Accions del document

34762 - TÈCNIQUES ISOTÒPIQUES AMBIENTALS EN HIDROLOGIA SUBTERRÀNIA

Comparteix Share
Responsable acadèmic: Lucila CANDELA LLEDÓ
Tipus Optativa
Quadrimestre A
ECTS 5
Periodicitat de l’oferta Anual
Idioma Castellà/Català

Objectius

  • Presentació de les bases científiques de la hidrologia isotòpica ambiental
  • Aplicació de les tècniques isotòpiques ambientals a la hidrologia subterrània
  • Proporcionar les bases per a considerar i incorporar l'aplicació de tècniques isotòpiques ambientals en les seves vessants convencional, de desenvolupament i de recerca d'aigües subterrànies.

Continguts

Es presenten de manera general les tècniques isotòpiques ambientals d'aplicació en Hidrologia Subterrània, incloent-hi els mètodes de mostratge, analítics i d'interpretació de les dades. De la mateixa manera es presenten els conceptes bàsiques inherents al fraccionament isotòpic.
L'aplicació es centra en els aspectes concrets de la Hidrologia Subterrània. Per tant els aspectes de dinàmica atmosfèrica, nivologia, glaciologia i oceanografia es consideren només a nivell bàsic i si són d'interès i necessaris per a la Hidrologia Subterrània. Es considera que les tècniques isotòpiques ambientals són part de la recerca, estudi i reconeixement hidrogeoquímic.
Es considera recomanable que l'alumne:

 

  • hagi seguit prèviament assignatures o cursos d'hidrologia subterrània
  • tingui suficients coneixements d'hidrogeoquímica i de flux en medis porosos
  • estigui treballant en temes de recerca o desenvolupament en relació amb la hidrologia
  • hagi adquirit prou domini de l'anglès llegit

Programa

  • Reunió introductòria. Referències i fonts d'informació. Treballs pràctics a desenvolupar
  • Tema 1.– Principis bàsics sobre isòtops estables. Fraccionament d'equilibri i cinètic. Processos Rayleigh
  • Tema 2.– Mesura dels isòtops estables. Espectròmetres de massa. Isòtops de l'aigua. Correccions per salinitat. TAMS. Estàndards de referència
  • Tema 3.– Isotopia de l'aigua a l'atmosfera. Precipitació. Precipitació continental. Efectes de continentalitat, altitud, latitud. Excés de deuteri
  • Tema 4.– Vapor generat sobre l'oceà i aigua oceànica. Aigua fluvial. Efectes d'evaporació lliure. Reservoris que s'evaporen. Balanç en llacs. δ18O de l'aire. δ17O
  • Tema 5.– Isòtops radioactius. Principis. Radioisòtops d'interès. Triti. Mesura. Triti atmosfèric, en rius i en aigües continentals
  • Tema 6.– Isotopia de les aigües subterrànies. Origen de la recàrrega. Marca d'altitud. Marca d'evaporació. Mescles d'aigües subterrànies. Aportació d'aigua marina. Interacció amb el terreny. Exemples diversos
  • Tema 7.– Models isotòpics per a aigües subterrànies. Models de paràmetres agregats. Models de cel.les de mescla i numèrics. Aplicació al triti. Concepte d'edat. Aplicacions
  • Tema 8.– Isotopia de l'aigua en sistemes de temperatura elevada. Geotèrmia de mitjana i baixa entalpia
  • Tema 9.– Fraccionament isotòpic de l'aigua en l'evaporació des del medi no saturat. Exemples
  • Tema 10.– Triti en el perfil del terreny. Interpretació. Paleoaigües. Exemples
  • Tema 11.– Isòtops estables del carboni. Estàndards. Mesura. Variacions en la naturalesa i en les aigües subterrànies, en funció de la química del carboni inorgànic dissolt en l'aigua. Fenòmens modificadors. Interpretació de resultats
  • Tema 12.– Radiocarboni (14C). Unitats. Mesura. Variacions en la naturalesa i per efectes antròpics. 14C en les aigües subterrànies
  • Tema 13.– Interpretació del 14C en les aigües subterrànies. Sistemes oberts i sistemes tancats. Models hidrogeoquímics i isotòpics. Relació 13C–14C
  • Tema 14.– Aplicacions de la datació amb radiocarboni a les aigües subterrànies.Àrees deltaiques i zones reductores. Aqüífers volcàniques
  • Tema 15.– Isotopia del sofre i de l'oxigen del sulfat. Estàndards i mesura. Variacions en la naturalesa. Interpretació en les aigües subterrànies
  • Tema 16.– Variacions isotòpiques del nitrogen i del clor. Variacions en la naturalesa i en les aigües subterrànies. 36Cl. Origen i variacions. Interpretació en les aigües subterrànies
  • Tema 17.– Isòtops dels elements pesants. U i Th i les seves sèries. Causes de les variacions isotòpiques. Desequilibris. Relació 234U/238U en aigües subterrànies. Altres aplicacions
  • Tema 18.– Altres variacions isotòpiques d'interès en hidrologia subterrània. Isotopia del Sr i B. Altres
  • Tema 19.– Traçat i datació amb gasos nobles i els seus isòtops. Isòtops radioactius del Kr i del Ar. Radón
  • Tema 20.– Paleoaigües i paleotemperatures de l'aigua subterrània. Aplicacions a baixa i a alta temperatura

Enfocament de la metodologia docent

L'assignatura es desenvoluparà en unitats de dues hores, més una prèvia de discussió del tema del dia anterior, un cop per setmana, fins a la conclusió de les previsions del programa. L'assignatura constarà d'un total de 40 hores d'exposició (en dues parts de 20 hores cadascuna) i de 20 de discussió amb preguntes del professor, a més de les recuperacions i exàmens. Es tractarà de realitzar fora d'horari 1 o 2 visites tècniques.

 

  • Classes: el professor exposarà els temes del programa per ordre consecutiu, amb només les alteracions que facin aconsellable l'ocurrència de circumstàncies especials. S'intentarà en tot moment arribar a definir mètodes de càlcul o d'avaluació de dades. Sempre que sigui possible s'inclourà la discussió o comentaris d'exemples reals.
  • Pràctiques: No es preveu que es realitzin pràctiques programades excepte visites a laboratoris isotòpics (una o dues).
  • Treballs: No està prevista la seva realització, excepte puntualment, per interès en temes particulars.

Mètode d’avaluació

L'aprovació de l'assignatura requerirà:

 

  • Haver assistit y participat activament a les classes i discussions i a les visites que s'acordin. Les faltes d'assistència suposaran un examen personal corresponent
  • Superar un examen conceptual (oral o escrit), de caràcter general

Recursos per a l’aprenentatge

De cada classe es posaran a disposició les transparències i altre material que faci servir el professor, a traves de la web del Departament.
Els texts bàsics recomanats són:

 

  • CLARK, I.; FRITZ, P. (1997). Environmental isotopes in hydrogeology. CRC Press: 1–328.
  • COOK, P.; HERCZEG, A. (2000). Environmental tracers in subsurface hydrology. Kluwer: 1–529.
  • MAZOR, E. (2004). Chemical and isotopic groundwater hydrology. M. Dekker Inc.: 1–449.
  • MOOK, W.G. (2002). Isótopos ambientales en el ciclo hidrológico: principios y aplicaciones. Instituto Geológico y Minero de España. Madrid: 1–596.
  • YOSHIDA, N. (ed.) (2001). Hydrogen and oxygen isotopes in hydrology. UNESCO–IHP. Paris. Hydrospheric. Research Center. Univ. of Nagoya: 1–291 (en web).

 

L'assignatura es basarà també en el contingut dels següents texts:

 

  • CUSTODIO, E.; LLAMAS, M.R. (1976). Hidrología subterránea. 2 Vols. 2350 pp. Ediciones Omega. Barcelona. Secciones 10 y 12.
  • FRITZ, P.; FONTES, J.Ch. (1980; 1986). Handbook of environmental isotope geochemistry. Elsevier. Vol. 1. The Terrestrial Environment.– A, 545 pp. Vol. 2, The Terrestrial Environment.–B, 557 pp.
  • FERRONSKY, V.I.; POLYAKOV, V.A. (1982). Environmental isotopes in the hydrosphere. John Wiley & Sons. 466 pp.
  • GAT, J.; GONFIANTINI, R. (1981). Stable isotope hydrology: deuterium and oxygen–18 in the water cycle. International Atomic Energy Agency, Vienna. Technical Reports Series nº210, 339 pp.
  • KENDALL, C.; McDONNELL, J.J. (eds.) (1998). Isotope tracers in catchment hydrology. Elsevier: 1–839.
  • IAEA (1983). Guidebook on nuclear techniques in hydrology (1983). International Atomic Energy Agency. Vienna. Technical Reports Series nº91, 430 pp.
  • MATTHESS, G. (1982). The properties of groundwater. John Wiley & Sons. 406 pp.

 

El suport d'articles científics s'obtindrà, entre d'altres, de les revistes:

 

  • Journal of Hydrology. Elsevier.
  • Geochimica et Cosmochimica Acta. Pergamon.
  • Water Resources Research. Am. Geogphysical Union.
  • Ground Water. Assoc. of Ground–Water Scientists and Engineers.
  • Hydrogeology Journal. Intern. Assoc. Hydrogeologists. Springer.

 

Informació addicional es troba en les publicacions de l'OIEA (Organisme Internacional d'Energia Atòmica).

darrera modificació: Febrer 2015
Aquest web utilitza cookies pròpies per oferir una millor experiència i servei. En continuar amb la navegació entenem que acceptes la nostra política de cookies.
RSS RSS  Accessibilitat  Avís legal   Departament d'Enginyeria del Terreny, Cartogràfica i Geofísica.
© UPC (obriu en una finestra nova) . Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech