Homogénéisation des signaux isotopiques, 18O et 3H, dans un système hydrologique de haute montagne : la Vallée d'Aoste (Italie)

Abstract

L'analyse de l'origine et de la dynamique des écoulements souterrains dans l'aquifère du milieu alluvial de la plaine d'Aoste (Italie) a été menée en étudiant les teneurs isotopiques (18O et 3H) des eaux sur l'ensemble du système hydrologique. La démarche a consisté en un suivi isotopique des précipitations pluvio-neigeuses, des sources de versants, du réseau de surface et de l'aquifère alluvial, complété par des analyses ponctuelles concernant l'horizon superficiel des glaciers et les sous-écoulements glaciaires. Le signal d'entrée en 18O porté par les précipitations présente une grande variabilité liée au contexte orographique (effet d'écran) et climatique (pluie ou neige). Celle-ci est mise en évidence par les changements saisonniers du gradient 18O/altitude. En moyenne annuelle (1994), ce gradient établi en Vallée d'Aoste à partir de mesures sur les précipitations récoltées entre 300 et 3500 m d'altitude (sur huit stations) est de - 0.18 ± 0.02 ‰ pour 100 m, avec un écart-type (s) des valeurs de ± 4,8 ‰. L'ensemble des résultats en 18O montre au cours du cycle hydrologique, un amortissement à la fois important et progressif du signal d'entrée fourni par les précipitations. Cet amortissement, de l'ordre de 30 fois dans l'aquifère alluvial (sigma=± 0.15 ‰), est particulièrement sensible au niveau de la glace et des sous-écoulements glaciaires. En ce qui concerne les résultats en 3H, les teneurs mesurées dans les précipitations se révèlent être étroitement liées avec l'origine et la trajectoire des masses d'air humide. Par ailleurs, on note une bonne concordance entre les temps de séjour des eaux dans l'aquifère alluvial calculés à partir des valeurs en 18O et ceux fournis par le 3H.The hydrogeological study of the alluvial aquifer of the Aosta plain (Italy) is chosen as one of the most appropriate examples representative of the Italian-French-Swiss Alps. This study has been carried out using two environmental isotopes (18O and 3H) for groundwater samples taken from this aquifer in order to shed light on the origin of water and the hydrodynamic characteristics of the aquifer.The surface area of this aquifer is 70 km_ and mean elevation ranges between 400 and 700 m (asl). This surface area constitutes a part of the watershed area that amounts 2400 km_ with a mean elevation of 2200 m (asl). The watershed possesses several mountain peaks, Mt. Blanc, Mt. Cervin, Mt. Grand Paradis, the elevation of which rise to over 4000 m.The input signal, quantitative and qualitative as well, provided by the precipitation shows a wide variability linked to both orographic (screen effect) and climatic (rain or snow) influences. This variability is marked by differences in the 18O/altitude gradient, which is seasonally dependent. A unique and linear relation is observed during spring and summer ; in autumn and winter results show an important gradient up to 2000 m but a less important one for higher altitudes.The mean annual (1994) gradient of - 0.18 ± 0.02 ‰ for 100 m is determined in Aosta valley for altitudes between 300 and 3500...

Groundwater—Surface waters interactions at slope and catchment scales: implications for landsliding in clay‐rich slopes

“…This impact of snowmelt is also observed at Super‐Sauze. The experimental relationship proposed for summer and winter at La Clapière (Gugliemi et al, .2000) has a slope close to the reference curves established for the Mediterranean region (between 0.15% and 0.30‰ 100 m −1 ; Guglielmi et al, ; Novel et al, ; Celle et al, ).…”

Isotopic study of rainfall and definition of local meteoric water lines: Case of the rainfall stations of the city of Bangui in Central African Republic

“…The excess of deuterium above 10 reflects the remobilization of atmospheric water vapor of continental origin during the path of air masses from the Gulf of Guinea over the surrounding tropical forest [11,12]. The calibration of stable isotopetemperature relationships was refined by quantifying the relative impact of site temperatures at seasonal, interannual, and interdecadal levels [8,13]. At the interannual level, the variability is such that the correlations obtained are weak.…”