réel—le système aquifère régional multicouche aquitain (France). Un modèle hydrodynamique représentatif a été construit, basé sur le code MODFLOW 2000. Les premiers tests montrent que les conditions de linéarité nécessaires à l’application de la méthode FRU sont respectées, malgré l’importante complexité du système. Deux scénarii de gestion sont testés. Les solutions optimales ainsi obtenues permettent de proposer des solutions d’exploitation alternatives viables, intégrant des contraintes environnementales complexes.

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Resumen Aunque hay muchas aplicaciones numéricas usadas en la gestión de acuíferos, unas pocas metodologías parecen estar adaptadas suficientemente para dar las soluciones a los problemas de escala regional. También son limitadas sus aplicaciones para los acuíferos multicapa. Se ha desarrollado una nueva herramienta para el manejo del agua subterránea, adaptada a tales sistemas físicos grandes, usando el avance de la Función de Respuesta Unitaria (URF). Esta herramienta se basa en la combinación entre un modelo numérico de flujo de agua subterránea y una herramienta de optimización matemática. El pre-proceso y el post-proceso se basan en un Sistema de Información Geográfico (GIS). La herramienta desarrollada se ha aplicado a un caso real de manejo en el acuífero regional multicapa de Aquitania (Francia). Se construyó un modelo hidrodinámico representativo, que usó el código MODFLOW 2000. Las primeras pruebas muestran que la condición de linearidad, necesaria para la aplicación de la metodología URF, se respeta a pesar de la complejidad alta del sistema. Se probaron dos escenarios de manejo. Las soluciones óptimas así obtenidas permiten la proyección de alternativas viables de explotación, las cuales integran restricciones medioambientales complejas.

     

Hydrogeology and hydrochemistry of a shallow alluvial aquifer,western Saudi Arabia

A hydrogeological and hydrochemical study was conducted on a shallow alluvial aquifer, Wadi Wajj, in western Saudi Arabia to assess the influence of protection measures on groundwater quality. The hydrochemistry was assessed up-gradient and down-gradient from potential contamination sources in the main city in dry and wet seasons prior to and after the installation of major drainage and wastewater facilities. Wadi Wajj is an unconfined aquifer where water is stored and transmitted through fractured and weathered bedrock and the overlying alluvial sediments. Natural recharge to the aquifer is about 5% of rainfall-runoff. Hydrochemistry of the aquifer shows temporal and seasonal changes as influenced by protection measures and rainfall runoff. Both groundwater and runoff showed similar chemical signature, which is mostly of chloride-sulfate-bicarbonate and sodium-calcium type. Groundwater downstream of the city, though of poorer quality than upstream, showed significant improvement after the installation of a concrete runoff tunnel and a wastewater treatment plant. Concentrations of many of the groundwater quality indicators (e.g., TDS, coliform bacteria, and nitrate) exceed US Environmental Protection Agency drinking-water standards. Heavy metal content is, however, within allowable limits by local and international standards. The chemical analyses also suggest the strong influence of stream runoff and sewage water on the groundwater quality.

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Résumé Une étude hydrogéologique et géochimique a été menée sur l’aquifère phréatique alluviale Wadi Wajj dans l’Ouest de l’Arabie Saoudite afin d’évaluer l’influence de mesures de protection sur la qualité de l’eau souterraine. L’hydrogéochimie de l’eau a été étudiée en amont et en aval de sources potentielles de contamination dans la ville principale, pendant les saisons sèches et humides, avant et après l’installation de réseaux majeurs de drainage et d’eaux usées. L’aquifère Wadi Wajj est libre, l’eau est stockée et s’écoule dans les sédiments alluviaux et dans le socle fracturé et altéré sous-jacent. La recharge naturelle de l’aquifère représente 5% des eaux de pluie et de ruissellement. L’hydrogéochimie de l’eau de l’aquifère montre que les changements saisonniers et temporaires sont influencés par les mesures de protection et par le ruissellement des eaux pluviales. L’eau souterraine et l’eau de ruissellement ont présenté le même faciès chimique, de type bicarbonatée-sulfatée-chlorée et calco-sodique. En aval de la ville, l’eau souterraine, bien que de moins bonne qualité qu’en amont, a présenté une nette amélioration après l’installation d’un système de récupération et d’une station de traitement des eaux usées. Les concentrations de plusieurs paramètres indicateurs de la qualité de l’eau (tels que la charge totale dissoute, les coliformes, et les nitrates) dépassent les normes de potabilité de l’eau de consommation de l’agence américaine de la protection de l’environnement. Les teneurs en métaux lourds en revanche n’excèdent pas les normes locales et internationales. Les analyses chimiques indiquent aussi l’influence importante de l’écoulement par ruissellement et des eaux usées sur la qualité de l’eau souterraine.

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Resumen Un estudio hidrogeológico e hidroquímico fue hecho en un acuífero somero de Wadi Wajj, en Arabia Saudi oeste para evaluar la influecia de medidas de protección en la calidad del agua subterránea. La hidroquímica fue evaluada gradiente-arriba y gradiente-abajo de las fuentes potenciales de contaminación de la ciudad principal durante las estaciones seca y lluviosa, antes y después de la instalación de sistemas principales de drenaje y aguas servidas. Wadi Wajj es un acuífero no-confinado donde el agua es almacenada y transmitida a través de roca fracturada y meteorizada, y los sedimentos aluviales que le sobreyacen. La recarga natural del acuífero es de cerca del 5% de la precipitación-escorrentía. La hidroquímica del acuífero muestra cambios temporales y estacionales influenciados por las medidas de protección y la escorrentía de precipitación. Ambas, agua subterránea y escorrentía mostraron composición química similar, siendo mayoritariamente de tipos cloruro-sulfato-bicarbonato y sodio-calcio. El agua subterránea aguas arriba de la ciudad, aunque de calidad más pobre que aguas abajo, mostró significante mejoría después de la instalación de un tunel de concreto para escorrentía y una planta de tratamiento de aguas servidas. Las concentraciones de muchos de los indicadores de calidad de agua subterránea (e.g., STD, coliformes, y nitrato) exceden los estándares de la Agencia de Protección Ambiental USA para agua potable. El contenido de metales pesados está, sin embargo, dentro de los límites permisibles de los estándares locales e internacionales. Los análisis químicos también sugieren la fuerte influencia de la escorrentía y aguas residuales en la calidad del agua subterránea.

     

Pumping decisions for sustainable development of groundwater resources in areas of grassland degradation: a case study in Lanqi Banner, Inner Mongolia, China

The best planting alternatives for satisfying high water use demands of forage and fodder crops in a region of Inner Mongolia, China, were determined by a multiobjective distributed-parameter groundwater management model. These alternatives took account of different cropping patterns and pumping decisions associated with both temporal and spatial aspects of water allocation. The model was developed for phreatic, homogenous, and isotropic aquifers using the response matrix technique of quadratic programming theory and, in this case, using the alternative direction implicit (ADI) scheme. Model solutions using effective rainfall with a probability of 50%, show that average water table drawdown in the planning period (2006–2017) is 0.22 m and the groundwater fluctuation in each pumping well is very low. In order to evaluate the pumping decisions under an effective rainfall with a probability of 75%, a sensitive analysis was also conducted. Analysis shows that it is useful to apply the results from the proposed model to control the landscape degradation due to overgrazing and overpumping activities.     

更新观念 立足市场 发挥技术优势 拓展服务领域——奋进中的贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心

贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心,由于市场定位准确,加强经营管理,树立品牌意识,尊重人才,加大人才培养力度,积极推进人事制度和分配制度改革,完善激励约束机制,使单位经济效益稳步上升,职工收入不断提高。     

地震勘探测量数据的快速处理和管理

目前山区地震测量施工主要的困难体现在山区放样难、内业数据处理复杂、测量成果无法进行异常检查等方面,其严重影响后续资料处理和解释质量。针对以上难点,利用AUTOCAD为平台,开发了一套物探测量数据处理系统。该系统具有展点、点内插、绘制测线剖面图、管理测点信息、打印成果报表等功能,实现了地震勘探测量数据的快速处理及有效检核．提高了野外测量放样的施工效率和数据的准确度。另外其图层管理及系统辅助功能,还可为地震勘探施工设计提供参考。     

VPN技术在煤炭地质档案网络服务中的应用

网络服务是煤炭地质档案业务发展的必由之路,为了解决在公共网络传输过程中的安全问题,本文介绍了一种虚拟专用网络技术,通过分析其应用于煤炭地质档案网络服务中的优势,为行业内外部的信息共享提供了一个新的思路。     

焦作-郑州天然气输气管道工程地质灾害防治措施及防治建议

焦作-郑州天然气输气管道是较重要建设项目,输气管道起自焦作市博爱县磨头镇,南止郑州市惠济区古荥镇,该输气管道沿线地质环境条件复杂程度为简单-中等。地质灾害类型主要为崩塌、地裂缝、地面不均匀沉陷,黄土湿陷和沙土液化等地质灾害。工程建设有引发和加剧崩塌灾害的可能性,有遭受地质灾害的危险性。工程建设过程中应针对不同的灾害类型采取适当的预防或治理措施。     

谈测绘项目管理

本文从工程项目管理学的观点,结合测绘项目的特殊性,阐述了测绘项目管理的基本方法和要求,内容包括测绘项目组织与程序、计划、质量、进度与合同管理等。     

临港新城地质特征及其对新城规划与建设的影响分析

结合临港新城三维地质调查所取得的成果,分析了该城区地质特征及对新城建设的影响,为新城规划建设提供科学依据和服务。     

境外桩基工程的施工实践

通过对支援柬埔寨、几内亚桩基工程的施工实践,总结出在境外工程项目的管理中,要制定相应的管理制度与突发事件的应急预案,在施工过程中要注意政局变化,加强卫生疾病的防治,进行必要的物质储备和规避风险等注意事项及解决方法．对地勘单位拓展海外市场提出了建设性意见,具有一定的借鉴意义。