The Groundwater Project

Hydrologie des isotopes stables

Année de publication : 2022
Nombre de pages : 102

ISBN : 978-1-77470-043-3
https://doi.org/10.21083/978-1-77470-043-3

Auteur:

Roger E. Diamond : Université de Pretoria, Afrique du Sud

Description

Les isotopes stables de l’hydrogène et de l’oxygène dans la molécule d’eau peuvent fournir des informations sur le mouvement de l’eau que la chimie et les méthodes physiques (niveaux d’eau, etc.) ne peuvent parfois pas. Que ce soit dans l’atmosphère, la biosphère, l’hydrosphère ou la géosphère, les compositions isotopiques stables peuvent être utilisées pour suivre les écoulements d’eau, parfois quantitativement. Ces flux comprennent les étapes clés telles que l’évaporation, la condensation, les précipitations, la recharge, la transpiration et le déchargement aux sources ou aux forages.

Le livre commence par expliquer ce que sont les isotopes, comment ils se comportent (fractionnement, distillation, etc.) et comment ils sont mesurés et rapportés dans la notation delta. Suivent ensuite des sections sur le calcul et la signification des lignes d’eau météoriques, les effets isotopiques comme l’effet de température ou d’altitude, l’utilisation du paramètre d’excès de deutérium et les méthodes comme le bilan de masse et la séparation des hydrogrammes. Plusieurs études de cas sont incluses pour illustrer l’application à des problèmes tels que l’estimation de la recharge, les fuites d’eau de surface dans les eaux souterraines et le temps de séjour des eaux souterraines. Enfin, il y a quelques conseils sur l’échantillonnage de l’eau pour les isotopes stables et quelques exercices avec des réponses travaillées.

Entretien avec l’auteur

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Contenu

1 PRÉSENTATION

2 ISOTOPES ET ISOTOPOLOGUES

3 MESURES ET NORMES

3.1 Spectrométrie de masse

3.2 Spectroscopie de cavité laser

4 FRACTIONNEMENT ISOTOPIQUE

4.1 Fractionnement cinétique

4.2 Fractionnement à l’équilibre

4.3 Facteurs de fractionnement et d’enrichissement

4.4 Distillation de Rayleigh

5 LIGNES D’EAU MÉTÉORIQUES

5.1 La ligne d’eau météorique mondiale

5.2 Lignes d’eau météoriques locales

5.3 Calcul des lignes d’eau météoriques

5.3.1 Régression des moindres carrés
5.3.2 Réduction de la régression sur l’axe majeur (RMA)

5.4 Équations linéaires de régression pondérée

6 HYDROLOGIE DES ISOTOPES STABLES

6.1 Facteurs environnementaux influant sur les isotopes de l’eau (effets isotopiques)

6.1.1 L’effet de la température
6.1.2 L’effet de latitude
6.1.3 L’effet continental
6.1.4 L’effet d’altitude
6.1.5 L’effet de la quantité

6.2 L’excès de deutérium

6.3 Variation de l’événement

6.4 Bilan massique

6.5 Séparation des hydrogrammes

6.6 Eaux géothermiques

6.7 Paléoeaux

6.8 Eaux végétales

7 ÉTUDES DE CAS

7.1 Région de la source d’humidité

7.2 Zone de recharge

7.3 Recharge sélective des fortes pluies

7.4 Estimation de la recharge

7.5 Écoulement des pistons de l’eau souterraine pendant une tempête

7.6 Circulation et âge des eaux souterraines

7.7 Détection de l’eau de surface dans les eaux souterraines

7.8 Détection des eaux souterraines dans les eaux de surface

7.9 Temps de séjour

8 ÉCHANTILLONNAGE DE L’EAU POUR L’ANALYSE DES ISOTOPES STABLES

8.1 Considérations pratiques

8.2 Précipitations

8.2.1 Variation spatiale et temporelle des précipitations
8.2.2 Percepteurs quotidiens standard ou mensuels cumulatifs

8.3 Eau de surface

8.4 Eaux souterraines

8.4.1 Sources d’eau souterraine naturelles : sources et suintements
8.4.2 Points d’échantillonnage des eaux souterraines artificielles : puits, forages et piézomètres

9 LECTURES COMPLÉMENTAIRES

10 CONCLUSION

11 EXERCICES

12 RÉFÉRENCES

13 SOLUTIONS D’EXERCICE

14 NOTATIONS

15 À PROPOS DE L’AUTEUR

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