| Abstract |
The response of a multi-layered coastal aquifer in southeast Australia to decades of groundwater pumping, and the groundwater age, flow paths and salinization processes were examined using isotopic tracers. Groundwater radiocarbon and tritium contents decline with distance and depth away from basin margins; however, in the main zone of pumping, radiocarbon activities are generally homogeneous within a given depth horizon. A lack of tritium and low radiocarbon activities (<25 pMC) in groundwater in and around the pumping areas indicate that seasonal recovery of water levels is related to capture of old water with low radioisotope activities, rather than arrival of recently recharged water. Mechanisms facilitating seasonal recovery include release of water from low-permeability layers and horizontal transfer of water from undeveloped parts of the basin. Overall stability in seasonally recovered water levels and salinities for the past three decades indicate that the system has reached a dynamic equilibrium with respect to water balance and salinity, following a major change in flow paths and solute distributions after initial development. Groundwater δ$^{18}$O, δ$^{2}$H and chloride contents indicate mixing between fresh meteoric-derived groundwater and marine water at the coast, with the most saline groundwater approximating an 80:20 mixture of fresh to oceanic water.La réponse d’un aquifère côtier multicouches dans le sud-est de l’Australie à des décennies de pompage d’eaux souterraines, ainsi que l’âge de l’eau souterraine, l’organisation des écoulements et les processus de salinisation ont été examinés à l’aide de traceurs isotopiques. Les teneurs en carbone radioactif et du tritium des eaux souterraines diminuent avec la distance et la profondeur des bordures du bassin ; cependant, dans la zone principale de pompage, les activités en carbone radiogénique sont généralement homogènes au sein d’un horizon d’une profondeur donnée. Un défaut de tritium et des activités faibles du carbone radiogénique (<25 pMC) dans l’eau souterraine au sein et à proximité des zones de pompage indique que la récupération des niveaux d’eau est associée au captage d’une eau ancienne avec des activités faibles en isotopes radiogéniques, plutôt qu’à une arrivée d’eau récente de recharge. Les mécanismes facilitant le rétablissement saisonnier des niveaux d’eau comprennent la libération d’eau des niveaux de faible conductivité hydraulique et le transfert horizontal d’eau de parties non productives du bassin. Dans l’ensemble la stabilité des niveaux d’eau reconstitués saisonnièrement et les stabilités héritées des trois dernières décennies indiquent que le système a atteint un équilibre dynamique concernant le bilan hydraulique et la salinité, selon une modification majeure de l’organisation des écoulements et des distributions des solutés après un développement initial de l’aquifère. Les teneurs en isotopes de l’oxygène et de l’hydrogène (deutérium) et en chlorures indiquent un mélange entre des eaux météoriques douces ayant atteint les eaux souterraines et les eaux marines au niveau de la côte, avec une eau souterraine la plus salée atteignant un rapport de mélange de 80 :20 d’eau douce avec des eaux océaniques.Se examinó la respuesta de un acuífero costero multicapa en el sudeste de Australia a décadas de bombeo de agua subterránea, y a la edad del agua subterránea, a las trayectorias de flujo y a los procesos de salinización usando trazadores isotópico. Los contenidos de radiocarbono y tritio en el agua subterránea disminuyen con la distancia y la profundidad lejos de márgenes de cuenca; sin embargo, en la zona principal de bombeo, las actividades de radiocarbono son generalmente homogéneas dentro de un dado horizonte de profundidad. Una falta de tritio y de bajas actividades de radiocarbono (<25 pMC) en el agua subterránea dentro y alrededor de las areas de bombeo indican que la recuperación estacional de los niveles de agua está relacionada a la captura de agua vieja con baja actividad de radioisótopos, más que al arribo de agua recientemente recargada. Los mecanismos que facilitan la recuperación estacional incluyen la liberación de agua a partir de las capas de baja permeabilidad y la transferencia horizontal de agua de las partes no desarrolladas de la cuenca. La estabilidad general en los niveles de agua estacionalmente recuperados y las salinidades durante las tres últimas décadas indican que el sistema ha alcanzado un equilibrio dinámico con respecto al balance de agua y salinidad, siguiendo un cambio mayor en las trayectorias de flujo y en las distribuciones de soluto después de un desarrollo inicial. Los contenidos de δ$^{18}$O, δ$^{2}$H y cloruro en el agua subterránea indican una mezcla entre el agua subterránea dulce de origen meteórico derivada y el agua marina en la costa, con el agua subterránea más salina aproximando una mezcla 80:20 de agua dulce a oceánica.在澳大利亚东南部,可利用示踪同位素来检查从多层次的滨海含水层到数十年的地下水的抽取的响应和地下水年龄、流动路程和盐碱化进程。随着距离和深度逐渐远离流域,地下水放射性碳和超重氢的含量在逐渐下降;然而,在主要的抽水区,放射性碳基本上在一个给定深度的范围内活动。在地下水中和抽水区域,超重氢缺乏和放射性碳活动量低(<25pMC),表明周期性重新获得的水位与带有低放射性同位素的原有水的获取有关,而与现有的再填充水的到来无关。周期性恢复的促进机制包括从低渗透层释放水和从盆地的未开发利用水中水平转移水。周期性重新获得的水位的总体稳定度和过去三十年的盐分表明,这个系统在水平衡和盐度方面已经达到了一个动态平衡。在初步发展之后,接下来主要的改变会发生在流动路程和溶质的分布上。从地下水中δ$^{18}$O, δ$^{2}$H和氯化物的含量可以看出,刚刚从大气中流入的纯净的地下水和海岸的海水相混合,纯净水与海水的混合比例约为80:20,具有最多的地下水含盐量。Foram usados traçadores isotópicos para examinar a resposta de um aquífero multicamada do sudeste da Austrália a décadas de bombeamento de água subterrânea, e para analisar a idade dessa água, os percursos do fluxo e os processos de salinização. O radiocarbono das águas subterrâneas e os conteúdos de trítio decrescem com a distância e a profundidade a partir das margens da bacia; no entanto, na zona principal de bombeamento, as atividades do radiocarbono são geralmente homogéneas dentro de um dado horizonte de profundidade. A deficiência de trítio e baixas atividades de radiocarbono (<25 PMC) na água subterrânea dentro e em redor das zonas bombeadas indicam que a recuperação sazonal do nível da água está relacionada com a captura de água antiga, com atividade baixa de radioisótopos, mais do que com a chegada de água recentemente recarregada. Os mecanismos que facilitam a recuperação sazonal incluem a libertação de água a partir de camadas de baixa permeabilidade e a transferência horizontal de água a partir de partes menos exploradas da bacia. A estabilidade geral dos níveis de água e da salinidade, recuperados sazonalmente nas últimas três décadas, indicam que o sistema atingiu um equilíbrio dinâmico com respeito ao balanço de água e salinidade, depois de uma grande alteração nos percursos de fluxo e na distribuição de solutos após o desenvolvimento inicial. Os conteúdos de δ$^{18}$O, δ$^{2}$H e de cloreto da água subterrânea indicam uma mistura entre água doce meteórica e água marinha na zona costeira, com a água subterrânea mais salina aproximando-se de uma mistura 80:20 de água doce para água oceânica. |
