| Abstract |
Groundwater flow influences hydrochemical patterns because flow reduces mixing by diffusion, carries the chemical imprints of biological and anthropogenic changes in the recharge area, and leaches the aquifer system. Global patterns are mainly dictated by differences in the flux of meteoric water passing through the subsoil. Within individual hydrosomes (water bodies with a specific origin), the following prograde evolution lines (facies sequence) normally develop in the direction of groundwater flow: from strong to no fluctuations in water quality, from polluted to unpolluted, from acidic to basic, from oxic to anoxic–methanogenic, from no to significant base exchange, and from fresh to brackish. This is demonstrated for fresh coastal-dune groundwater in the Netherlands. In this hydrosome, the leaching of calcium carbonate as much as 15 m and of adsorbed marine cations (Na$^{+}$, K$^{+}$, and Mg$^{2+}$) as much as 2500 m in the flow direction is shown to correspond with about 5000 yr of flushing since the beach barrier with dunes developed. Recharge focus areas in the dunes are evidenced by groundwater displaying a lower prograde quality evolution than the surrounding dune groundwater. Artificially recharged Rhine River water in the dunes provides distinct hydrochemical patterns, which display groundwater flow, mixing, and groundwater ages. Les écoulements souterrains influencent les différents types hydrochimiques, parce que l'écoulement réduit le mélange par diffusion, porte les marques chimiques de changements biologiques et anthropiques dans la zone d'alimentation et lessive le système aquifère. Ces types dans leur ensemble sont surtout déterminés par des différences dans le flux d'eau météorique traversant le sous-sol. Dans les "hydrosomes" (masses d'eau d'origine déterminée), les lignes marquant une évolution prograde (séquence de faciès) se développent normalement dans la direction de l'écoulement souterrain : depuis des fluctuations fortes de la qualité de l'eau vers une absence de fluctuations, de polluées vers non polluées, d'acides vers basiques, d'oxygénées vers anoxiques et méthanogènes, depuis des échanges de base inexistants vers des échanges significatifs, de l'eau douce vers l'eau saumâtre. Ceci est montré pour une nappe d'eau douce dans une dune côtière des Pays-Bas. Dans "l'hydrosome", on montre que la disparition du carbonate de calcium par lessivage à plus de 15 m et celle de cations adsorbés d'origine marine (Na$^{+}$, K$^{+}$ et Mg$^{2+}$) à plus de 2500 m vers l'aval-gradient correspond à environ 5000 ans d'écoulement, depuis que la barrière de la plage avec les dunes s'est mise en place. Les zones d'alimentation ponctuelle dans les dunes sont mises en évidence par l'eau souterraine montrant une plus faible évolution prograde de sa qualité que l'eau souterraine de la dune alentour. L'eau du Rhin utilisée pour la réalimentation artificielle dans les dunes a fourni des types hydrochimiques distincts, qui marquent l'écoulement, le mélange et les âges de l'eau souterraine. El flujo subterráneo tiene una gran importancia sobre la hidroquímica de un sistema ya que reduce la mezcla por difusión, transporta las huellas químicas y biológicas de las acciones antrópicas en la zona de recarga y drena el sistema acuífero. Las tendencias globales vienen regidas por las diferencias en el flujo de agua meteórica que atraviesa el subsuelo. En un hidrosoma individual (cuerpo de agua de un origen específico), se suele desarrollar la siguiente línea de evolución (secuencia de facies) en la dirección del flujo: de gran a nula fluctuación en la calidad del agua, de agua contaminada a no contaminada, de ácida a básica, de óxica a anóxica-metanogénica, de nulo a importante cambio de base y de agua dulce a salobre. Esto puede verse, por ejemplo, en las aguas dulces presentes en las dunas costeras de Holanda. En este hidrosoma, el lixiviado de carbonato cálcico, hasta 15 m, y de cationes de adsorción marina (Na$^{+}$, K$^{+}$ and Mg$^{2+}$), hasta 2500 m en la dirección del flujo corresponde a unos 5000 años de lavado desde que se desarrolló la barrera de dunas. Áreas de recarga concentrada en las dunas se evidencian porque el agua subterránea muestra un bajo estado de evolución dentro de la línea de evolución antes presentada, si se compara con el agua circundante. La recarga artificial en las dunas con agua del Río Rin proporciona características hidroquímicas diferenciadas, lo que permite caracterizar el flujo subterráneo, la mezcla y las edades de las aguas. |
