| Abstract |
The temporal variability of water-level fluctuations in the chalk aquifer of Upper Normandy, France is constrained by natural climate fluctuations and is closely linked to the regional geological patterns. The chalk plateaus are covered with 5–50 m thick semi-permeable surficial formations; the thickness of the underlying chalk aquifer varies from 50 to 300 m. The relationship among climate oscillations, piezometric levels, and geologic structure were investigated by correlation, Fourier spectral, and continuous wavelet analyses of selected piezometric time-series data. Analysis focused on two piezometers located on the uplifted side of a major fault and two piezometers on the downthrown side. After generalization to other piezometers in the region, it was deduced that, in the downthrown compartments, a substantial aquifer and surficial formations thickness would imply a strong attenuation of annual variability, while multi-year variability is clearly expressed. Conversely, in the uplifted compartments, a thin layer of surficial formations and small thickness of the chalk authorizes strong variations on the annual mode with respect to the contribution of long-term climatic oscillations (multi-year variability). The results then demonstrated—and proposed a spatial determination of—the differential influence of geological patterns on the filtering of climate-induced oscillations in piezometric variability.La variabilité temporelle des fluctuations du niveau de l’eau dans l’aquifère de la craie de Haute Normandie, France, est conditionnée par les variations climatiques naturelles et étroitement liée aux cactéristiques géologiques régionales. Les plateaux crayeux sont recouverts par des formations superficielles semi-perméables épaisses de 5 à 50 m; l’épaisseur de l’aquifère sous-jacent varie de 50 à 300 m. La relation entre variations climatiques, niveaux piézométriques et structure géologique, a été étudiée par corrélation, série de Fourier et analyse des ondelettes continues de chroniques piézométriques sélectionnées. L’analyse a porté sur deux piézomètres placés sur le compartiment supérieur d’une faille majeure et deux autres sur le compartiment abaissé. Après extension aux autres piézomètres de la région, on a déduit qu’un aquifère important dans le compartiment abaissé et d’épaisses formations superficielles atténuent fortement la variabilité annuelle, tandis que la variabilité pluriannuelle est clairement exprimée. Inversement, dans les compartiments surélevés, une formation superficielle peu épaisse et une faible épaisseur de craie autorisent des variation annuelles de grande amplitude comparativement aux fluctuations climatiques de long terme (variabilité pluriannuelle). Les résultats ont donc montré l’influence différentielle de la structure géologique et de la répartition spatiale des piézomètres sur le filtrage des fluctuations climatiques d’une part et sur la variabilité piézométrique d’autre part.La variabilidad temporal de las fluctuaciones de los niveles de agua en el acuífero de creta en la Alta Normandía, Francia está condicionada por las fluctuaciones climáticas naturales y está estrechamente relacionado a los aspectos geológicos regionales. Las planicies de creta están cubiertas con 5-50 m de espesor de formaciones superficiales semipermeables; el espesor del acuífero de creta subyacente varía de 50 a 300 m. La relación entre las oscilaciones del clima, los niveles piezométricos, y la estructura geológica fueron investigadas por correlación, espectros de Fourier, y análisis de ondas continuas de datos de series temporales piezométricas seleccionadas. El análisis se enfocó en dos piezómetros localizados en el labio elevado de una falla mayor y dos piezómetros en el labio hundido. Después de la generalización a otros piezómetros en la región, se dedujo que en los compartimientos hundidos un espesor sustancial del acuífero de las formaciones superficiales implica una fuerte atenuación de la variabilidad anual, mientras la variabilidad multi-anual está expresada claramente. Inversamente, en el compartimiento elevado, una delgada capa de formaciones superficiales y pequeños espesores pequeños de la creta permiten fuertes variaciones en el modo anual con respecto a la contribución de las oscilaciones climáticas a largo plazo (variabilidad multianual). Los resultados entonces demuestran – y proponen una determinación espacial de – la influencia diferencial de los aspectos geológicos en el filtrado de oscilaciones climáticas en la variabilidad piezométrica.法国上诺曼底白垩含水层的水位波动随时间的变化受自然气候波动控制, 且与区域的地质条件密切相关。白垩高原上覆5-50米厚的半渗透性表层; 而下伏的白垩含水层的厚度为50-300米。通过对测压水位时间序列数据进行相关性、傅里叶频谱和连续小波分析分析来研究气候振荡, 测压水位和地质结构之间的关系。分析主要集中在位于主要断层上升盘的两个测压计和下降盘的两个测压计。与该区其它的测压计归一后, 可以推出在下降盘中, 大的含水层和表层的厚度削弱了年变化, 而多年变化表现显著。与此相反的是, 在上升盘, 薄层的表层和白垩含水层导致其较之长期气候振荡的贡献 (多年变化) 表现出强烈的年变化模式。研究结果表明并提出了地质条件对气候驱使的压力变化振荡过滤差异性的空间分析方法。A variabilidade temporal das flutuações do nível de água no aquífero chalk (cré) da Normandia Superior, França, é condicionada pelas flutuações naturais do clima e está intimamente ligada aos padrões geológicos regionais. Os plateaus de cré estão cobertos por 5 a 50 m de espessura de formações superficiais semi-permeáveis; a espessura do aquífero de cré subjacente varia entre 50 e 300 m. As relações entre oscilações climáticas, níveis piezométricos e estruturas geológicas foram investigadas por correlação, análise espectral de Fourier e análise da ondulação contínua de séries temporais de piezómetros seleccionados. A análise incidiu sobre dois piezómetros localizados no lado ascendente de uma importante falha, e sobre dois piezómetros localizados no lado descendente. Após generalização para outros piezómetros na região, deduziu-se que, nos blocos rebaixados, uma espessura substancial do aquífero e das formações superficiais implicaria uma forte atenuação da variabilidade anual, enquanto a variabilidade plurianual está claramente expressa. Por oposição, nos blocos elevados, um nível pouco espesso de formações superficiais e a reduzida espessura do cré, permitem fortes variações anuais relativamente às contribuições das oscilações de longo prazo (variabilidade multianual). Os resultados demonstraram – e permitiram uma determinação espacial da – influência diferencial dos padrões geológicos na filtragem das oscilações induzidas pelo clima na variabilidade piezométrica. |
