Article (Périodiques scientifiques)
Regional transport modelling for nitrate trend assessment and forecasting in a chalk aquifer
Orban, Philippe; Brouyère, Serge; Batlle Aguilar, Jordi et al.
2010In Journal of Contaminant Hydrology, 118, p. 79-93
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Mots-clés :
Nitrate; Groundwater; Modelling; Chalk; Environmental tracers; European Water Frazmework Directive
Résumé :
[en] Regional degradation of groundwater resources by nitrate has become one of the main challenges for water managers worldwide. Regulations have been defined to reverse observed nitrate trends in groundwater bodies, such as the Water Framework Directive and the Groundwater Daughter Directive in the European Union. In such a context, one of the main challenges remains to develop efficient approaches for groundwater quality assessment at regional scale, including quantitative numerical modelling, as a decision support for groundwater management. A new approach combining the use of environmental tracers and the innovative ‘Hybrid Finite Element Mixing Cell’ (HFEMC) modelling technique is developed to study and forecast the groundwater quality at the regional scale, with an application to a regional chalk aquifer in the Geer basin in Belgium. Tritium data and nitrate time series are used to produce a conceptual model for regional groundwater flow and contaminant transport in the combined unsaturated and saturated zones of the chalk aquifer. This shows that the spatial distribution of the contamination in the Geer basin is essentially linked to the hydrodynamic conditions prevailing in the basin, more precisely to groundwater age and mixing and not to the spatial patterns of land use or local hydrodispersive processes. A three-dimensional regional scale groundwater flow and solute transport model is developed. It is able to reproduce the spatial patterns of tritium and nitrate and the observed nitrate trends in the chalk aquifer and it is used to predict the evolution of nitrate concentrations in the basin. The modelling application shows that the global inertia of groundwater quality is strong in the basin and trend reversal is not expected to occur before the 2015 deadline fixed by the European Water Framework Directive. The expected time required for trend reversal ranges between 5 and more than 50 years, depending on the location in the basin and the expected reduction in nitrate application. To reach a good chemical status, nitrate concentrations in the infiltrating water should be reduced as soon as possible below 50mg/l; however, even in that case, more than 50 years is needed to fully reverse upward trends.
Centre/Unité de recherche :
Aquapôle - ULiège
Disciplines :
Géologie, ingénierie du pétrole & des mines
Auteur, co-auteur :
Orban, Philippe  ;  Université de Liège - ULiège > Département Argenco : Secteur GEO3 > Hydrogéologie & Géologie de l'environnement
Brouyère, Serge  ;  Université de Liège - ULiège > Département Argenco : Secteur GEO3 > Hydrogéologie & Géologie de l'environnement
Batlle Aguilar, Jordi ;  Université de Liège - ULiège > Département Argenco : Secteur GEO3 > Hydrogéologie & Géologie de l'environnement
Couturier, Julie ;  Université de Liège - ULiège > Département Argenco : Secteur GEO3 > Hydrogéologie & Géologie de l'environnement
Goderniaux, Pascal ;  Université de Liège - ULiège > Département Argenco : Secteur GEO3 > Hydrogéologie & Géologie de l'environnement
Leroy, Mathieu ;  Université de Liège - ULiège > Département Argenco : Secteur GEO3 > Hydrogéologie & Géologie de l'environnement
Maloszewski, Piotr
Dassargues, Alain  ;  Université de Liège - ULiège > Département Argenco : Secteur GEO3 > Hydrogéologie & Géologie de l'environnement
Langue du document :
Anglais
Titre :
Regional transport modelling for nitrate trend assessment and forecasting in a chalk aquifer
Date de publication/diffusion :
2010
Titre du périodique :
Journal of Contaminant Hydrology
ISSN :
0169-7722
Maison d'édition :
Elsevier Science, Amsterdam, Pays-Bas
Volume/Tome :
118
Pagination :
79-93
Peer reviewed :
Peer reviewed vérifié par ORBi
Intitulé du projet de recherche :
FP6 Project AquaTerra (Project nb. 55428)
Organisme subsidiant :
DG RDT - Commission Européenne. Direction Générale de la Recherche et de l'Innovation
Disponible sur ORBi :
depuis le 17 septembre 2010

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