Aquifers and groundwater within active shield volcanoes. Evolution of conceptual models in the Piton de la Fournaise volcano

Join, Jean-Lambert; Folio, Jean-Luc; Robineau, Bernard

doi:10.1016/j.jvolgeores.2005.03.013

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“…Al menos en el caso del sistema acuífero de Enchereda este escalonamiento de la superficie piezométrica no debe considerarse como un detalle local, ya que afecta a una extensión importante del sistema. Por ello, proponemos que en otras islas en las que se ha minimizado el papel de los diques en la definición de la superficie piezométrica y en el comportamiento regional del agua subterránea como en Reunión (Join et al, 2005), en la Isla de Pascua (Herrera & Custodio, 2008) o en el Edificio Famara (Lanzarote; Custodio & Saenz Oiza, 1972) el papel de los diques debería ser reevaluado, más aún teniendo en cuenta que dichas islas cuentan con varios centros de emisión por lo que es posible que existan zonas en las que los acuíferos se encuentren compartimentados por diques entrecruzados. En estos casos, proponemos que el estudio detallado de los enjambres de diques es clave para determinar la localización de posibles obras de captación de los recursos hídricos de esos acuíferos.…”

Section: Discussionunclassified

“…Los modelos conceptuales de acuíferos en islas volcánicas son aún controvertidos en numerosas regiones del mundo, como por ejemplo, la Isla de Reunión (Join et al, 2005) o la isla de Pascua (Herrera & Custodio, 2008) debido a dos factores principales: la falta de información hidrogeológica en el interior de estas islas por la escasez de captaciones lejos de la costa, y la complejidad estructural de las islas volcánicas. En las islas volcánicas aparecen materiales con propiedades hidráulicas muy variadas, como coladas de lava, materiales piroclás-ticos, volcanoclásticos o sedimentarios.…”

Section: Introductionunclassified

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Modelo conceptual del sistema acuífero de Enchereda (La Gomera, Islas Canarias): contribuciones a otras islas volcánicas

2011

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RESUMENLa elaboración de modelos conceptuales en acuíferos de islas volcánicas presenta una elevada dificultad debido a la complejidad estructural de los materiales volcánicos, incrementada por 1) los procesos de destrucción (p. ej., deslizamientos de flanco) y 2) la intrusión de diques, que pueden actuar como zonas de flujo preferente o sobreelevando el agua localmente. En algunos casos, la falta de información hidrogeológica en el interior de las islas dificulta aún más la caracterización del funcionamiento de los acuíferos en estas zonas. En este trabajo se evalúa el papel de los diques y de los depósitos volcanoclásticos en el flujo regional de la zona de Enchereda (La Gomera, Islas Canarias) y en particular, en su zona más elevada. En esta zona se definen tres unidades hidroestratigráficas: los Basaltos Antiguos Inferiores moderadamente permeables; a techo las Brechas Volcánicas de baja permeabilidad; y por encima los Basaltos Antiguos Superiores, permeables. Las brechas parecen actuar como límite inferior impermeable del acuífero y en su reconstrucción se observa que presentan una geometría coherente con un buzamiento general hacia el ESE de aproximadamente 13º, condicionando el flujo regional del agua en el acuífero. La cartografía de los diques mediante fotografía y ortofotografía aérea así como en campo y en el interior de la galería de Ipalán, ha permitido identificar cuatro familias de diques. Los diques NO-SE son los más abundantes, con una densidad máxima de más de 10 diques/100 m, similar a otras zonas de rift en volcanes oceánicos. Estos diques son paralelos al flujo regional del agua en el acuífero y actuarían por tanto como zonas de flujo preferente, mientras que los diques con direcciones N-S y NE-SO sobreelevarían el nivel piezométrico, generando una superficie escalonada, al ser perpendiculares a la dirección flujo. Por último, los diques E-O parecen influir en menor medida en el acuífero. Nuestros resultados plantean la necesidad de reevaluar principalmente la influencia de los diques en el flujo regional de acuíferos en otras islas volcánicas en las que su papel se ha minimizado, ya que la superposición de diferentes familias de diques puede condicionar el movimiento del agua en el acuífero.Palabras clave: modelo conceptual, hidrogeología, acuífero volcánico, La Gomera, Islas Canarias. ABSTRACTHydrogeological conceptual models are difficult to develop in volcanic islands due to scarce hydrogeologic information in the inner parts of the islands and the complex structure of volcanic materials. This complexity is increased by 1) destruction processes (for example, flank collapse) and 2) dike intrusion. Dikes can both channel groundwater flow parallel to their general trend or act as barriers impounding it. In this paper we evaluate the role of dikes and volcanoclastic deposits in Enchereda aquifer system (La Gomera, Canary Islands) regional flow and particularly, in its higher area. In this aquifer system three hydrostratigraphic units can be identified: the Lower Old Basalts, with low permeab...

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Section: Discussionunclassified

Section: Introductionunclassified

Modelo conceptual del sistema acuífero de Enchereda (La Gomera, Islas Canarias): contribuciones a otras islas volcánicas

2011

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“…Many studies suggest the presence of high elevation springs, however it is not clear whether they are fed by the regional water table or by perched saturated layers high up on the cone (Cabrera and Custodio 2004;Custodio 2007;Cruz and Oliveira Silva 2001;Hemmings et al 2015a;Ingebritsen and Scholl 1993;Join et al 2005;Peterson 1972). Access to wells on the flank of volcanoes and geophysical imaging methods can help resolve the hydrogeology behind such springs (Finn et al 1987(Finn et al , 2001Aizawa et al 2008).…”

Section: Hydrothermal Systemmentioning

confidence: 99%

Groundwater flow and volcanic unrest

Jasim

Hemmings

Mayer

et al. 2018

Advances in Volcanology

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Hydrology around active volcanoes is strongly controlled by the interaction between groundwater, and the fluids, dissolved elements and heat associated with magmatic intrusion. The chemical and mechanical processes associated with magmatic unrest can result in observable changes in the hydrothermal system. Consequently, observations of chemical and physical hydrothermal variations may provide insights into the state of volcanic activity. Additionally, the interaction between hydrological and volcanic systems leads to the presence of high-temperature, pressurised, and often acidic fluids, which add to, and intensify, the volcanic hazard. In the following chapter we present the major components of, and controls on, magmatic hydrothermal systems focusing on the mutual perturbation between the groundwater flow system and the volcanic system. We explore how these conditions can be modified by volcanic unrest and we identify feedbacks between dynamic hydrothermal behaviour and on-going unrest. The interaction between these systems, and therefore the associated monitoring signals, are the result of complex groundwater-volcano coupling within multi-phase flow system in evolving lithologies. Nonetheless, detailed monitoring of hydrothermal and hydrological behaviour can provide insights into unrest and the evolution of hazards at restless volcanoes.

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“…Laboratory experiments showed that hydraulic conductivity K may vary in a range com-prised between 10 −1 and 10 −15 m/s with some basalts presenting 10 ranges of magnitudes in the same formation [21] with strong variability on the vertical axis due to interflow spaces and horizontal fractures [22]. Consequently, groundwater pathways, storage and discharge may be very variable, as was pointed out in numerous systems such as the Golan heights in Israel [5], India [3], Reunion Island [2,23,24], Mayotte Island in the Comoros archipelago [1,12], Madeira Island [25] Galapagos Islands [8]. These systems may behave as fine grained systems with poorly variable discharge [9,26,27] associated with slow groundwater transit.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Contaminant transfer and hydrodispersiveparameters in basaltic lava flows: artificial tracertest and implications for long-term management

et al. 2015

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Abstract:The aim of this paper is to evaluate the vulnerability after point source contamination and characterize water circulations in volcanic flows located in the Argnat basin volcanic system (Chaîne des Puys, French Massif Central) using a tracer test performed by injecting a iodide solution. The analysis of breakthrough curves allowed the hydrodispersive characteristics of the massive lava flows to be determined. Large Peclet numbers indicated a dominant advective transport. The multimodal feature of breakthrough curves combined with high values of mean velocity and low longitudinal dispersion coefficients indicated that water flows in an environment analogous to a fissure system, and only slightly interacts with a low porosity matrix (ne < 1%). Combining this information with lava flow stratigraphy provided by several drillings allowed a conceptual scheme of potential contaminant behaviour to be designed. Although lava flows are vulnerable to point source pollution due to the rapid transfer of water within fractures, the saturated scoriaceous layers located between massive rocks should suffice to strongly buffer the transit of pollution through dilution and longer transit times. This was consistent with the low recovery rate of the presented tracer test.

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Aquifers and groundwater within active shield volcanoes. Evolution of conceptual models in the Piton de la Fournaise volcano

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Modelo conceptual del sistema acuífero de Enchereda (La Gomera, Islas Canarias): contribuciones a otras islas volcánicas

Modelo conceptual del sistema acuífero de Enchereda (La Gomera, Islas Canarias): contribuciones a otras islas volcánicas

Groundwater flow and volcanic unrest

Contaminant transfer and hydrodispersiveparameters in basaltic lava flows: artificial tracertest and implications for long-term management

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