CO2 CO2 Phases H2O CaCO3 MORFOLOGIA KARSTICA liquido lluvia

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1 CO2 CO2 Phases H2O CaCO3 MORFOLOGIA KARSTICA liquido lluvia
Disolución / Precipitación de los carbonatos H2O + CO2 + MeCO3 (CO2 , nH2O) + MeCO3 2 HCO3- + Me2+ Phases liquido lluvia H2O Producción CO2 en los suelos gas CO2 solidó CaCO3 Roca carbonata CO2 CO2 profundo

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

3  +  = potencial de KARSTIFICACION  El solvente : agua + CO2
Para una solución no saturada Con respecto a la calcita o de la dolomita IsCal, IsDol < 0 DISOLUCION Disolución del CO2 en agua … en unos minutos Disolución de MeCO3 = f (pCO2, tipo de roca) de unas horas a unos días para Me = Ca … de unos días a semanas para Me = Mg H2O + CO2 + MeCO3 (CO2 , nH2O) + MeCO3 2 HCO3- + Me2+ De-gasificación en CO2 … en unas horas PRECIPITATION Para una solución sobre-saturada Con respecto a la calcita o dolomita IsCal, IsDol > 0  +  = potencial de KARSTIFICACION  El solvente : agua + CO2  El motor de la disolución evacuación de los elementos disueltos El corriente de agua renovación del agua falta que existe un gradiente hidráulico controlado por la tectonica regional + la altura del nivel de base (mar o rio) Evolucion del karst Dissolution karstique spécifique (m3.km-2.an-1) 100 Aportación suplementario de CO2 et/o de agua al SK SK que tienen la altura de la zona de alimentación encima del limite de los árboles Lame d’eau écoulée (mm.an-1) 1600

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

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

6 Analyses Corrélatoires et Spectrales
dans le temps : le corrélogramme (en t) Corrélogramme simple Effet mémoire Troncature m ≤ n/3 Corrélogramme croisé corrélation entre une chronique d’entrée et une chronique de sortie, pour des temps décalés de k Analyse corrélatoire et spectrale : exemples de corrélogrammes croisés

7 Méthode des débits classés
2) en fréquence : le spectre de densité de variance (1/t) 2.1. Analyse spectrale simple Décomposition de la variance totale pour différentes fréquences Démonstration des phénomènes périodiques et tendance à long terme 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 d’entrée et de sortie montre la dépendance entre l’entrée et la sortie à différentes échelles de temps Méthode des débits classés Cumulated % 1 2 Q

8 Analyse de la courbe de récession
(Mangin, 1971) ZI Log Q ZN ZN h = 1/ti coef. d’infiltration (V moy d’inf.) = coef. hétérogénéité de l’inf. Q = Qinf + QZN Loi de Maillet = coef. Tarissement QRO = Vol. réserves, écoul. de base Q = QZN = QR0 e-at i Classification des SK : k = coefficient de régulation de l’aquifère capacité du système à stocker les pluies et les restituer au cours du temps i = coefficient de retard à l’infiltration donne une idée du degré de Karstification du système 1 SK complexes 0,5 SK karstifiés à amont, retard inf. 0,25 Karst très dév., ZN importante k Karst très dév., ZN peu importante 0,5

9 Distribution de fréquence de la minéralisation (Bakalowicz, 1979)
TRACAGE NATUREL Distribution de fréquence de la minéralisation (Bakalowicz, 1979) Karstique Poreux non karstique Cond Elect µS/cm Très karstique Fracturé non karstique 80 à 95 % de la minéralisation dissolution de la roche carbonatée (Ca2+, Mg2+ et HCO3-) : Chimie des carbonates (pCO2, IScalcite, ISdolomite) - Traceurs du temps de séjour dans l’aquifère moins de 3 semaines : équilibres calco-carboniques (ISc < 0) quelques mois : SiO2, Mg, Na quelques années : 3H - Traceurs des origines (sources) - évolution près de la surface (sol, épikarst) : forte pCO2 et forte teneur en Cl, faibles teneurs en K et SO4 - long contact avec remplissages : SiO2, Na, K (argiles), Mg ( dol.) - altitude de recharge du SK : isotopes du milieu (18O et 2H) - activités humaines : NO3, K, SO4, Cl - Traceurs des conditions d’écoulement souterrain Traceur du dégazage (écoulement diphasique dans la ZI, écoulement à surface libre) : équilibres calco-carboniques (ISc> 0 et faible pCO2)

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