Le travail présenté dans ce mémoire est consacré à la caractérisation hydrodynamique in situ des sols, au voisinage de la saturation, par l'utilisation des infiltromètres à disques à succion contrôlée. L'étude s'articule autour de trois parties. La première partie fait l'inventaire des méthodes existantes fondées sur l'analyse des régimes permanents d'infiltration axisymétrique appliquée à la solution de Wooding. On montre que celle reposant sur l'application d'une série de potentiels imposés est la plus stable et n'est pas limitée aux sols quasi-linéaires. La deuxième partie montre comment exploiter, dans la pratique, une équation simple du régime transitoire axisymétrique pour déterminer la sorptivité capillaire et la conductivité hydraulique des sols non saturés sans atteindre le régime permanent. Dans cet objectif, une nouvelle méthode de détermination de la sorptivité aux temps courts est proposée, prenant en compte les effets de la couche de sable de contact. Diverses méthodes sont ensuite proposées, testées numériquement et comparées avec l'approche classique, pour l'estimation de la conductivité. On montre que les ordres de grandeur comparables entre effets gravitaire et capillaire latéral sur l'écoulement, pour la plupart des sols "en place", autorisent la détermination à la fois de la sorptivité et de la conductivité. Une nouvelle échelle de temps caractéristique, prenant en comple la combinaison de ces deux effets, peut être calculée pour les infiltromètres à disque. La troisième partie traite le cas des sols encroûtés pour lesquels les méthodes classiques ne peuvent être appliquées. L'utilisation d'un minitensiomètre couplé avec l'infiltromètre permet de discriminer les phases d'infiltration dans la croûte et dans le sol sous-jacent. La conductivité hydraulique de la croûte est ensuite estimée à partir d'une série de mesures de sorptivité. Les valeurs ainsi obtenues sont validées, par comparaison de mesures de ruissellement. avec les prédictions fournies par un modèle d'infiltration bi-couche reposant sur le principe de Green et Ampt. On montre l'impact considérable de la présence de croûtes d'épaisseur centimétrique sur les volumes ruisselés.

Une méthode est proposée pour determiner la conductivité hydraulique, en fonction de la concentration en eau, de milieux poreux partiellement saturés susceptibles de se déformer. Elle est fondée sur la description eulerienne des transferts d'eau et de particules solides. elle s'appuie sur l'analyse en régime transitoire des profils d'humidité et de masse volumique séche obtenus par spectrométrie gamma double-sources, specialement developpée à cet effet, couplée à des mesures de pression capillaire par tensiométrie. les résultats présentés sont relatifs à des expériences d'infiltration verticale d'eau dans des matériaux poreux compactes et gonflant librement. le bon accord, entre les valeurs déterminées par l'approche lagrangienne, également mise en oeuvre, et celles obtenues dans le cadre de la description eulerienne confirme la pertinence des hypothèses sous-tendant cette dernière. de plus, elle apparait séduisante dans la mesure où elle peut constituer une formulation générale des écoulements d'eau, incluant les milieux déformables et rigides.

Les systèmes qui se développent dans les roches carbonatées gardent une plus ou moins grande mémoire des épisodes responsables de leur recharge. Les études hydrodynamiques diachroniques (analyse des courbes de récession et ajustement à des lois mathématiques) ou l'exploitation statistique des données (étude des débits classés, analyse corrélatoire et spectrale) permettent de mettre en évidence cette mémoire et de la quantifier en termes de réserves. L'hydrochimie est aussi un outil très puissant pour l'étude de la mémoire du système, car elle permet, grâce à son aspect qualitatif, de préciser l'origine des masses d'eaux transitant par l'exutoire, et ainsi d'affiner la reconstitution du fonctionnement hydrocinématique de l'aquifère. Cette reconstitution a été tentée à partir de deux démarches complémentaires, le suivi diachronique, étude des variations temporelles de concentration ou de flux physico-chimique d'émergences sélectionnées (suivi hebdomaclaire du Pont de Gys en Haute-Savoie, du Verneau dans le Doubs, du Baget en Ariège et de la Fontaine de Vaucluse, suivi quotidien de la Fontaine de Vaucluse, du Groseau et d'Aurel dans le Sud-Est de la France), et le cliché synchrone, prospection spatiale d'une province hydrogéologique à une période judicieusement choisie (Jura, Haut-Doubs, Haute-Saône et Sud-Est de la France). Les deux modes d'approche fournissent des résultats concordants: le système karstique en période hydrodynamiquement réputée non influencée (tarissement s.s.) garde la mémoire d'épisodes de recharge ayant modifié la chimie de la réserve assurant ce tarissement. Inversement, les abondantes précipitations responsables d'une montée de crue peuvent mobiliser d'importants volumes d'une eau à marque chimique de la réserve : le système en crue garde l'empreinte chimique de ses réserves. Le fonctionnement hydrocinématique des systèmes résulte donc de l'interaction de ces deux types de mémoire: mémoire à court terme et à long terme. La première partie de ce travail traite du suivi des paramètres physico-chimiques au cours du cycle hydrologique ainsi qu'en étiage. L'analyse des données montre que pendant le tarissement au sens strict les teneurs caractéristiques des réserves permanentes du système oscillent de manière aléatoire, aux erreurs analytiques près, autour d'une moyenne caractéristique de l'état hydrodynamique et hydrochimique de la réserve, et de l'histoire de sa recharge ; c'est pourquoi il est nécessaire, pour comparer le comportement de plusieurs émergences, de les étudier simultanément. La physico-chimie du système en tarissement est très sensible aux apports d'eau par la surface : on peut observer d'une part des transits rapides et directs d'eau chimiquement marquée par la zone non saturée, sans que le débit varie de manière appréciable et d'autre part une recharge partielle des blocs capacitifs du système par cette même infiltration ; dans ce cas, on note une évolution de la qualité des eaux des réserves à la suite de ces précipitations. Les basses eaux consécutives à ces pluies ne peuvent dès lors plus être considérées comme du tarissement au sens strict. Dans les systèmes bien karstifiés, les montées de crues mobilisent des eaux (marquées chimiquement par la réserve) présentes dans les drains au moment de l'infiltration. Cet effet piston, bien visible dans la chimie des eaux de l'émergence est suivi par l'arrivée des eaux d'infiltration qui se mélangent aux eaux de réserve. La deuxième partie tente de calculer la part relative des deux composantes (infiltration et réserve) au cours de crues ou au cours de cycles. Les résultats ne contredisent pas ceux obtenus par des méthodes hydrodynamiques ; toutefois la méthode physico-chimique donne plus de poids à la contribution des réserves, mais surtout met bien en évidence les décalages temporels existant entre les variations du débit (transfert) et le passage effectif des masses d'eau à l'exutoire (transit). Ces décalages sont fonction du type et de l'importance de la karstification. La troisième partie justifie l'emploi des campagnes de prélèvements instantanés des eaux des principales sources d'une région karstique, elle en précise les limites. Dans le Jura, l'altitude moyenne des impluviums et des réserves permanentes peut être obtenue par l'étude des teneurs en oxygène 18 et des températures. La chimie des eaux jurassiennes et son analyse multidimensionnelle mettent en évidence l'opposition structurale Haute-Chaîne-plateaux : les émergences de la Haute-Chaîne drainant des systèmes à faibles réserves (à temps de séjour faible) peu affectés par l'activité humaine, celles des plateaux drainant des aquifères à réserves plus développées établis sous des zones cultivées. Elles permettent de reconnaître les influences anthroplques et par là d'envisager un réseau de surveillance de la qualité de l'eau des réserves. L'acquisition des données de pCO2, de température et d'oxygène 18 fait considérer les campagnes de basses eaux hivernales comme de la décrue (ces campagnes incluant l'écoulement d'eaux d'infiltration différée) et non comme du tarissement. Toutefois l'utilisation des instantanés dans des régions trop monotones ou trop contrastées en limite l'intérêt. Dans le sud-Est de la la France, le rôle de la lithologie (dolomies ou évaporites) prévaut sur celui du fonctionnement hydrocinématique. Cependant, le rôle de l'évapotranspiration de surface est bien visible dans l'écoulement de l'émergence en basses eaux.

L'écoulement ductile d'une roche, en présence de fluide, peut s'effectuer par transfert de matière autour de domaines constituants cette roche, sous l'effet de différences de contrainte normale, ou de différences d'énergie élastique, plastique, ou de surface. Les stylolites, schistosités, fentes ou cavités colmatées,témoignent de ce fluage par dissolution-cristallisation dans la croûte supérieure. Différents modèles théoriques en ont été établis, avec des vitesses de déformation limitées par chacun des processus successifs de la transformation (cinétique des réactions solide/fluide, ou vitesse des transferts par diffusion ou infiltration). Puis ces modèles ont été testés en distinguant l'effet de plusieurs paramètres (géométrie des domaines, conditions P.T., nature des matériaux, valeurs des coefficients de transfert) . Pour l'aspect expérimental on a réalisé des dissolutions-cristallisations du quartz et de la calcite, autour de cavités ou autour de grains sous contrainte, en maintenant ces minéraux plusieurs mois au contact de fluides chauds et sous pression (eau, Na OH, NH4 CI) . Différentes forces motrices peuvent intervenir (énergie de surface autour des cavités, contrainte normale autour des grains). Différents processus peuvent limiter les vitesses des déformations (cinétique de réaction pour les cavités, vitesse de diffusion pour les grains). Pour l'aspect naturel. des analyses chimiques comparatives au sein de roches à déformation hétérogène (plissement, cisaillement, poinçonnement, boudinage) permettent de faire un bilan des quantités transférées. On montre que !e transfert peut s'effectuer par diffusion ou par infiltration, sous de faibles déviateurs de contrainte, avec une mobilité variable des minéraux selon les conditions P.T . Les possibilités et les conditions du transfert imposent en priorité le type de modèle de dissolution-cristallisation et la vitesse de cette déformation. On discute de l'initiation et du développement des zones de dissolution et de cristallisation et de l'acquisition d'un litage tectonique dont l'orientation, la géométrie et les compositions reflètent les conditions de la déformation. Des applications sont données pour des processus voisins (métamorphisme, diagenèse) et pour des problèmes particuliers (déformation interne des roches, concentration des minéralisations, glissement asismique des failles).

A two-dimensional numerical model (RiverFLO-2D) has been enhanced to simulate flooding of urban areas by developing an innovative wet and dry surface algorithm, accounting for variable rainfall, and recoding the model computer program for parallel computing. The model formulation is based on the shallow water equations solved with an explicit time-stepping element-by-element finite element method. The dry-wet surface algorithm is based on a local approximation of the continuity and momentum equations for elements that are completely dry. This algorithm achieves global volume conservation in the finite element, even for flows over complex topographic surfaces. A new module was implemented to account for variable rainfall in space and time using NEXRAD precipitation estimates. The resulting computer code was parallelized using OpenMP Application Program Interface, which allows the model to run up to 5 times faster on multiple core computers. The model was verified with analytical solutions and validated with laboratory and field data. Model application to the Malpasset dam break and Sumacarcel flooding event show that the model accurately predicts flood wave travel times and water depths for these numerically demanding real cases. To illustrate the predictive capability of the enhanced model, an application was made of the city of Sweetwater flooding in Miami-Dade County, FL caused by the Hurricane Irene. The simulation starts with dry bed and rainfall is provided by NEXRAD estimates. Integrating NEXRAD rainfall estimates, developing a novel dry-wet area algorithm and parallelizing RiverFLO-2D code, this dissertation presents a proof of concept to accurately and efficiently predict floods in urban areas, identifying future improvements along this line of research.

Fosforutsläpp kan leda till övergödning i vattenrecipienten om kritiska nivåer överskrids. De enskilda avloppen står idag för en relativt stor andel av Sveriges fosforutsläpp jämfört med de kommunala avloppen. Detta kan sättas i bakgrund av att staten, alltsedan 1970-talet, har lagt ner stora resurser på att reducera utsläppen hos kommunala avlopp, medan en motsvarande satsning på de enskilda avloppen uteblivit. Merparten av dagens enskilda avlopp utgörs av markbaserade reningssystem, det vill säga avloppslösningar där avloppsvattnet får passera genom markmaterial för att renas. Fosforreningen i markbaserade reningssystem har forskningshistoriskt sett inte varit en prioriterad fråga, vilket har lett till kunskapsbrist inom området. Naturvårdsverket har i och med miljöbalkens införande skärpt sina krav på fosforreningen hos enskilda avlopp. Trots att Naturvårdsverket nu har satt upp exakta kravgränser på fosforutsläpp, exempelvis att en normal skyddsnivå motsvarar en rening på 70 %, saknas dock råd för hur gemene man, inför byggandet av ett markbaserat reningssystem, ska kunna uppskatta fosforreningsförmågan i markmaterialet. Emellertid rekommenderar Naturvårdsverket att man inför byggandet ska uppskatta markmaterialets hydrauliska konduktivitet, en uppskattning som ofta utförs genom att mäta markmaterialets kornstorleksfördelning. Det finns även forskning som tyder på att kornstorleksfördelningen skulle kunna ha samband med fosforreningen. Syftet med detta examensarbete var framförallt att utvärdera om kornstorleks- fördelningen kan användas som ett mått på fosforreningen. Som ett sidospår till detta utvärderades även om den hydrauliska konduktiviteten kan bestämmas ur kornstorleks- fördelningen. Empiriska formler har vid tidigare studier etablerats för detta, men frågan är om dylika empiriska formler gäller för de undersökta markbaserade reningssystemen. Undersökningens resultat tydde på ett samband mellan kornstorlek och hydraulisk konduktivitet medan det inte kunde påvisas något samband mellan kornstorleks- fördelning och fosforrening. Det är därmed önskvärt att finna ett annat mått på fosforreningen i markbaserade reningssystem. Kan vi inte uppskatta hur mycket de markbaserade reningssystemen bidrar till övergödningen kan vi inte heller väga denna negativa miljöpåverkan mot de markbaserade systemens fördelar, såsom relativt låg energiförbrukning och relativt små utsläpp av växthusgaser. / Release of phosphorus is one of the contributing factors of eutrophication in aquatic recipients. In Sweden, on-site wastewater treatment represents large emissions of phosphorous per person in comparison to municipal wastewater treatment. This can be put in the context of the Government’s large investments for reducing phosphorus in municipal wastewater treatment plants, while no corresponding investment has yet been made in the field of on-site wastewater treatment. In Sweden, the on-site wastewater treatment systems of today mainly consist of WSAS (Wastewater soil absorption systems), i.e. systems where wastewater is cleaned by passing though soil material. During the history of research about WSAS issues of phosphorous removal have not been first priority, which has led to a considerable lack of knowledge regarding these issues. Since 1999, when the Swedish regulations of environmental law were established, the SEPA (Swedish Environmental Protection Agency) has tightened up their demands of phosphorus removal in on-site wastewater treatment systems, for instance by stating that a phosphorous removal of 70% shall be reached to accomplish a “normal level of protection”. Despite this fact, there are no recommendations of how to estimate phosphorus removal in the soil material. However, the SEPA recommends estimation of hydraulic conductivity before building WSAS. This estimation is usually made by measuring grain size distribution in the soil material. One interesting fact is that there, according to some scientists, might be a connection between grain size distribution and phosphorus removal. The aim of this thesis was mainly to investigate if measure of grain size distribution can be used in order to estimate phosphorus removal. The aim was also to evaluate if grain size distribution is a good indicator of hydraulic conductivity in the investigated WSAS. It was concluded that grain size distribution is a suitable indicator of hydraulic conductivity, but not a suitable indicator of phosphorus removal. Thus, we still need to find an easy way to estimate the phosphorus removal in WSAS. If we do not know the extent of impact on eutrophication by WSAS, we cannot weigh this negative impact against the positive aspects of relatively low energy usage and low release of green house gases compared to other on-site wastewater treatment systems.

The prediction of moisture and contaminant transport through unsaturated soil to ground water is becoming increasingly important in the fields of hydrology, agriculture and environmental engineering. Computer aided simulation techniques enables one to conduct a series of systematic numerical experiments to analyze flow phenomenon in subsurface hydrology under various physical and chemical processes. The flow movement depends upon medium characteristics, initial and boundary conditions, which reflect, physical processes occurring below the ground. To understand the effects of physical process an efficient and accurate model is needed. Thus the model developed must be able to handle varied initial and boundary conditions. In this regard, infiltration into a very dry soil becomes a very important problem of study. Most of the earlier numerical models developed are concentrated on the development of an efficient algorithm or the modelling of a particular process which govern the flow in unsaturated or saturated-unsaturated homogeneous medium. Not much work has been done on the analysis of variably saturated flow in layered soil medium. Models to simulate unsaturated flow through dry soils, especially through layered soils with varied boundary conditions are very limited. Further, not much studies have been reported in the literature on the prediction of seepage face development and the phreatic surface movement in variably saturated media with layering. These aspects are very important in determining the flow field and the discharge from the domain. A detailed literature review covering above aspects has been made and is reported in this thesis. In the present work, two dimensional numerical models to predict the movement of wetting front in unsaturated domain and the movement of the phreatic surface in homogeneous and layered porous media under various initial and boundary conditions are developed based on finite difference and finite volume techniques. These models can handle flow in both rectangular flow domains and radial flow domains. The initial condition settings include the handling of very dry soil medium without any transformation of the governing equation, handling of infiltration and constant head conditions at the boundaries under steady state as well as transient scenarios. The models are also able to handle various soil moisture characteristics which depict the nonlinear behaviour between hydraulic conductivity, moisture content and pressure head in a soil media. A mixed form of the governing partial differential equation is used in the present study as it leads to better mass conservation. The finite difference model uses a central difference approximation for the space derivatives and an Eulerian backward difference approximation for the time derivative. The fully implicit formulation is solved iteratively using Strongly Implicit Procedure after making Picard approximation for the highly nonlinear coefficients. The process of infiltration into an initially dry soil leads to the development of a steep wetting front. As the finite volume technique is naturally an upwind method, it is expected to play a positive role in modelling such processes accurately. Hence, a finite volume model is also developed by approximating the convective part using a MUSCL approach and a fully implicit central difference method for the diffusive part of the governing equation. The models developed are validated using both experimental data and numerical solutions for problems reported in the literature. The validation problems cover a wide range of physical scenarios such as: infiltration into a very dry soil, infiltration into a dry soil column with gravity drainage, development of water table mound, steady state drainage in a sand filled wedge shaped tank with seepage face development and transient seepage face development in a rectangular domain. Five test problems are used for the validation of the models. The developed models perform very well for the test problems considered, indicating the models' capability in handling such situations. The results obtained by using the present models for simulating flow through highly unsaturated (very dry) soils show that the models perform very well when compared with models which use transformation techniques to handle such problems. The performance of the present models in comparison with the experimental data and numerical models available in the literature show the suitability of the present models in handling such situations. The present models are also used to analyse various types of unsaturated flow problems with varying initial and boundary conditions. The boundary conditions considered are no flow and /or free flow conditions along the left, right and bottom boundaries with infiltration condition along a part of the top boundary. For the various cases considered in the present study, infiltration rate varies from 5 cm/day to 50cm/day through an initially very dry soil of -15000 cm pressure head in homogeneous and layered soils. Different types of soil media considered vary from sandy loam, loam and clay with horizontal and vertical layering of these soils. A total number of 14 cases are analysed. The results are discussed in terms of pressure head variation in the flow domain along with moisture redistribution for all the cases under consideration. It is observed from these studies that the infiltration rate play an important role on the wetting front movement through layered soils depending on the type of layering and the boundary conditions considered. The soil properties of various layers affect the movement of wetting front by changing the direction of movement. Even though the wetting front movement is predominantly vertical, there is a tendency for the wetting front to move in the horizontal direction as it moves from a coarse soil to fine soil. It is also observed that the vertical layering of soils with different hydraulic conductivity helps in redirecting the flow towards the bottom boundary through the neighboring coarser layers. As finite volume method is more suitable for simulating sharp fronts, it is expected to perform better than finite difference method for simulating infiltration into very dry soils. So, a comparison is made between the performance of these two models by using the above test problems. It is observed from these studies that the performance of both the models are same except that the finite volume method takes much more CPU time than the finite difference model. Considering the type of problems tested, it is observed that for modelling unsaturated and saturated-unsaturated flows, finite difference method is better in comparison to finite volume method. It may be due to the predominant diffusive characteristics of the governing equation even while modelling flow through very dry soils. Proper estimation of the seepage height is an important aspect in finding the discharge through the porous medium. It is observed from the literature that the use of a saturated flow model in such situations can lead to an underestimation of the discharge through the porous medium. This effect is more important when dealing with small dimension problems. It is also observed that various parameters which govern the moisture movement through saturated-unsaturated regions affect proper estimation of the seepage face height and there by discharge. Various factors like effect of boundary conditions, type of soil layering, problem dimension and aspect ratio on seepage face development and the associated phreatic surface formation is studied in the present work. It is seen from the present study that the seepage face development is more in rectangular flow domain than in radial flow domain for both homogeneous and layered soils. It is also seen that the seepage face development in rectangular problems are more sensitive than radial flow problems for various factors considered. The seepage height is also influenced by the tail water level. It is seen from the present study that as the tail water level increases the seepage face reduces with no seepage face development for some of the cases studied. This influence is relatively less for radial flow problems. As the length of the domain increases the seepage height decreases. It is seen that for different cases with same horizontal dimension, as the height of the domain increases the seepage face height also increases. This phenomenon is observed for both homogeneous and layered soil medium. The influence of the aspect ratio, which is the ratio of the length to height of the domain indicate that as the aspect ratio increases the seepage height decreases. The type of the soil layering is observed to have a very strong influence on the seepage face development. The study for understanding the effect of soil layering on the development of seepage face and phreatic surface suggest that as the coarseness of the material increases, the phreatic surface become flatter and its steepness increases with the fineness of the soil. The present model is also used for studying the transient phreatic surface movement and the seepage face development. This is studied for homogeneous and layered rectangular soil medium. The present study is used to understand the effect of specific storage on the phreatic surface movement and the seepage face development. The studies indicate that the influence of specific storage on the seepage face development is insignificant in homogeneous soils with only very little effect in the early time for longer domains. It is also observed that the influence of the specific storage is significant in the case of layered soils. This effect depends on the type of layering and the problem dimension and is observed to have influence for relatively longer period. This observation suggests the importance of specific storage on transient seepage face development. When the specific storage effect is considered the drainage of the soil become faster resulting in a faster decline of the phreatic surface with time. The influence of specific storage is also studied considering the problem dimension effect. It is seen that as the aspect ratio increases, the effect of specific storage on the phreatic surface development decreases. The studies with change in the upstream boundary condition from a constant head to a no flow condition indicate that the effect of specific storage has no significant influence on the phreatic surface development for both homogeneous and layered soils.

A comprehensive knowledge about the infiltration situation in a sewer system is required for sustainable operation and cost-effective maintenance. Due to the high expenditures of infiltration measurements an optimisation of necessary measurement campaigns and a reliable transfer of measurement results to comparable areas are essential. Suitable methods were developed to improve the information yield of measurements by identifying appropriate measuring point locations and to assign measurement results to other potential measuring points by comparing sub-catchments and classifying reaches. The methods are based on the introduced similarity approach “Similar sewer conditions lead to similar infiltration/inflow rates” and on modified multivariate statistical techniques. The developed methods have a high degree of freedom against data needs. They were successfully tested on real and generated data. For suitable catchments it is estimated, that the optimisation potential amounts up to 40 % accuracy improvement compared to non-optimised measuring point configurations. With an acceptable error the transfer of measurement results was successful for up to 75 % of the investigated sub-catchments. With the proposed methods it is possible to improve the information about the infiltration status of sewer systems and to reduce the measurement related uncertainty which results in significant cost savings for the operator. / Für den nachhaltigen Betrieb und die kosteneffiziente Unterhaltung von Kanalnetzen ist eine genaue Bestimmung ihrer Fremdwassersituation notwendig. Eine Optimierung der dazu erforderlichen Messkampagnen und eine zuverlässige Übertragung der Messergebnisse auf vergleichbare Gebiete sind aufgrund der hohen Aufwendungen für Infiltrationsmessungen angezeigt. Dafür wurden geeignete Methoden entwickelt, welche einerseits den Informationsgehalt von Messungen durch die Bestimmung optimaler Messpunkte verbessern und andererseits Messresultate mittels Vergleichen von Teileinzugsgebieten und Klassifizierungen von Kanalhaltungen zu anderen potenziellen Messstellen zuordnen. Die Methoden basieren auf dem Ähnlichkeitsansatz “Ähnliche Kanaleigenschaften führen zu ähnlichen Fremdwasserraten” und nutzen modifizierte multivariate statistische Verfahren. Sie haben einen hohen Freiheitsgrad bezüglich der Datenanforderung. Die Methoden wurden erfolgreich anhand gemessener und generierter Daten validiert. Es wird eingeschätzt, dass das Optimierungspotenzial bei geeigneten Einzugsgebieten bis zu 40 % gegenüber nicht optimierten Mess-netzen beträgt. Die Übertragung der Messergebnisse war mit einem akzeptablen Fehler für bis zu 75 % der untersuchten Teileinzugsgebiete erfolgreich. Mit den entwickelten Methoden ist es möglich, den Kenntnisstand über die Fremdwassersituation eines Kanalnetzes zu verbessern und die messungsbezogene Unsicherheit zu verringern. Dies resultiert in Kostenersparnissen für den Betreiber.

Στην παρούσα εργασία έγινε προσπάθεια να διερευνηθούν οι υδρογεωλογικές συνθήκες των καρστικών υδροφόρων οριζόντων του κεντρικού τμήματος του νομού Αχαΐας και να οριοθετηθούν οι κύριες υδρογεωλογικές λεκάνες ή ενότητες της περιοχής. Στα πλαίσια της έρευνας αυτής εκτελέσθηκαν οι παρακάτω εργασίες: α) Γεωλογική αναγνώριση της περιοχής. β) Ανάλυση του υδρογραφικού δικτύου και του μορφολογικού αναγλύφου της περιοχής έρευνας. γ) Χάραξη γεωλογικών τομών που καλύπτουν όλη την περιοχή μελέτης με σκοπό τη διερεύνηση του υδρογεωλογικού καθεστώτος στην περιοχή. δ) Αναγνώριση των κυριοτέρων πηγών στην ύπαιθρο και σχεδιασμός σκαριφημάτων για κάθε μία από αυτές. ε) Χάραξη υδρογεωλογικών λεκανών για την περιοχή μελέτης που αποστραγγίζονται από τις αντίστοιχες πηγές. ζ) Επεξεργασία των υδροχημικών δεδομένων στα νερά των πηγών. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την παρούσα έρευνα φαίνεται ότι η έντονη τεκτονική καταπόνηση που έχουν δεχθεί οι γεωλογικοί σχηματισμοί κατά το παρελθόν παίζει σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση των υδρογεωλογικών λεκανών της περιοχής, καθώς τα ρήγματα ελέγχουν την εξάπλωσή τους. Ακόμη, τα παράλληλα τεκτονικά λέπια δημιουργούν υδρογεωλογικές λεκάνες διεύθυνσης περίπου Β-Ν. Τοπικό επίπεδο βάσης αποτελούν πολλές φορές οι πυριτικές παρενστρώσεις των ανωκρητιδικών ασβεστολίθων, αφού συντελούν στο σχηματισμό μικρής σημασίας υδροφόρων οριζόντων. Στα μέτωπα των επωθήσεων παρουσιάζεται μεγαλύτερο ποσοστό καρστοποίησης των ασβεστολίθων (π.χ. Καλούσι, Πλατανόβρυση) λόγω μεγαλύτερης καταπόνησης των πετρωμάτων στις περιοχές αυτές. Τα διαγράμματα Piper δίνουν γενικά τύπο νερού Ca – HCO3 που δείχνει νερά που φιλοξενούνται σε καθαρά ασβεστολιθικούς υδροφόρους. Τέλος, η πλήρης ή μερική υδρομάστευση των πηγών συντελεί στην αλλαγή του υδραυλικού καθεστώτος των πηγών, με αποτέλεσμα μερικές από αυτές να μην λειτουργούν πλέον, ενώ η ρύπανση του νερού των πηγών σε ορισμένες θέσεις οφείλεται καθαρά σε ανθρωπογενείς δραστηριότητες. / This paper presents the results of the hydrogeological research in the karst aquifers conducted in the central part of the Achaia province, as well as the limitation of the hydrogeological basins. During the research, the tasks that were performed were the following: a) Geological research of the whole area. b) Geomorphological and hydrographical analysis of the research area. c) Side elevations in order to define the hydrogeological conditions in the exploration area. d) Location of the springs and drawing side elevations for each one of them. e) Drawing of the hydrogeological basins that are dewatered of the springs. f) Elaboration of the hydrochemical data of the spring waters. According to the results that came up at the end of this research, it seems that the tectonic pressure to the rocks and the sediments of the area has infected the development of the hydrogeological basins because the faults usually control their diffusion. Furthermore, the parallel tectonic flakes form hydrogeological basins with a North-South orientation. Local base-level of the karst aquifers are usually the clay intrusions inside the limestone layers, that form aquifers of small importance. In the areas near the thrust, there is bigger solution in the karst aquifers (e.g. Platanovrisi, Kalousi etc.), because of the amount of pressure that affected those areas. The Piper diagrams suggest a water type of Ca-HCO3 that shows water from limestone aquifers. Finally, the use of the spring waters in many cases is so big that it affects the level of the underground water, while the contamination of the water seems to be imputed to the stock farming in some places.

From the Proceedings of the 1977 Meetings of the Arizona Section - American Water Resources Assn. and the Hydrology Section - Arizona Academy of Science - April 15-16, 1977, Las Vegas, Nevada / A new minimum tillage implement, "the land imprinter," has been designed and fabricated, and is currently being tested. Its design is based on water infiltration control theory developed during the past decade. The land imprinter was developed primarily for establishing vegetation in barren land areas in semiarid and arid regions of the world. It simultaneously forms interconnected downslope and cross - slope corrugations that shed water and then infiltrate it precisely where vegetative growth is to be encouraged. This controlled short distance routing of water along short waterways into small reservoirs makes more rainwater available for seed germination and seedling establishment, and less water available for loss by surface runoff and evaporation. The imprinter has only one moving part, in the form of a massive compound roller and central axle which turn together as a rigid assembly during operation. The compound roller consists of two imprint capsules which are linked together on the axle shaft by an axle pulling clamp. The core of the imprint capsule is a hollow steel cylinder (1-m diameter and 1-m long) fabricated from 1.27-cm steel plate. A variety of imprint geometries are formed by welding short lengths of specially -cut steel angles (1.27 cm x 15.24 cm x 15.24 cm) to the outer surface of the cylindrical core. Ten imprint capsules with distinctly different geometric patterns of steel angles have been developed and fabricated. By pairing these capsules in as many ways as possible, 45 different geometric patterns can be imprinted. The patterns of steel angles perform a number of different tillage functions including (1) brush and soft rock crushing, (2) brush and rock imbedding, (3) runoff inducing and directing, (4) infiltration inducing and directing, (5) biomass concentrating, (6) seedbed forming, (7) surface and vertical mulching, (8) wind and water erosion controlling, (9) surface compacting, and (10) surface trenching and pitting. Advantages of the land imprinter as compared with alternative tillage methods include (1) greater stability, diversity, complexity, and precision of surface geometric patterns; (2) better control of point infiltration, runoff, erosion, and evaporation; and (3) greater utility in brush -covered, steeply - sloping, deeply gullied, and rocky land. The land imprinter should have widespread utility in both range and croplands because of its unique ability to mold runoff -watered seedbeds that increase the probability of seed germination and seedling establishment.