| Abstract |
Natural mineral waters (NMW), often used to produce bottled water, are of high socio-economic interest and need appropriate management to ensure the sustainability of the resource. A complex sparkling NMW system at La Salvetat, southern France, was investigated using a multidisciplinary approach. Geological and geophysical investigations, pumping test analyses, time-series signal processing, hydrogeochemical and isotopic data (both stable and radiogenic), and numerical modelling provided complementary information on the geometry, hydrodynamic characteristics and functioning of this mineral system. The conceptual model consists of a compartmentalized reservoir characterized by two subvertical, parallel deeply rooted hydraulically independent permeable structures that are fed by deep CO$_{2}$-rich crustal fluids. The non-mineralized shallow aquifer system corresponds to a fissured layer within the weathered zone that is recharged by leakage from the overlying saprolite. This surficial aquifer responds rapidly to recharge (40–80 days), whereas the deep system’s response to recharge is much longer (up to 120 days). This research demonstrates the need for multidisciplinary approaches and modelling (quantity, hydrochemistry) for understanding complex NMW systems. This knowledge is already being applied by the bottling company that manages the resource at La Salvetat, and would be useful for conceptualising other NMW sites.Les Eaux Minérales Naturelles (EMN), souvent utilisées pour produire de l’eau embouteillée, présentent un fort intérêt socio-économique et requièrent une gestion adaptée pour garantir la durabilité de la ressource. Un système complexe d’EMN gazeuse à La Salvetat, sud de la France, a été étudié au moyen d’une approche multidisciplinaire. Des investigations géologiques et géophysiques, l’analyse de pompages d’essai, le traitement du signal de séries chronologiques, des données hydrogéochimiques et isotopiques (isotopes stables et radiogéniques) et une modélisation numérique procurent des informations complémentaires sur la géométrie, les caractéristiques hydrodynamiques et le fonctionnement de ce système minéral. Le modèle conceptuel consiste en un réservoir compartimenté caractérisé par deux structures perméables subverticales profondément enracinées, parallèles, indépendantes hydrauliquement, qui sont alimentées par des fluides crustaux profonds riches en CO$_{2}$. Le système aquifère de subsurface non minéral correspond à un horizon fissure-altéré qui est rechargé par drainance par la saprolite sus-jacente. Cet aquifère superficiel réagit rapidement à la recharge (40–80 jours), tandis que la réponse du système profond est beaucoup plus longue (jusqu’à 120 jours). Cette recherche démontre la nécessité d’approches multidisciplinaires et par modélisation (quantité, hydrogéochimie) pour comprendre les systèmes d’EMN complexes. Ces connaissances sont déjà appliquées par la société d’embouteillage qui gère la ressource à La Salvetat et pourraient être utiles pour conceptualiser d’autres sites d’EMN.Las aguas minerales naturales (NMW), a menudo usadas para producir agua embotellada, son de un alto interés socioeconómico y necesitan un manejo apropiado para asegurar la sustentabilidad del recurso. Se investigó un complejo sistema NMW gaseoso en La Salvetat, sur de Francia, usando un enfoque multidisciplinario. Investigaciones geológicas y geofísicas, análisis de ensayos de bombeo, procesamiento de series temporales de señales, datos hidrogeoquímicos e isotópicos (tanto estables como radiogénicos), y los modelos numéricos proporcionaron información complementaria sobre la geometría, características hidrodinámicas y funcionamiento de este sistema mineral. El modelo conceptual consiste de un reservorio compartimentado caracterizado por dos estructuras paralelas subverticales permeables profundamente arraigados e hidráulicamente independientes que son alimentados por fluidos corticales profundos ricos en CO$_{2}$. El sistema acuífero somero no mineralizado corresponde a una capa fisurada dentro de la zona de meteorización que está recargada por filtración desde el saprolito suprayacente. Este acuífero superficial responde rápidamente a la recarga (40–80 días), mientras que la respuesta del sistema profundo a la recarga es mucha mayor (hasta 120 días). Esta investigación demuestra la necesidad de enfoques multidisciplinarios y modelado (cantidad, hidroquímica) para entender el complejo sistema NMW. Este conocimiento está ya siendo aplicado por la compañía embotelladora que maneja el recurso en La Salvetat, y sería útil para la conceptualizar de otros sitios NMW.天然矿泉水常常用于生产瓶装水, 具有很高的社会-经济效益, 需要恰当的管理, 以保证资源的可持续性。采用多学科方法对法国南部La Salvetat一个复杂的气泡天然矿泉水系统进行了的调查。地质和地球物理调查、抽水实验分析、时间序列信号处理、水文地球化学和同位素资料 (稳定同位素和放射同位素) 及数值模拟对这个矿泉系统的几何特征、水动力特征和功能提供了补充信息。概念模型由区划的储水池构成, 特点是具有两个接近垂直的、平行的深根的水力上独立的透水构造, 由深部的富含CO2地壳液补给。非矿化的浅层含水层系统与风化带内断裂层相对应, 风化带由上覆的风化土中的越流补给。这个表层含水层对补给反应迅速 (40–80天) , 而深部系统对补给的反应慢很多 (120天以上) 。这项研究说明需要多学科方法和模拟 (量上和水文化学上) 来了解复杂的天然矿泉水系统。这个认知已经被管理La Salvetat资源的拼装公司所采用, 并在概念化其它天然矿泉水场地中非常有用。As águas minerais naturais (AMN), frequentemente usadas para produzir água engarrafada, têm um elevado interesse socio-económico e necessitam uma gestão apropriada para assegurar a sustentabilidade do recurso. Um sistema complexo de AMN em La Salvetat, sul de França, foi investigado utilizando uma abordagem multidisciplinar. Investigações geológicas e geofísicas, análises de ensaios de bombeamento, processamento de sinal de séries temporais, dados hidrogeoquímicos e isotópicos (estáveis e radiogénicos) e modelação numérica proporcionaram informações complementares sobre a geometria, as características hidrodinâmicas e o funcionamento deste sistema mineral. O modelo conceptual consiste num reservatório compartimentado caracterizado por duas estruturas permeáveis subverticais independentes, paralelas, profundamente enraizadas, que são alimentadas por fluidos crustais profundos enriquecidos em CO$_{2}$ . O sistema aquífero não mineralizado superficial corresponde a uma camada fissurada no seio da zona de alteração cuja recarga provém de escoamento a partir do saprólito sobrejacente. Este sistema superficial responde rapidamente à recarga (40-80 dias), enquanto que a resposta do sistema profundo à recarga é muito mais demorada (até 120 dias). Esta investigação demonstra a necessidade de abordagens multidisciplinares e de modelação (quantidade e hidroquímica) para a compreensão de sistemas de AMN complexos. Este conhecimento já está a ser aplicado pela empresa de engarrafamento que gere o recurso em La Salvetat e seria útil para conceptualizar outros locais de AMN. |
