Le bassin hydrologique du Barada et de l’Awaj est le plus important et le plus intensément exploité de Syrie. Le sous bassin amont de la rivière Awaj occupe la partie sud-ouest de ce bassin. Dans cette région aride, l’eau souterraine représente la principale réserve et ressource de production d’eau. Dans l’optique de caractériser le fonctionnement du système hydrogéologique multicouche local et de calculer un bilan hydrologique pour l’aquifère superficiel, une méthodologie multi techniques couplant hydrochimie, isotopie et hydrodynamisme a été déployée. L’analyse détaillée des données hydrochimiques recueillies a mis en évidence la grande variabilité du fond géochimique local, directement fonction de la stratigraphie. Cette complexité stratigraphique induit une vision hydrogéologique complexe de nombreux corps aquifères. L’évolution de la chimie des eaux révèle la prépondérance du phénomène de dissolution/précipitation des roches carbonatées comme principal mécanisme de contrôle de l’hydrochimie, devant l’hydrolyse des silicates, la dissolution du gypse et l’échange ionique. En conséquence il n’a pas été possible de déduire de l’hydrochimie des eaux les preuves d’une recharge par drainance ascendante depuis l’aquifère du jurassique vers les aquifères superficiels, bien que la similarité des faciès hydrochimiques tend à consolider l’hypothèse d’une origine unique des eaux, sans toutefois permettre une identification des chemins d’écoulement. Les données isotopiques indiquent quant à elles, une infiltration importante et rapide des eaux météoritiques, avant qu’une importante phase d’évaporation n’ait lieu. Ainsi, l’important flux d’infiltration qui se produit essentiellement dans la partie montagneuse de la zone, représente la principale source de recharge du système aquifère multicouche régional. De ce fait la zone d’étude peut se subdiviser en deux sous régions : la première (A) se caractérise par une dissolution active et des flux de circulation d’eau souterraine fortement orientés verticalement vers la profondeur, alors que la seconde (B) est caractérisée par des écoulements peu profonds associés à des interactions hydrochimiques avec les roches encaissantes. Les résultats de la modélisation hydrodynamique du système mettent en évidence la connexion hydraulique entre l’aquifère profond du Jurassique et les aquifères surincombants par le biais d’une drainance ascendante. Le bilan hydrologique de l’aquifère se surface a ainsi pu être appréhendé : les principaux flux de recharge proviennent de l’infiltration des eaux météoritiques mais également de l’écoulement latéral du Jurassique dans la partie montagneuse. La drainance ascendante depuis le Jurassique dans la partie aval est également non négligeable. Du point de vue des sorties, le flux d’écoulement le plus important se situe en direction de l’est vers le centre du bassin. Ce constat permet de concevoir que La sous bassin amont de le rivière Awaj est la principale zone de recharge occidentale du bassin de Barada et Awaj. / Barada and Awaj basin is the most important and extensively used water basin in Syria. The upper part of Awaj River occupies the southwestern part of this basin. In this arid region, groundwater is considered to be as a main source of water supply. In order to assess the main features which characterize the hydrogeological system in this area and calculate the water budget of the first aquifer horizon, a multi approach methodology using hydrochemistry, environmental stable isotopes and groundwater modeling were used as integrated tools. The detailed description of hydrogeochemical conditions has underlined the very complex variability of the stratigraphic sequences and hence the numerous hydrogeological units within the study area. Hydrogeochemical evolution reveals the domination of dissolution/precipitation of carbonate rocks as a main mechanism controlling groundwater chemical composition and to less extend, the silicate hydrolysis, dissolution of gypsum and reverse ion exchange. Consequently, hydrochemical patterns did not give enough evidences for the expecting of huge feeding flow from the Jurassic aquifers towards the Neogene/Quaternary aquifer. The similarity in water type tends to express the existence of a unique hydrochemical system where the individualised groundwater flow paths are difficult to delineate. The isotope compositions imply an important rapid infiltration of atmospheric precipitation before significant evaporation takes place. Hence the infiltrated precipitation provides the main source of groundwater recharge all over the study area and mainly throughout the mountainous parts. The study area can be dividing into two main sub-regions. The sub-region (A) which characterizes by active dissolution phenomena and deep vertical groundwater flow. And sub-region (B) which characterizes by a shallow horizontal flow component associated with active interaction between groundwater and hosting rocks. The result of groundwater model indicates a hydraulic connection between the deep aquifers and the overlying first aquifer through the upward leakage of groundwater. The components of the water budget of the first aquifer had determined. The lateral discharge from the Jurassic aquifer as well as the meteoric recharge is the most important recharging component of this budget. The upward leakage of groundwater from deeper aquifers also plays an important role. However, the lateral discharge from the eastern boundary is the largest discharge component which indicates that the study area can be considered as a main recharge region of the western side of the Barada and Awaj Basin.

Die vorliegende Studie befasst sich mit einer hydrochemischen Untersuchung des Aquifersystems auf der Westseite des Toten Meeres. Für die Untersuchungen der Grundwasserressourcen der kreidezeitlichen Grundwasserleiter, insbesondere Grundwasserherkunft, Mischprozesse, Identifizierung von Wasser-Gesteins- Wechselwirkungen, Datierung von Grundwasseraltersbereichen, Identifizierung der Herkunft des Quellen an der Küste des Toten Meeres und Abtrennung quartärer Grundwassermuster, wurde eine Tracerkombination auf Wasser- und Gesteinsproben angewendet. Die hier vorgestellte Multitracer-Methodik ist auch in anderen datenarmen Gebieten mit komplexer Hydrogeologie (Karst oder Störungen) unter anthropogenem Einfluss anwendbar. / The present study deals with a hydrochemical investigation of the aquifer system on the western side of the Dead Sea. To examine the groundwater resources of the Cretaceous aquifer, particularly groundwater origins, mixing processes, identification of water-rock interaction, dating of groundwater age ranges in the aquifers and identification of spring water origins at the Dead Sea coast and separation of Quaternary groundwater patterns, a combination of tracer is applied on water and rock samples. The multi-tracer method presented here is also applicable in other data-poor areas with complex hydrogeology (karst or fracture) under anthropogenic influence.

No description available.

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Evapotranspiration is a nexus for planetary energy and carbon cycles, as yet poorly constrained. Here I use stable isotopes of oxygen and hydrogen to partition flux of water due to plant transpiration from the direct evaporative flux from soils, water bodies and plant. The study areas, Langat and Kelantan watersheds represent examples of domains dominated by the respective Southwest and Northeast monsoons on the two sides of the main orographic barrier (Titiwangsa mountain range). Mean annual rainfall for the Langat watershed, obtained from 30 years of hydrological data, is 2145 ± 237 mm. Tentatively, 48% of this precipitation returns to the atmosphere via transpiration (T), with 33% partitioned into discharge (Q), 8% into interception (In), and 11% into evaporation (Ed). In the Kelantan watershed, the mean annual rainfall, also based on the 30 year hydrological data, is 2383 ± 120 mm. Similar to Langat, the T accounts for 43% of precipitation (P), 45% is discharged into South China Sea (Q), 12% partitioned into interception (In) and tentatively 0% for evaporation (Ed). Ed for the Langat watershed represents only a small proportion in terms of volumetric significance, up to almost ~11% with strong effect on the isotopic fingerprints of waters associated with the summer Southwest Monsoon (SWM). Note, however, that insignificant Ed for the Kelantan watershed may be an artefact of rain and river water sampling at only coastal downstream portion of the watershed. High humidity (80%) also was recorded for the Malaysian Peninsula watershed. T appropriates about half of all solar energy absorbed by the continents, here ~1000*103 g H2O m-2 yr-1 similar to other tropical regions at 900-1200*103 g H2O m-2 yr-1. The associated carbon fluxes are ~ 1300 g C m-2yr-1, independent of P. Vegetation responses to solar irradiance, via T and photosynthesis reflects the importance of stomatal regulation of the water and carbon fluxes. In order to maintain high transpiration in the tropical region, “constant” water supply is required for continuous pumping of water that delivers nutrients to the plant, suggesting that water and carbon cycle are co-driven by the energy of the sun. The existence of the water conveyor belt may be precondition for nutrient delivery, hence operation of the carbon cycle. Potentially, this may change our perspective on the role that biology plays in the water cycle. In such perspective, the global water cycle is the medium that redistributes the incoming solar energy across the planet, and the anatomical structures of plants then help to optimize the loop of energy transfer via evaporation and precipitation in the hydrologic cycle. The main features of aquatic geochemistry of the Langat and Kelantan rivers inferred from the Principal Component Analysis are controlled by three components that explain 80% and 82% of total variances. These components are reflecting of the geogenic factor with superimposed pollution, the latter particularly pronounced in urbanized sections of the Langat river and dominant in downstream of the Kelantan river. There is no correlation between seasonal variations in major ion chemistry and environmental variables such as precipitation, discharge, temperature or solar activity.

Dans cette étude, nous cherchons à dresser le bilan de l’altération à l’échelle de l’île de Mayotte (en surface et en souterrain), à contraindre l’impact des facteurs de contrôle dominant l’altération, puis à caractériser les processus impliqués dans les fractionnements des isotopes du silicium à l’échelle du profil d’altération.Deux campagnes d’échantillonnage incluant des eaux de rivières et des eaux souterraines ont été réalisées en saison humide et sèche, complétées par le prélèvement mensuel de 5 rivières. La prise en compte des crues (3 % de l’année) dans le calcul des taux d’altération moyens annuels en rivière a entraîné une augmentation de ≈32 % du bilan annuel. Le taux d’altération chimique global de l’île de Mayotte s’élève à 94 t/km²/an (81 t/km²/an en surface & 131 t/km²/an en souterrain). Nos résultats mettent en avant le rôle prépondérant des écoulements souterrains dans le transport de matériel dissous directement à l’océan. La contribution du domaine souterrain au bilan de l’altération diminue avec l’âge des formations, soulignant l’implication de l’âge des roches du bassin versant comme paramètre clé dans le contrôle des taux d’altération.Les isotopes du Si ont été analysés sur des roches totales le long de profils d’altération associés à différentes conditions d'altération du régolite : météorique (basse température) ou hydrothermale (haute température). À l’échelle du profil, les deux types de régimes ont montré un appauvrissement en 30Si en fonction du degré d’altération. À l’échelle du minéral, le fractionnement des isotopes du Si s’est révélé plus négatif pendant la précipitation de kaolinite secondaire à haute température qu’à basse température. / In this study, we seek to establish the weathering budget at the scale of the island of Mayotte (rivers and groundwater), to constrain the impact of dominant control factors to the weathering both locally and at a global scale, and then to characterize the processes involved in the fractionation of silicon isotopes across the weathering profile.Two field campaigns, in order to sample river water and groundwater, were carried out during wet and dry season, supplemented by the monthly monitoring of 5 rivers. By taking account of river floods (3% of the year) in the calculation of average annual weathering rates in the river has increased the annual weathering budget by ≈32%. The overall rate of Mayotte Island chemical weathering is 94 t/km²/yr (81 t/km²/yr from surface & 131 t/km²/yr from underground). Our results highlight the important role of groundwater flow to the dissolved material export directly to the ocean. The contribution of groundwater to the weathering budget decreases with the age of the geological formations, highlighting the involvement of the age of the rocks of the watershed as a key parameter in the weathering rates control.Si isotopes were analyzed for whole rock along two weathering profiles associated with different alteration conditions of the regolith: meteoric (low temperature) or hydrothermal (high temperature). At the weathering profile scale, the two types of alteration regimes showed 30Si depletion as a function of the degree of weathering. At the mineral scale, Si isotope fractionation was more negative during the secondary kaolinite precipitation at high temperatures than at low temperatures.

Cette étude s'intéresse, par l'utilisation de la cartographie, à l'évaluation de la vulnérabilité des eaux souterraines aux pollutions en particulier à la vulnérabilité intrinsèque des nappes libres. Dans cette optique, une étude bibliographique sur les méthodes d'estimation de la vulnérabilité des nappes a été menée. A partir de cette étude bibliographique on a trouvé que la méthode DRASTIC a été considérée comme la base de la plupart des études de vulnérabilité.<br>L'aquifère du Dogger convient tout-à-fait à une application des différentes méthodologies. En effet, grâce à son importance en tant que source d'eau potable et d'irrigation ainsi qu'à sa principale problématique qui est la vulnérabilité aux concentrations en nitrates (on peut la considérer comme une nappe très vulnérable aux pollutions superficielles, surtout aux surconcentrations en nitrates), une base de données à la fois volumineuse et diversifiée a été acquise sur plusieurs décennies de travaux de prospection, de suivi et d'exploitation. On peut retrouver ces données sous forme de fiches, de tableaux de cartes et de comptes-rendus.<br>Une description générale de la zone d'étude nous a permis de déterminer les paramètres disponibles dans cette aquifère afin de déterminer quelle méthode il convenait d'appliquer à cette nappe. Ainsi, une étude hydrogéochimique à été réalisée à partir d'une campagne de prélèvements et d'analyses chimiques des eaux souterraines. Ces analyses chimiques, en particulier les analyses des teneurs en nitrates, ont été utilisées pour valider les cartes de la vulnérabilité de l'aquifère du Dogger.<br>Donc, dans le but de cartographier la vulnérabilité de la nappe du Dogger dans le département de la Vienne, on a appliqué deux méthodes, et tout d'abord la méthode DRASTIC (Aller et al. 1987). La carte obtenue par cette méthode est mal corrélée avec la concentration en nitrates.<br>En effet cette méthode attribue un poids faible au sol dans le calcul de l'indice final et elle a complètement ignoré les rôles des activités agricoles. C'est pourquoi on a proposé une nouvelle méthode dévirée de la méthode DRASTIC. Cette seconde méthode est plus adaptée à la nappe libre localisée sous la surface d'une activité agricole très importante. En prenant en considération les neuf paramètres qui déterminent la sensibilité des sols à l'infiltration verticale et l'occupation du sol. La nouvelle carte a permis d'obtenir une meilleure corrélation entre les concentrations en nitrates mesurées et les zones vulnérables par rapport à la méthode originale.<br> Le système d'information géographique avec le logiciel Arc Map (10) a représenté un facteur très important pour réaliser ce projet. Ce SIG a permis de construire une base de toutes les données existantes "géologiques, hydrogéologiques, chimiques et les caractéristiques du sol". Cette base, d'une part permet de disposer pour l'aquifère du jurassique moyen dans la zone d'interfluve Clain-Vienne, des couches d'informations complètes qui pourraient être une référence pour plusieurs études hydrogéologiques. D'autre part, le SIG a été très précieux dans le domaine de la protection et de la gestion des nappes. Il a pu faciliter l'application des méthodes d'estimation de la vulnérabilité, grâce à ses outils (coupage, superposition, méthode d'interpolation, calcul mathématique) qui permettent de traiter un grand nombre des données en superposant toutes les cartes de chaque facteur sur un support de même taille, ainsi que d'intégrer et combiner ces cartes. Nous pouvons à l'aide de tous ces outils, calculer les indices finaux et produire une carte finale de la vulnérabilité qui devient elle-même un outil facile de comparaison avec les teneurs en nitrates afin de valider les résultats. / The main objective of this PhD thesis is the optimization of a novel approach to estimate groundwater vulnerability using both the DRASTIC model and soil infiltration sensitivity. The model will be then applied to the Dogger aquifer of Poitiers, Center West France; to delineate areas that are more susceptible to contamination from anthropogenic sources. This is an important element for sensible resource management and land use planning.<br>Poitou-Charentes, located in the Center-West of France, is a region where economy is mainly based on agriculture. It is made up of 4 Departments (Vienne, Charente, Charente Maritime, Deux-Sèvres) and is largely supplied by groundwater, both for consumption and irrigation. This resources thus vital to the region and its preservation is a major issue. The objective of this study is the determination of the roundwater quality in the Dogger aquifer of Poitiers (Vienne Department), which is the main water resource for his area in order to achieve a better understanding of the factors influencing groundwater mineralization. Sixty-six wells, distributed over the study area, were sampled and analyzed for major ions (Ca2+, M2+, Na+, K+, HCO3-, Cl-, SO42-, NO3-). The hydrochemistry of groundwater is determined by both natural processes, and anthropogenic factors. Natural factors are dissolution of carbonate and dolomite minerals, and cation exchanges with clays, while anthropogenic factors are contaminant infiltration of wastewater and agricultural fertilizers. Nitrate is the main contaminant found in the groundwater and makes this resource unsuitable for consumption at some places.<br>This study focuses, by the use of mapping, on the assessment of the vulnerability of groundwater to pollution in particular to the intrinsic vulnerability of unconfined aquifers. The DRASTIC method was considered the most basic vulnerability studies.<br>In this study, we intend initially to implement the DRASTIC model, as it was developed by US-EPA. The results of application of DRASTIC will be discussed and validated against available knowledge on Dogger groundwater quality, and in particular nitrate levels. Secondly, the development of a new approach will be developed based on a combination of DRASTIC model and a concept recently developed by the Chamber of Agriculture of Vienne soil susceptibility to infiltration. The results showed that this new approach results in a vulnerability assessment of the aquifer is entirely consistent with the state of contamination of the well and integrates all the parameters (risk parameters intrinsic parameters) involved in transferring pollutants from the soil surface to the well.<br>

Evapotranspiration is a nexus for planetary energy and carbon cycles, as yet poorly constrained. Here I use stable isotopes of oxygen and hydrogen to partition flux of water due to plant transpiration from the direct evaporative flux from soils, water bodies and plant. The study areas, Langat and Kelantan watersheds represent examples of domains dominated by the respective Southwest and Northeast monsoons on the two sides of the main orographic barrier (Titiwangsa mountain range). Mean annual rainfall for the Langat watershed, obtained from 30 years of hydrological data, is 2145 ± 237 mm. Tentatively, 48% of this precipitation returns to the atmosphere via transpiration (T), with 33% partitioned into discharge (Q), 8% into interception (In), and 11% into evaporation (Ed). In the Kelantan watershed, the mean annual rainfall, also based on the 30 year hydrological data, is 2383 ± 120 mm. Similar to Langat, the T accounts for 43% of precipitation (P), 45% is discharged into South China Sea (Q), 12% partitioned into interception (In) and tentatively 0% for evaporation (Ed). Ed for the Langat watershed represents only a small proportion in terms of volumetric significance, up to almost ~11% with strong effect on the isotopic fingerprints of waters associated with the summer Southwest Monsoon (SWM). Note, however, that insignificant Ed for the Kelantan watershed may be an artefact of rain and river water sampling at only coastal downstream portion of the watershed. High humidity (80%) also was recorded for the Malaysian Peninsula watershed. T appropriates about half of all solar energy absorbed by the continents, here ~1000*103 g H2O m-2 yr-1 similar to other tropical regions at 900-1200*103 g H2O m-2 yr-1. The associated carbon fluxes are ~ 1300 g C m-2yr-1, independent of P. Vegetation responses to solar irradiance, via T and photosynthesis reflects the importance of stomatal regulation of the water and carbon fluxes. In order to maintain high transpiration in the tropical region, “constant” water supply is required for continuous pumping of water that delivers nutrients to the plant, suggesting that water and carbon cycle are co-driven by the energy of the sun. The existence of the water conveyor belt may be precondition for nutrient delivery, hence operation of the carbon cycle. Potentially, this may change our perspective on the role that biology plays in the water cycle. In such perspective, the global water cycle is the medium that redistributes the incoming solar energy across the planet, and the anatomical structures of plants then help to optimize the loop of energy transfer via evaporation and precipitation in the hydrologic cycle. The main features of aquatic geochemistry of the Langat and Kelantan rivers inferred from the Principal Component Analysis are controlled by three components that explain 80% and 82% of total variances. These components are reflecting of the geogenic factor with superimposed pollution, the latter particularly pronounced in urbanized sections of the Langat river and dominant in downstream of the Kelantan river. There is no correlation between seasonal variations in major ion chemistry and environmental variables such as precipitation, discharge, temperature or solar activity.