Groundwater flow in the vicinity of two artificial recharge ponds in the Belgian coastal dunes

Since July 2002, tertiary treated wastewater has been artificially recharged through two infiltration ponds in the dunes of the Belgian western coastal plain. This has formed a lens of artificially recharged water in the dunes’ fresh water lens. Recharged water is recovered by extraction wells located around the ponds. Hydraulic aspects of the artificial recharge and extraction are described using field observations such as geophysical borehole loggings and a tracer test. Borehole logs indicate recharged water up to 20 m below surface, whereas the tracer test gives field data about the residence times of the recharged water. Furthermore, a detailed solute transport model was made of the area surrounding the ponds. Groundwater flow, capture zone, residence times and volume of recharged water in the aquifer are calculated. This shows that the residence time varies between 30 days and 5 years due to the complex flow pattern. The extracted water is a mix of waters with different residence times and natural groundwater, assuring a relatively stable water quality of the extracted water.RésuméDepuis Juillet 2002 des eaux usées ayant subi un traitement tertiaire sont utilisées pour la recharge artificielle au moyen de deux bassins d’infiltration dans les dunes de la plaine côtière occidentale de Belgique. Ceci crée un apport d’eau de recharge artificielle aux lentilles d’eau douce des dunes. L’eau de recharge est récupérée par des puits d’exploitation situés autour des bassins. Les aspects hydrauliques de la recharge artificielle et du prélèvement sont décrits à partir d’observations de terrain telles que des diagraphies géophysiques en forage et des tests de traçage. Les diagraphies en forage mettent en évidence de l’eau de recharge jusqu’à 20 m sous la surface alors que les tests de traçage fournissent des données de terrain au sujet des temps de résidence de l’eau de recharge. De plus, un modèle de transfert de soluté a été réalisé pour la zone entourant les bassins. L’écoulement de la nappe, la zone de captage, les temps de résidence et le volume d’eau de recharge apporté à l’aquifère ont été calculés. Ceci montre que le temps de résidence varie de 30 jours à 5 ans du fait d’un agencement complexe de l’écoulement. L’eau prélevée est un mélange d’eaux ayant des temps de résidence différents et d’eau souterraine naturelle, ce qui garantit une qualité relativement stable à l’eau prélevée.ResumenDesde Julio de 2002, las aguas de desecho con tratamiento terciario se han recargado por medio de dos balsas de infiltración en las dunas de la planicie costera oeste de Bélgica. Esto conduce a la formación de una lente de agua recargada en los lentes de agua dulce de las dunas. El agua de recarga se recobra por medio de pozos de extracción localizados alrededor de las dunas. Los aspectos hidráulicos de la recarga artificial y la extracción se describen utilizando observaciones de campo, tales como mediciones geofísicas en pozos y un ensayo de trazador. Los datos de geofísica de las perforaciones indican que el agua recargada se emplaza a unos 20 m por debajo de la superficie del terreno, en tanto que el ensayo de trazador brinda datos de campo sobre el tiempo de residencia del agua de recarga. Además, se construyó un modelo detallado del transporte de solutos en al área que rodea a las balsas de recarga. Se calcula el flujo subterráneo, la zona de captura, los tiempos de residencia y los volúmenes recargados al acuífero. Se muestra que los tiempos de residencia varían entre 30 días y 5 años debido al patrón de flujo complejo. El agua extraída es una mezcla de aguas de recarga de diferente tiempo de residencia y agua subterránea natural, lo que asegura relativamente la estabilidad de la calidad química del agua extraída.摘要自2002年7月起, 在比利时西部滨海平原, 经过三级处理的污水通过两个渗透池被人工回灌倒了沙丘中。这样就在沙丘淡水透镜体内形成了人工补给水透镜体。补给的水在位于渗透池周围的水井里可以抽取使用。人工补给和抽取的水力参数均是通过现场观测得到的, 比如地球物理测井技术和示踪试验。钻孔测井结果显示补给水位埋深已达到了20m, 而示踪剂试验则给出了揭示补给水驻留时间的现场数据。另外, 我们建立了渗透池周围区域的溶质运移模型, 进行了含水层地下水流、捕获区、驻留时间以及补给水量的计算。结果表明 : 由于复杂的流动系统, 地下水驻留时间在30天到5年之间变化。抽出的水是不同驻留时间的地下水与天然地下水的混合物, 确保了抽出水相对稳定的水质。ResumoDesde Julho de 2002 que água residual com tratamento terciário tem sido artificialmente recarregada através de duas lagoas de infiltração situadas nas dunas da planície costeira ocidental da Bélgica. Este processo dá origem a uma lente de água artificialmente recarregada na lente de água doce das dunas. A água recarregada é recuperada por meio de poços de extracção localizados em torno das lagoas. Descrevem-se os aspectos hidráulicos da recarga artificial e da extracção, usando observações de campo, tais como perfilagem geofísica de sondagens e um ensaio com traçador. Os perfis geofísicos das sondagens mostram que a água de recarga atinge a profundidade de 20 m abaixo da superfície, enquanto que o ensaio com traçador fornece dados de campo acerca dos tempos de residência da água recarregada. Posteriormente, foi construído um detalhado modelo de transporte de solutos da área envolvente das lagoas. Foram calculados o escoamento subterrâneo, a zona de captura, os tempos de residência e o volume de água recarregada no aquífero. O modelo mostrou que, devido ao complexo padrão de escoamento, o tempo de residência varia entre 30 dias e 5 anos. A água extraída é uma mistura de águas com diferentes tempos de residência e de água subterrânea natural, assegurando uma água com qualidade relativamente estável.