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See detailEtude hydrogéologique et géophysique de l'île de Fogo – Cap Vert (synthèse au 13/09/2002)
Geeninckx, Sarah; Dassargues, Alain ULg

Report (2002)

L’île de Fogo est constituée de la superposition, au-dessus d’un socle alcalin-carbonatitique, des dépôts volcaniques de deux volcans successifs. Les roches les plus anciennes sont regroupées au sein du ... [more ▼]

L’île de Fogo est constituée de la superposition, au-dessus d’un socle alcalin-carbonatitique, des dépôts volcaniques de deux volcans successifs. Les roches les plus anciennes sont regroupées au sein du Groupe de Monte Amarelo, tandis que les roches les plus jeunes font partie du Groupe de Cha das Caldeiras. Ces deux groupes sont séparés par un glissement de terrain qui a affecté une grande partie de l’Est de l’île et qui a conduit à la formation d’une structure d’effondrement. Les faisceaux de dykes associés à ces deux groupes sont situés dans trois zones de l’île, NNE, SSE et WSW. Les éruptions historiques ont donné lieu à des phénomènes explosifs, voire phréato-magmatique, cependant que les dernières éruptions ont été de type effusif. L’archipel du Cap Vert ne reçoit que très peu de précipitations chaque année. Une grande partie de l’eau de pluie est perdue en mer par ruissellement, tandis que le reste s’infiltre dans le sol, aidé par les grandes porosités et perméabilités des roches volcaniques pulvérulentes. La plaine de la caldeira constitue probablement la zone d’alimentation principale de l’île de Fogo. Les principaux aquifères ne sont limités que par la mer et par le socle imperméable. L’écoulement se fait selon un pente très faible en direction de la côte pour trouver des exutoires au niveau de la mer sous forme de sources d’eau douce, salée ou saumâtre. Selon des études antérieures, le temps de transfert de l’eau dans le sous-sol serait d'environ 35 ans. Une étude a montré que la zone d’alimentation des trois sources principales de l’île est la plaine de Cha das Caldeiras. D’autres sources situées plus en altitude sont associées soit à des niveaux imperméables, soit à des niveaux altérés, soit à des dykes, qui limitent des aquifères de petite capacité et qui ne sont pas en relation avec les aquifères principaux. Les modèles hydrogéologiques de l’île de Fogo dépendent étroitement des deux hypothèses structurales concernant l’altitude du socle : soit une altitude qui ne dépasserait pas le niveau de la mer, soit une altitude plus élevée mais qui reste à déterminer. Un socle ancien situé à une altitude élevée impliquerait des gradients plus élevés de la nappe aquifère et dès lors des temps de séjour plus court de l’eau dans le sous-sol. Descloitres et co-auteurs ont réalisé de la prospection géophysique sur l’île de Fogo par la méthode TDEM. Dans la zone côtière, certains sondages TDEM ont été réalisés à proximité de forages et les résultats montrent un horizon aquifère limité à sa base par un niveau attribué au socle. D’autres sondages réalisés dans les parties Nord – Est et Nord – Ouest ont montré un horizon de très faible résistivité caractéristique de l’eau de mer, ce qui a également été observé par des forages. En effet, la nappe aquifère d’eau douce est en équilibre avec la nappe d’eau salée par l’intermédiaire d’une frange d’eau saumâtre de quelques mètres d’épaisseur. Il est important de remarquer qu’un tel phénomène peut être accentué par une surexploitation de la nappe littorale qui provoque un déplacement de la nappe d’eau salée vers l’intérieur des terres et une contamination des puits. Les sondages réalisés sur le flanc Ouest de l’île montrent un horizon potentiellement aquifère situé entre environ 100 et 250 mètres de profondeur. Ces niveaux sont limités à leur base par un niveau attribué au socle imperméable situé à environ 300 mètres de profondeur. Ces résultats placent le socle imperméable à une altitude "haute", qu'il conviendrait de confirmer par l'un ou l'autre forage. Descloitres et co-auteurs ont également réalisé de la prospection TDEM dans la plaine de Cha das Caldeiras. Les résultats montrent qu’un niveau altéré ou aquifère serait présent à une profondeur de 300 à 600 mètres au pied de la falaise de la Bordeira et à une profondeur d’environ 600 mètres au centre de la caldeira. Si il s’agit effectivement d’un niveau altéré, soit c'est d’un niveau limité en épaisseur résultant de l’altération d’un horizon particulier, soit il s’agit du sommet du socle imperméable. En l’absence de forage, il n’est pas possible de connaître la nature exacte de ce substratum. Une mission sur le terrain s’est déroulée pendant le mois de mars 2002. Elle nous à permis de réaliser une petite campagne de géophysique par la méthode de sondages électriques Schlumberger. Ces sondages électriques sont restés limités à la partie superficielle des terrains. Les terrains très résistifs rencontrés correspondent à des roches volcaniques non saturées et limitent fortement la profondeur d'investigation. Par ailleurs, l’étude des galeries de Boca Fonte a montré l’étroite association de certaines sources avec un réseau de dykes imperméables. Des nappes aquifères très limitées en capacité sont cloisonnées par ces dykes. Cependant, le percement de galeries à travers les parois imperméables ont conduit à la vidange de ces nappes. Le modèle que nous pouvons proposer à ce stade de l’étude est assez comparable au modèle de Barmen et co-auteurs. L’eau qui s’infiltre, descend principalement verticalement dans la zone non saturée. Elle atteint la nappe aquifère principale de l’île de Fogo à une altitude proche du niveau de la mer et qui est limitée à sa base par le socle imperméable. Les nappes aquifères situées plus en altitude ne sont pas en connexion avec la nappe aquifère principale. Ils sont associés soit à des niveaux altérés et / argilisés, soit à des faisceaux de dykes imperméables. Ces nappes aquifères ont des capacités limitées qui sont en relation étroite avec l’importance des précipitations annuelles. Dans l’état actuel des connaissances, il nous paraît difficile d’estimer l’importance de la nappe aquifère principale de l’île de Fogo. Celle-ci est probablement présente sur toute la surface de l’île. La nappe aquifère présente un risque potentiel en cas d’éruption comme l’ont montré les éruptions historiques à caractère explosif, voire phréato-magmatique. Les deux dernières éruptions à caractères effusifs viennent toutefois contrarier ce raisonnement qui devrait être confirmé par un spécialiste en volcanologie. Pour l’alimentation en eau de la population, l’implantation de forages nous paraît risquée. Il semblerait que la nappe aquifère principale n'est confirmée jusqu'ici à une altitude proche du niveau de la mer et n’est atteignable par forage que dans la zone côtière. Même si elle était située à une altitude plus élevée comme semblent montrer les résultats de Descloitres et co-auteurs, elle resterait à des profondeurs de plus de 100 mètres sur le flanc Ouest et de plus de 300, voire 600 mètres dans la caldeira. Seuls des forages peuvent confirmer ou infirmer la présence d’eau, mais ils présentent des coûts très élevés pour ce qui est actuellement qu’une hypothèse. La réalisation de forages n’est matériellement possible que le long des routes existantes, à moins d’aménager des chemins d’accès jusqu’au lieu de forage, ce qui engendrerait des coûts supplémentaires. De plus, il faut rappeler que les forages sont techniquement difficiles dans ce type de roches. En effet, le forage passe à travers une alternance de niveaux très détendus et d'autres très compactes. Pour les études futures, il serait intéressant de cartographier avec précision les faisceaux de dykes susceptibles de limiter des petites nappes aquifères. En se concentrant dans un premier temps dans les zones où des sources sont connues ou ont été connues. Le percement de galeries à partir de la Bordeira permettrait d'exploiter ces ressources. Mais vu l'extension limitée de ces aquifères cloisonnés, un risque de vidange complète est réel. C’est pourquoi il nous paraît important de localiser avec précision les zones d’infiltration associées à ces nappes. Lorsque celles-ci seront délimitées, il s'agira de favoriser l’infiltration de l’eau en limitant au mieux le ruissellement en surface par exemple au moyen de petites digues. [less ▲]

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See detailCarte hydrogéologique de Wallonie, Fleurus - Spy 47/1-2, 1/25.000 : [notice explicative]
Ruthy, Ingrid ULg; Dassargues, Alain ULg

Book published by Ministère de la Région wallonne, Direction générale des ressources naturelles et de l'environnement - Edition provisoire : mai 2002 (2002)

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See detailCarte hydrogéologique de Alleur - Liège 42/1-2, 1/25.000 : [notice explicative]
Ruthy, Ingrid ULg; Dassargues, Alain ULg

Book published by Ministère de la Région wallonne, Direction générale des ressources naturelles et de l'environnement - Edition provisoire : mai 2002 (2002)

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Peer Reviewed
See detailMain concepts of the "European approach" to karst-groundwater-vulnerability assessment and mapping
Daly, Donald; Dassargues, Alain ULg; Drew, David et al

in Hydrogeology Journal (2002), 10(2), 340-345

In order to achieve some consistency in the establishment of groundwater intrinsic vulnerability maps in Europe. a new, approach is proposed by Working Group 1 of the European COST Action 620 on ... [more ▼]

In order to achieve some consistency in the establishment of groundwater intrinsic vulnerability maps in Europe. a new, approach is proposed by Working Group 1 of the European COST Action 620 on "Vulnerability mapping for the protection of carbonate (karst) aquifers". A general procedure is offered which provides consistency while allowing the required flexibility for application to a continent and under conditions of varying geology, scale, information availability, time, and resources. The proposed methodology is designed to be clearly more physically based than the existing vulnerability-mapping techniques. It takes the specificity of the karstic environments into account without necessarily excluding the applicability to other geological conditions. Combined "core factors" for overlying layers and for concentration of flow, account for the relative protection of groundwater from contamination while taking into account any bypass of the overlying layers. A precipitation factor is distinguished for describing: characteristics of the input of water to the system. Differentiation is made between groundwater resource intrinsic vulnerability Mapping and Source intrinsic vulnerability mapping. For the latter, a factor describing the karst network development is relevant. This short technical note describes a first stop in the work program of Working Group 1 of the COST Action 620. Future steps are now in progress to quantify the approach and to apply it in various European pilot areas. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailDeterministic and stochastic modelling for protection zone delineation
Rentier, Céline; Dassargues, Alain ULg

in Calibration and Reliability in Groundwater Modelling: A Few Steps Closer to Reality (2002)

Protection zones delimited by isochrones are often computed using calibrated groundwater flow and transport models. In heterogeneous formations, all direct (hard) and indirect (soft) data must be used ... [more ▼]

Protection zones delimited by isochrones are often computed using calibrated groundwater flow and transport models. In heterogeneous formations, all direct (hard) and indirect (soft) data must be used optimally. Approaches involving in situ pumping and tracer tests, combined with geophysical and/or other geological observations, should be developed. In a deterministic framework, the calibrated model is considered to be the best representation of reality at the current investigation stage, but uncertainty of the results is not quantified. Using stochastic methods, a range of equally likely isochrones can be produced, allowing us to quantify the influence of our knowledge on the aquifer parameters on protection-zone uncertainty. Furthermore, integration of soft data in a conditioned stochastic generation process, possibly associated with an inverse modelling procedure, can reduce the resulting uncertainty. Proposed is a stochastic methodology for protection-zone delineation, integrating hydraulic conductivity measurements (hard data), head observations and electrical resistivity data (soft data). [less ▲]

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See detailHydrogeological data requirements for assessment of natural attenuation
Haerens, Bruno; Dassargues, Alain ULg

in Proceedings of the National Colloquium CBGI-BCGI ‘Réhabilitation des zones polluées, inventaire, gestion et assainissement / Herinrichting van verontreinigdde zones, inventaris, beheer en sanering (2002)

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See detailMulticomponent reactive modelling of ammonium contamination at a former coal carbonisation plant
Haerens, B.; Dassargues, Alain ULg; Prommer, H. et al

in Aardkundige Mededelingen (2002), 12

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See detailReactive transport modelling of Ammonium: 1D Conceptual modelling and comparison of reactive transport codes
Haerens, Bruno; Dassargues, Alain ULg; Lerner, David

in Acta Universitatis Carolinae. Geologica (2002), 46(2-3), 27-31

Contamination of NH4+, as main inorganic contaminant, resulted from disposal of ammoniacal liquor at a former coal carbonisation plant at Mansfield, UK. Previous research for evaluating natural ... [more ▼]

Contamination of NH4+, as main inorganic contaminant, resulted from disposal of ammoniacal liquor at a former coal carbonisation plant at Mansfield, UK. Previous research for evaluating natural attenuation (Davison, 1998; Davison and Lerner, 2000; Jones, 2001; Jones et al., 1998; Jones and Lerner, 2001) revealed strong retardation of NH4+ in the aquifer due to cation exchange with existing cations on the sediment. After disposal of ammoniacal liquor, NH4+ entered the aquifer and equilibrium took place between NH4+, the existing cations and the available exchange sites. An existing hydraulic gradient keeps flushing the contaminated aquifer with pristine background water. NH4+ desorbs progressively due to new cation exchange equilibrium when the input of NH4+ decreases or eventually stops. In order to be able to model the reactive transport of NH4+, a reaction module is set up for future 2D/3D reactive transport modelling of NH4+ using PHT3D. In a first approach a conceptual 1D-model example is considered and two multicomponent reactive transport models, PHT3D (Prommer and Barry, 2001; Prommer et al., 1999) and PHREEQC (Parkhurst and Appelo, 1999), are compared. In the 1D-model example, the flushing of ammonium contaminated groundwater by pristine background water is simulated. The included processes are advection, dispersion and cation exchange between NH4+, Ca2+, Mg2+, K+, Na+ and the sediment. As both models are using the same geochemical module, the comparison focuses on the coupling approach between the transport and geochemical modules. Results show that large numbers of pore volumes (i.e., a nondimensional time parameter where elapsed time is divided by the hydrodynamic residence time (Brusseau, 1994)) are needed to flush the NH4+ off the aquifer sediment. From the comparison of simulation results compiled with the two codes it is clear that an appropriate choice of the reaction step size for the sequential coupling between the transport and geochemistry modules, is a major point for accuracy of the model predictions. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailIntegrating geophysical and tracer test data for accurate solute transport modelling in heterogeneous porous media
Rentier, Céline; Brouyère, Serge ULg; Dassargues, Alain ULg

in Groundwater Quality: Natural and Enhanced Restoration of Groundwater Pollution (GQ’2001) (2002)

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Peer Reviewed
See detailReliability of transport models calibrated on field tracer experiments: breakthrough curve sensitivity to tracer injection conditions
Brouyère, Serge ULg; Dassargues, Alain ULg

in in Calibration and Reliability in Groundwater Modelling: A Few Steps Closer to Reality (2002)

The reliability of groundwater transport models depends strongly on accurate identification of hydrodispersive processes and quantification of corresponding parameters. Calibration of these models is ... [more ▼]

The reliability of groundwater transport models depends strongly on accurate identification of hydrodispersive processes and quantification of corresponding parameters. Calibration of these models is often performed using results of field tracer experiments. However, little attention is usually paid to the influence of injection conditions and well-aquifer interactions on resulting breakthrough curves at the sampling well. The tracer input function in the aquifer is often assimilated to a Dirac impulse and the breakthrough curve is supposed to reflect only the hydrodispersive processes affecting the tracer behaviour in groundwater. Actually, flow conditions, aquifer heterogeneity and well-aquifer interactions can have a significant influence on tracer injection. Using a new mathematical approach developed to model well-aquifer interactions and injection conditions in a more physical way, numerical experiments were conducted in order to highlight the potential impact of injection conditions on the results of radially converging flow tracer tests. This analysis clearly shows that neglecting the influence of actual injection conditions can lead to: (a) errors on fitted parameters; (b) misleading identification of the active transport processes. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailGIS-based hydrogeological databases and groundwater modelling
Gogu, Radu Constantin; Carabin, Guy; Hallet, Vincent et al

in Hydrogeology Journal (2001), 9(6), 555-569

Reliability and validity of groundwater analysis strongly depend on the availability of large volumes of high-quality data. Putting all data into a coherent and logical structure supported by a computing ... [more ▼]

Reliability and validity of groundwater analysis strongly depend on the availability of large volumes of high-quality data. Putting all data into a coherent and logical structure supported by a computing environment helps ensure validity and availability and provides a powerful tool for hydrogeological studies. A hydrogeological geographic information system (GIS) database that offers facilities for groundwater-vulnerability analysis and hydrogeological modelling has been designed in Belgium for the Walloon region. Data from five river basins, chosen for their contrasting hydrogeological characteristics, have been included in the database, and a set of applications that have been developed now allow further advances. Interest is growing in the potential for integrating GIS technology and groundwater simulation models. A "loose-coupling" tool was created between the spatial-database scheme and the groundwater numerical model interface GMS (Groundwater Modelling System). Following time and spatial queries, the hydrogeological data stored in the database can be easily used within different groundwater numerical models. [less ▲]

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See detailCarte hydrogéologique, Chastre - Gembloux 40/5-6, 1/25.000 : [notice explicative]
Ruthy, Ingrid ULg; Dassargues, Alain ULg; Monjoie, Albéric ULg

Book published by Ministère de la Région wallonne, Direction générale des ressources naturelles et de l'environnement - Edition provisoire : mai 2001 (2001)

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See detailCarte hydrogéologique de Namur-Champion 47/3-4, 1/25.000 : [notice explicative]
Ruthy, Ingrid ULg; Dassargues, Alain ULg; Monjoie, Albéric ULg

Book published by Ministère de la Région wallonne, Direction générale des ressources naturelles et de l'environnement - Edition provisoire : mai 2001 (2001)

Detailed reference viewed: 47 (1 ULg)
See detailCarte hydrogéologique de Philippeville - Rosée 53/5-6, 1/25.000 : [notice explicative]
Ruthy, Ingrid ULg; Dassargues, Alain ULg; Monjoie, Albéric ULg

Book published by Ministère de la Région wallonne, Direction générale des ressources naturelles et de l'environnement - Edition provisoire : mai 2001 (2001)

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