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MORFOLOGIA KARSTICA H 2 O + CO 2 + MeCO 3 (CO 2, nH 2 O) + MeCO 3 2 HCO 3 - + Me 2+ Disolución / Precipitación de los carbonatos CaCO 3 H2OH2O Phases liquido.

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1 MORFOLOGIA KARSTICA H 2 O + CO 2 + MeCO 3 (CO 2, nH 2 O) + MeCO 3 2 HCO Me 2+ Disolución / Precipitación de los carbonatos CaCO 3 H2OH2O Phases liquido gas solidó Producción CO 2 en los suelos Roca carbonata lluvia CO 2 CO 2 profundo

2 ADAPTACION del KARST a un DESCENSO del NIVEL de BASE REGIONAL

3 DISOLUCION PRECIPITATION H 2 O + CO 2 + MeCO 3 (CO 2, nH 2 O) + MeCO 3 2 HCO Me 2+ + = potencial de KARSTIFICACION El motor de la disolución El solvente : agua + CO 2 Dissolution karstique spécifique (m 3.km - 2.an -1 ) Lame deau écoulée (mm.an -1 ) Evolucion del karst solución no saturada Para una solución no saturada Con respecto a la calcita o de la dolomita IsCal, IsDol < 0 Disolución de MeCO3 = f (pCO 2, tipo de roca) de unas horas a unos días para Me = Ca … de unos días a semanas para Me = Mg Disolución del CO 2 en agua … en unos minutos De-gasificación en CO 2 … en unas horas solución sobre-saturada Para una solución sobre-saturada Con respecto a la calcita o dolomita IsCal, IsDol > 0 evacuación de los elementos disueltos El corriente de agua El corriente de agua renovación del agua falta que existe un gradiente hidráulico falta que existe un gradiente hidráulico controlado por la tectonica regional + la altura del nivel de base (mar o rio) Aportación suplementario de CO 2 et/o de agua al SK SK que tienen la altura de la zona de alimentación encima del limite de los árboles

4 Modelo 1 : conductos y bloques fracturados VER représentativo diferentes modelos 1) Modelos estructurales Modelo 2 : Doble continuum conductos y bloques micro-fracturados VER no représentativo Modelo 3 : discontinuo, con conductos y cavidades Epikarst Zona de infiltracion Zona saturada fuente Impluvium VER no representativo 2) Modelo de comportamiento Représentation du système karstique daprès Mangin (1975) et Bakalowicz et Mangin (1980)

5 Karst jurassien Karst vauclusien Karst unaire : identité du système karstique (=impluvium) et de laquifère karstique Karst binaire : le système karstique (=impluvium) plus étendu que laquifère karstique Comportamiento del modelo con conductos y cavidades

6 Corrélogramme simple Analyses Corrélatoires et Spectrales 1)dans le temps : le corrélogramme (en t) Corrélogramme croisé corrélation entre une chronique dentrée et une chronique de sortie, pour des temps décalés de k Troncature m n/3 Effet mémoire Analyse corrélatoire et spectrale : exemples de corrélogrammes croisés

7 2.1. Analyse spectrale simple Décomposition de la variance totale pour différentes fréquences Démonstration des phénomènes périodiques et tendance à long terme 2) en fréquence : 2) en fréquence : le spectre de densité de variance (1/t) Tendance à long terme 16 8 Fc : Fréquence de coupure = 0,15 à partir de laquelle le spectre est nul ou négligeable 2.2. Analyse spectrale croisée covariance entre les fonctions dentrée et de sortie montre la dépendance entre lentrée et la sortie à différentes échelles de temps Cumulated % 1 2 Q Méthode des débits classés

8 Analyse de la courbe de récession (Mangin, 1971) Q = Q inf + Q ZN Q = Q ZN = Q R0 e - t Loi de Maillet = coef. Tarissement Q RO = Vol. réserves, écoul. de base ZI ZN Log Q = 1/t i coef. dinfiltration (V moy dinf.) = coef. hétérogénéité de linf. ZN k i 0 0 0,5 1 0,25 SK complexes SK karstifiés à amont, retard inf. Karst très dév., ZN peu importante Karst très dév., ZN importante Classification des SK : - k = coefficient de régulation de laquifère capacité du système à stocker les pluies et les restituer au cours du temps i = coefficient de retard à linfiltration - i = coefficient de retard à linfiltration donne une idée du degré de Karstification du système

9 Distribution de fréquence de la minéralisation Distribution de fréquence de la minéralisation (Bakalowicz, 1979) Poreux non karstique Fracturé non karstique Karstique Très karstique Cond Elect µS/cm - Traceurs du temps de séjour dans laquifère équilibres calco-carboniques (ISc < 0) moins de 3 semaines : équilibres calco-carboniques (ISc < 0) SiO 2, Mg, Na quelques mois : SiO 2, Mg, Na 3 H quelques années : 3 H - Traceurs des origines (sources) - évolution près de la surface (sol, épikarst) : pCO 2 ClK et SO 4 forte pCO 2 et forte teneur en Cl, faibles teneurs en K et SO 4 SiO 2, Na, KMg - long contact avec remplissages : SiO 2, Na, K (argiles), Mg ( dol.) 18 O et 2 H - altitude de recharge du SK : isotopes du milieu ( 18 O et 2 H) NO 3, K, SO 4, Cl - activités humaines : NO 3, K, SO 4, Cl - Traceurs des conditions découlement souterrain Traceur du dégazage (écoulement diphasique dans la ZI, écoulement à ISc> 0 et faible pCO 2 surface libre) : équilibres calco-carboniques (ISc> 0 et faible pCO 2 ) TRACAGE NATUREL 80 à 95 % de la minéralisation dissolution de la roche carbonatée Chimie des carbonates (Ca 2+, Mg 2+ et HCO 3 - ) : Chimie des carbonates (pCO 2, IS calcite, IS dolomite )

10 Vasque et ancien captage Nouveau captage et forage Conduit karstique Niveau de débordement Variation des réserves Q pompé Exemple de gestion active : source du Lez (Montpellier)


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