A compact field fluorometer and its application to dye tracing in karst environments

Autor: Geert De Sadelaer, Amaël Poulain, Gaëtan Rochez, Lorraine Dewaide, Vincent Hallet, Jean-Pierre Van Roy
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Hydrogeology Journal. 25(5):1517-1524
ISSN: 1435-0157
1431-2174
Popis: L’essai de traçage est une technique classique en hydrogéologie pour étudier les caractéristiques des écoulements de surface ou souterrains, et il est utile pour de nombreuses applications notamment pour des problématiques environnementales ou industrielles. Le fluorimètre de terrain Fluo-Green a été testé avec succès en milieu karstique et il est spécifiquement adapté pour le monitoring des eaux en grotte. La recherche en environnement karstique utilise souvent des traceurs pour obtenir des informations sur les écoulements d’eau souterraine dans des zones non-explorées. Le dispositif compact, aussi appelé Fluo-G, répond aux exigences du milieu souterrain : compact (10 × 16 × 21 cm), léger (0.75 kg sans lest) et de conception simple. Il est facile pour les spéléologues de le mettre en place et de le manipuler par rapport à d’autres méthodes d’échantillonnage. Le fluorimètre mesure l’uranine, la turbidité et la température avec un intervalle de temps défini par l’utilisateur (1 min – 1 jour). Sa très faible comsommation en énergie permet 9,000 mesures avec six piles AA. L’appareil a été calibré et testé en laboratoire et sur le terrain dans des systèmes karstiques belges. Les résultats sont en adéquation avec d’autres méthodes d’échantillonnage : fluorimètres in-situ et prélèvement automatique d’échantillons d’eau suivi d’analyses au laboratoire. L’enregistrement de données de haute qualité (courbes de restitution) en milieu karstique avec un monitoring en grotte est précieux pour améliorer la connaissance des systèmes karstiques. De nombreuses applications hydrologiques et hydrogéologiques peuvent bénéficier d’un tel équipement compact et peu coûteux. De plus, trouver le meilleur compromis entre les ressources disponibles et une bonne qualité des données est un élément essentiel. Plusieurs améliorations sont possibles mais les essais préliminaires sur le terrain sont très prometteurs.
Dye tracing is a classic technique in hydrogeology to investigate surface-water or groundwater flow characteristics, and it is useful for many applications including natural or industrial issues. The Fluo-Green field fluorometer has been successfully tested in a karst environment and is specifically suitable for in-cave karst water monitoring. Karst research often uses dyes to obtain information about groundwater flow in unexplored cave passages. The compact device, alternatively named Fluo-G, meets the requirements of cave media: small (10 × 16 × 21 cm), lightweight (0.75 kg without ballast) and simple in conception. It is easy for cavers to set up and handle compared to other sampling methods. The fluorometer records uranine, turbidity and temperature with a user-defined time-step (1 min – 1 day). Very low energy consumption allows 9,000 measurements with six AA batteries. The device was calibrated and tested in the laboratory and in field conditions in Belgian karst systems. Results are in good fit with other sampling methods: in-situ fluorometers and automatic water sampling plus laboratory analysis. Recording high quality data (breakthrough curves) in karst with in-cave monitoring is valuable to improve knowledge of karst systems. Many hydrological and hydrogeological applications can benefit from such a low-cost and compact device, and finding the best compromise between resources and quality data is essential. Several improvements are possible but preliminary field tests are very promising.
Databáze: OpenAIRE
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