[PDF] - A B BR RI IE EF F P PR RE ES SE EN NT TA AT TI IO PDF Document

SLIDE 1

K KA AR RS ST T T TR RA AI IN NI IN NG G W WO OR RK KS SH HO OP P

A A B BR RI IE EF F P PR RE ES SE EN NT TA AT TI IO ON N O ON N K KA AR RS ST T H HY YD DR RO OL LO OG GY Y A AN ND D G GE EO OM MO OR RP PH HO OL LO OG GY Y

D Dr r. . T Tr ra an n T Ta an n V Va an n K Ka ar rs st t R Re es se ea ar rc ch h C Ce en nt te er r R Re es se ea ar rc ch h I In ns st ti it tu ut te e

f G Ge eo

lo

gy y a an nd d M Mi in ne er ra al l R Re es so

ur rc ce es s ( (R RI IG GM MR R) ) T Te el l: : 8 84 4-

4-

85 54 4-

31 10 07 7, , F Fa ax x: : 8 84 4-

4-

85 54 4-

21 12 25 5 E Em ma ai il l: : trantv@hn.vnn.vn trantv@hn.vnn.vn C CU UC C P PH HU UO ON NG G N NA AT TI IO ON NA AL L P PA AR RK K

DE EC CE EM MB BE ER R 2 20 00 03 3

SLIDE 2

A Ak kn no

wl le ed dg ge em me en nt t: : T Th hi is s p pr re es se en nt ta at ti io

n i is s p pr re ep pa ar re ed d

n t th he e b ba as si is s

f P Pr ro

f. . E Ek k C C. . M M. . ( (L Li ie eg ge e U Un ni iv ve er rs si it ty y, , B Be el lg gi iu um m) ) l le ec ct tu ur re e n no

te es s, , w wi it th h p pr ra ac ct ti ic ca al l i il ll lu us st tr ra at ti io

ns s a an nd d e ex xa am mp pl le es s t ta ak ke en n f fr ro

m V VI IB BE EK KA AP P ( (V Vi ie et tn na am me es se e-

Be el lg gi ia an n c co

pe er ra at ti iv ve e p pr ro

je ec ct t

n “ “R Ru ur ra al l d de ev ve el lo

pm me en nt t

f k ka ar rs st t m mo

un nt ta ai in no

us s a ar re ea as s

f N No

rt th hw we es st t V Vi ie et tn na am m b by y s su us st ta ai in na ab bl le e w wa at te er r a an nd d l la an nd d u us se e a an nd d m ma an na ag ge em me en nt t a an nd d s so

ci ia al l l le ea ar rn ni in ng g: : i it ts s c co

nd di it ti io

ns s a an nd d f fa ac ci il li it ta at ti io

n” ”) ) a an nd d L LL LI IN NC C ( (V Vi ie et tn na am me es se e-

Be el lg gi ia an n c co

pe er ra at ti iv ve e p pr ro

je ec ct t

n “ “I Im mp pr ro

vi in ng g t th he e p pa ar rt ti ic ci ip pa at ti io

n

f s st ta ak ke eh ho

ld de er rs s i in n t th he e c co

ns se er rv va at ti io

n

f l li im me es st to

ne e l la an nd ds sc ca ap pe e i in n N Ng go

c S So

n-

Ng go

Lu uo

ng g a ar re ea a, , H Ho

a B Bi in nh h p pr ro

vi in nc ce e” ”) ) p pr ro

je ec ct ts s. . S So

me e e ex xa am mp pl le es s a an nd d i il ll lu us st tr ra at ti io

ns s a ar re e t ta ak ke en n a al ls so

fr ro

m t th he e r re ep po

rt t

n g ge eo

lo

gi ic ca al l c ch ha ar ra ac ct te er ri is st ti ic cs s

f t th he e P Pu u L Lu uo

ng g N Na at tu ur re e R Re es se er rv ve e, , u un nd de er rt ta ak ke en n b by y t th he e a au ut th ho

r a an nd d h hi is s c co

ll le ea ag gu ue es s w wi it th h F FF FI I f fi in na an nc ci ia al l s su up pp po

rt t. .

SLIDE 3

C CO ON NT TE EN NT T I In nt tr ro

du uc ct ti io

n 1 1. . N Na at tu ur re e a an nd d c ch ha ar ra ac ct te er ri is st ti ic cs s

f k ka ar rs st t a an nd d k ka ar rs st t w wa at te er r 2 2. . K Ka ar rs st t a an nd d k ka ar rs st t w wa at te er r p pr ro

ce es ss se es s a an nd d f fa ac ct to

rs s 3 3. . P Ph hy ys si ic ca al l b be eh ha av vi io

ur r

f k ka ar rs st t w wa at te er r 4 4. . S St tr ru uc ct tu ur re e a an nd d w wo

rk ki in ng g

f k ka ar rs st t a aq qu ui if fe er rs s, , s sp pr ri in ng gs s a an nd d r re es su ur rg ge en nc ce es s 5 5. . W Wa at te er r t tr ra ac ci in ng g t te ec ch hn ni iq qu ue e i in n k ka ar rs st t h hy yd dr ro

lo

gy y 6 6. . S Sp pe el le eo

lo

gi ic ca al l s st tu ud di ie es s 7 7. . S So

me e e en nv vi ir ro

nm me en nt ta al l i im mp pa ac ct ts s s sp pe ec ci if fi ic c t to

ka ar rs st t e ec co

sy ys st te em m

a f fe ew w c co

nc cl lu us si io

ns s/ / r re ec co

mm me en nd da at ti io

ns s

3

SLIDE 4

I IN NT TR RO OD DU UC CT TI IO ON N − − K Ka ar rs st t i is s

ri ig gi in na al ll ly y t th he e G Ge er rm ma an n n na am me e

f a a l li im me es st to

ne e a ar re ea a i in n w we es st te er rn n S Sl lo

ve en ni ia a, , f fo

rm me er r Y Yu ug go

sl la av vi ia a, , n no

rt th h-

ea as st t

f t th he e A Ad dr ri ia at ti ic c S Se ea a; ; − − I It t i is s d de er ri iv ve ed d f fr ro

m t th he e S Se er rb bo

Cr ro

at ti ia an n w wo

rd d K Kr ra as s. . − − T Ty yp pi ic ca al l “ “k ka ar rs st t r ro

ck ks s” ”: : + + L Li im me es st to

ne es s a an nd d d do

lo

st to

ne es s ( (C Ca a, , M Mg g) )C CO O3

; + + O Ot th he er r s so

lu ub bl le e r ro

ck ks s, , e e. .g g. . g gy yp ps su um m, , a an nh hy yd dr ri it te e ( (C Ca aS SO O4

) a an nd d s sa al lt t ( (h ha al li it te e, , N Na aC Cl l) ); ; − − “ “K Ka ar rs st t r ro

ck ks s” ” r re es su ul lt t s sp pe ec ci if fi ic ca al ll ly y i in n u un ni iq qu ue e “ “k ka ar rs st t h hy yd dr ro

lo

gy y” ” ( (k ka ar rs st t w wa at te er r) ) a an nd d “ “k ka ar rs st t g ge eo

mo

rp ph ho

lo

gy y” ”. . T Th hi is s b br ri ie ef f p pr re es se en nt ta at ti io

n a ai im ms s a at t: : − − I Id de en nt ti if fy yi in ng g k ka ar rs st t f fe ea at tu ur re es s, , k ka ar rs st t f fo

rm ma at ti io

ns s a an nd d f fo

rm ms s i in n t th he e f fi ie el ld d, ,

n m ma ap ps s, , a ai ir rp ph ho

to

s, , s sa at te el ll li it te e i im ma ag ge es s e et tc c. .; ; − − U Un nd de er rs st ta an nd di in ng g k ka ar rs st t p pr ro

ce es ss se es s a an nd d t th he ei ir r f fa ac ct to

rs s ( (e es sp pe ec ci ia al ll ly y g ge eo

lo

gi ic ca al l a an nd d s st tr ru uc ct tu ur ra al l f fa ac ct to

rs s, , k ka ar rs st t h hy yd dr ro

lo

gy y

r t th he e i in nt te er ra ac ct ti io

ns s b be et tw we ee en n w wa at te er r a an nd d i it ts s r re es se er rv vo

ir r r ro

ck k) ); ; − − I In nt tr ro

du uc ci in ng g s so

me e e en nv vi ir ro

nm me en nt ta al l i im mp pa ac ct ts s s sp pe ec ci if fi ic c t to

ka ar rs st t e ec co

sy ys st te em m d du ue e t to

it ts s g ge eo

mo

rp ph ho

lo

gy y a an nd d h hy yd dr ro

lo

gy y; ; − − I In nt tr ro

du uc ci in ng g s sp pe el le eo

lo

gi ic ca al l s st tu ud di ie es s; ; − − A Ar rr ri iv vi in ng g a at t s so

me e g ge en ne er ra al l r re ec co

mm me en nd da at ti io

ns s f fo

r a a w wi is se e m ma an na ag ge em me en nt t

f k ka ar rs st t w wa at te er r a an nd d k ka ar rs st t t te er rr ra ai in ns s. . T Th he e i id de ea a b be eh hi in nd d t th hi is s p pr re es se en nt ta at ti io

n i is s t th he e u un nd de er rg gr ro

un nd d i it ti in ne er ra ar ry y

f w wa at te er r i in n k ka ar rs st t r ro

ck ks s: : − − W Wa at te er r h ha as s s st tr ro

ng g a ab bi il li it ty y i in n f fo

rm mi in ng g c co

nd du ui it ts s i in n k ka ar rs st t r ro

ck ks s; ; − − B Bu ut t c co

nd du ui it t m mo

rp ph ho

lo

gy y ( (s sh ha ap pe e, , d di im me en ns si io

ns s a an nd d

ri ie en nt ta at ti io

n) ) i in n t tu ur rn n, , h ha as s v ve er ry y i im mp po

rt ta an nt t i in nf fl lu ue en nc ce e

n t th he e w wa at te er r d dy yn na am mi ic cs s; ;

4

SLIDE 5

F Fr ro

m c ch he em mi ic ca al l v vi ie ew wp po

in nt t t th he e i in nt te er ra ac ct ti io

n i is s a al ls so

hi ig gh hl ly y r re ec ci ip pr ro

ca al l: : − − W Wa at te er r d di is ss so

lv ve es s r ro

ck ks s; ; − − B Bu ut t t th he e q qu ua al li it ty y

f w wa at te er r a at t e ea ac ch h p po

in nt t d de ep pe en nd ds s u up po

n t th he e b be ed dr ro

ck k t th ha at t w wa as s d di is ss so

lv ve ed d u up ps st tr re ea am m. . T Th he e

ri ig gi in na al li it ty y

f t th he e k ka ar rs st t p pr ro

ce es ss s i is s t th hu us s i in n i it ts s c ch he em mi ic ca al l a as sp pe ec ct t. . 1 1. . N NA AT TU UR RE E A AN ND D C CH HA AR RA AC CT TE ER RI IS ST TI IC CS S O OF F K KA AR RS ST T A AN ND D K KA AR RS ST T W WA AT TE ER R − − T Th he e

ri ig gi in na al l p po

in nt t

f a a k ka ar rs st t c ci ir rc cu ul la at ti io

n i is s t th he e c ch he em mi ic ca al l p pr ro

ce es ss s, , w wh hi ic ch h e en na ab bl le es s w wa at te er r t to

re em mo

ve e r ro

ck k e ev ve en n w wi it th ho

ut t a an ny y k ki in ne et ti ic c e en ne er rg gy y

r m me ec ch ha an ni ic ca al l d di is si in nt te eg gr ra at ti io

n. . − − T Th he e g ge en ne er ra al l r re es su ul lt t i is s t th ha at t w wa at te er r ( (e ev ve en n a a w wh ho

le e r ri iv ve er r) ) t te en nd ds s t to

di is sa ap pp pe ea ar r, , t to

si in nk k i in n c ca av ve es s, , c ch ha as sm ms s

r c ca an ny yo

ns s, , a ab ba an nd do

ni in ng g m me ea an nw wh hi il le e t th he e s su ur rf fa ac ce e l la an nd ds sc ca ap pe e. . K Ka ar rs st t t te er rr ra ai in ns s: : − − V Ve er ry y d di if ff fe er re en nt t f fr ro

m n no

n-

ka ar rs st t t te er rr ra ai in ns s; ; − − E Ea as si il ly y r re ec co

gn ni iz za ab bl le e f fr ro

m a ai ir rp ph ho

to

s, , s sa at te el ll li it te e i im ma ag ge es s, , t to

po

gr ra ap ph hi ic c m ma ap ps s a an nd d i in n t th he e f fi ie el ld d ( (e ex xa am mp pl le e) ). . 1 1. .1 1. . T Ty yp pi ic ca al l k ka ar rs st t f fo

rm ms s − − S So

me e d di is st ti in nc ct ti iv ve e f fo

rm ms s

f k ka ar rs st t a ar re e p pi it ts s, , c ca av ve es s, , c cl lo

se ed d d de ep pr re es ss si io

ns s, , s so

lu ut ti io

n s sc cu ul lp pt tu ur re e e et tc c. .; ; − − N No

ne e i is s a al lw wa ay ys s p pr re es se en nt t; ; − − A Al ll l a ar re e s sp pe ec ci if fi ic c

f t th he e k ka ar rs st t c ci ir rc cu ul la at ti io

n/ /e ev vo

lu ut ti io

n; ; − − A Al ll l a ar re e r re el la at te ed d, , a at t s so

me e m mo

me en nt t

f t th he ei ir r e ev vo

lu ut ti io

n, , w wi it th h t th he e d di is ss so

lu ut ti io

n a ac ct ti io

n

f w wa at te er r. .

5

SLIDE 6

C Co

nc cr re et te el ly y: : − − K Ka ar rr re en n ( (i in n F Fr re en nc ch h: : l la ap pi ie es s) ): : M Mi in no

r d di is ss so

lu ut ti io

n f fo

rm ms s

f r ro

ck k s sc cu ul lp pt tu ur re e, , c ca ar rv ve ed d b by y r ra ai in nw wa at te er r

r b by y p pe er rc co

la at ti in ng g w wa at te er r; ; − − C Cl lo

se ed d d de ep pr re es ss si io

ns s: : + + D Do

li in ne es s ( (s si in nk kh ho

le es s) )

Sm ma al ll l e el le em me en nt ta ar ry y d de ep pr re es ss si io

ns s, , u us su ua al ll ly y c ci ir rc cu ul la ar r; ; + + U Uv va al la as s

Co

al le es sc ce ed d d do

li in ne es s; ; + + P Po

lj je es s

La ar rg ge e, ,

ft te en n t te ec ct to

ni ic ca al ll ly y-

co

nt tr ro

ll le ed d d de ep pr re es ss si io

ns s, , d dr ra ai in ne ed d b by y a an n e ef ff fl lu ue en nt t r ri iv ve er r

r m mo

re e

ft te en n b by y p po

no

rs s ( (s sw wa al ll lo

wh ho

le es s, , “ “p po

th ho

le es s” ”) ). . T Th he es se e e en na ab bl le e r ra ai in nw wa at te er r

r s st tr re ea am ms s t to

en nt te er r k ka ar rs st t m ma as ss si iv ve es s ( (P Pl la at te e 2 2) ). . − − B Bl li in nd d v va al ll le ey y: : A A v va al ll le ey y t th ha at t i is s b bl lo

ck ke ed d b by y s so

me e u up pl li if ft ti in ng g m ma as ss si iv ve e a an nd d a al ll l f fl lo

ws s i in n i it t e en nd d w wi it th h a a s sw wa al ll lo

wh ho

le e( (s s) ); ; − − D Dr ry y v va al ll le ey y: : F Fu ur rt th he er r d do

wn ns st tr re ea am m, , t th he e v va al ll le ey y b be ec co

me es s w wi it th ho

ut t w wa at te er r, , w wh hi ic ch h c ca an n c ce ea as se e b be ei in ng g d dr ry y a at t a a r re es su ur rg ge en nc ce e

f t th he e s sw wa al ll lo

we ed d w wa at te er r. . 1 1. .2 2. . U Un nd de er rg gr ro

un nd d k ka ar rs st t w wa at te er r c co

nd du ui it ts s − − F Fi is ss su ur re es s: : M Mo

st t e el le em me en nt ta ar ry y, , s st tr ru uc ct tu ur ra al ll ly y c co

nt tr ro

ll le ed d f fo

rm m

f a a k ka ar rs st t n ne et t, , c ca an n b be e e en nl la ar rg ge ed d b by y w wa at te er r c co

rr ro

si io

n; ; − − P Pi it ts s: : G Ge en ne er ra al ll ly y f fo

rm me ed d b by y f fa as st t d de es sc ce en nd di in ng g w wa at te er r, , t th hu us s u us su ua al ll ly y t th he e b ba as se e i is s w wi id de er r t th ha an n t th he e t to

p ( (d du ue e t to

in nc cr re ea as se e

f k ki in ne et ti ic c e en ne er rg gy y) ); ; − − T Tu ub be es s: : F Fo

rm me ed d b by y p pr re es ss su ur re e f fl lo

w, , e ex xh hi ib bi it ti in ng g t th hu us s a a n ne ea ar rl ly y c ci ir rc cu ul la ar r c cr ro

ss s-

se ec ct ti io

n. . − − U Un nd de er rg gr ro

un nd d r ri iv ve er rs s: : O Of ft te en n c ca ar rr ry y a al ll lo

ch ht to

no

us s s se ed di im me en nt ts s: : + + D Di if ff fe er r f fr ro

m a ab bo

ve e b by y a a f fr re ee e u up pp pe er r s su ur rf fa ac ce e, , t th hu us s a an n i im mp po

rt ta an nt t i in nt te er rf fa ac ce e w wi it th h c ca av ve e a ai ir r; ; + + D Di if ff fe er r f fr ro

m s su ur rf fa ac ce e r ri iv ve er rs s b by y a ab bs se en nc ce e

f v va al ll le ey y-

si id de es s ( (t th hu us s s sl lo

pe e-

de eb br ri is s) ) a an nd d p po

ss si ib bl le e e ex xi is st te en nc ce e

f s si ip ph ho

ns s; ; − − P Ph hr re ea at ti ic c c ca av ve es s: : F Fo

rm me ed d b by y r ra at th he er r s st ta an nd di in ng g w wa at te er r, , i in nc cl l. . b bo

xw wo

rk k a an nd d s sp po

ng ge ew wo

rk k, , i i. .e e. . m mi ic cr ro

fo

rm ms s r re es su ul lt te ed d f fr ro

m f fi in ne e d di if ff fe er re en nt ti ia al l s so

lu ut ti io

n, , w wi it th h p pr ro

tr ru us si io

n

f c ca al lc ci it te e v ve ei in ns s ( (i in n b bo

xw wo

rk k) )

r t th he e l le es ss s s so

lu ub bl le e p pa ar rt ts s

f b be ed dr ro

ck k ( (i in n s sp po

ng ge ew wo

rk k) ). . I In n m mo

st t c ca av ve es s, , b br re ea ak kd do

wn ns s c ca an n b be e v ve er ry y i im mp po

rt ta an nt t. .

6

SLIDE 7

1 1. .3 3. . W Wa at te er r t ta ab bl le e i in n k ka ar rs st t – – s so

me e i in ni it ti ia al l d di is sc cu us ss si io

n − − W WA AL LT TH HA AM M e et t a al l. . ( (1 19 98 85 5) ): : D Di if ff fi ic cu ul lt t t to

id de en nt ti if fy y a a m me ea an ni in ng gf fu ul l w wa at te er r t ta ab bl le e i in n k ka ar rs st t a ar re ea a b be ec ca au us se e f fi is ss su ur re e f fl lo

w a an nd d c co

nd du ui it t f fl lo

w m ma ay y b be e i in nd de ep pe en nd de en nt t; ; − − E Ex xi is st te en nc ce e

f u un nd de er rg gr ro

un nd d r ri iv ve er rs s, , w wi it th h w wa at te er rf fa al ll ls s a an nd d s su um mp ps s ( (s si ip ph ho

ns s) ), , i in nd di ic ca at te es s t tr ra ad di it ti io

na al l “ “w wa at te er r t ta ab bl le e” ” d do

es sn n' 't t e ex xi is st t i in n k ka ar rs st t ( (P Pl la at te e 5 5) ); ; − − P Pl la at te e 1 13 3, , F Fi ig g. .3 3

bo

re eh ho

le es s m ma ad de e, , w wr ro

ng g a as ss su um mp pt ti io

n a ab bo

ut t d do

me ed d w wa at te er r t ta ab bl le e b be en ne ea at th h c cr re es st t-

li in ne e. . − − C Ca av ve er rs s e ex xp pl lo

re ed d 2 25 50 s si in nk kh ho

le es s. . A Al ll l c ca av ve e e en nt tr ra an nc ce es s d dr ry y i in n d dr ry y s se ea as so

n, , t th hu us s w wi it th ho

ut t e ex xp pl lo

ra at ti io

n i im mp po

ss si ib bl le e t to

as ss se es ss s t th he e p pr re es se en nc ce e

f w wa at te er r. . − − A Al ll l c ca av ve es s d de ee ep pe er r t th ha an n 1 15 50 m m d di is sp pl la ay ye ed d s so

me e d dr ry y-

se ea as so

n f fl lo

w, , i in nd di ic ca at ti in ng g r ro

le e

f f fi is ss su ur re e s st to

ra ag ge e, , b bu ut t a al ls so

ro

le e

f c ca av ve e e ex xp pl lo

ra at ti io

n. . 2 2. . K KA AR RS ST T A AN ND D K KA AR RS ST T W WA AT TE ER R P PR RO OC CE ES SS SE ES S A AN ND D F FA AC CT TO OR RS S 2 2. .1 1. . D Di is st ti in nc ct ti iv ve e c ch ha ar ra ac ct te er ri is st ti ic cs s

f k ka ar rs st t p pr ro

ce es ss s 2 2. .1 1. .1 1. . D Di is ss so

lu ut ti io

n p pr ro

ce es ss s a an nd d e eq qu ui il li ib br ri iu um m Global reaction: CaCO3 + H2O + CO2 = Ca (HCO3)2

7

SLIDE 8

S So

lu ub bl le e p pr ro

du uc ct ts s a an nd d e eq qu ui il li ib br ri iu um m c co

ns st ta an nt ts s: : 2 2. .1 1. .2 2. . D Di is ss so

lu ut ti io

n

f C Ca aC CO O3

i in n w wa at te er r c co

nt ta ai in ni in ng g C CO O2

H He en nr ry y' 's s L La aw w: : p p C CO O2

( (a ai ir r) ) = = D D. . ( (C CO O2

) ( (w wa at te er r) ) F Fi ig g. .1 1

Ex xa am mp pl le es s. . D D v va ar ri ie es s a ac cc co

rd di in ng g t to

te em mp pe er ra at tu ur re e. . Solved CO2 (mg/l) p p C CO O2 2 ( (a at tm m) ) 00C 100C 200C 3.10-4 1 0.75 0.5 1.10-2 33 24 17 2 2. .1 1. .3 3. . I In nf fl lu ue en nc ce e

f C CO O2

n C Ca aC CO O3

s so

lu ub bi il li it ty y A At t e eq qu ui il li ib br ri iu um m: : p CO2 (atm) Solved CaCO3 in water (mg/l) 100C 200C 3.10-4 ±60 ±45 1.10-2 ±200 ±150

8

SLIDE 9

2 2. .1 1. .4 4. . O Ot th he er r a ac ci id ds s D Di is ss so

lu ut ti io

n

f l li im me es st to

ne e c ca an n b be e d du ue e t to

th he er r c co

mp po

un nd ds s: : − − I In no

rg ga an ni ic c: : n ni it tr ri ic c a ac ci id d f fr ro

m

xi id da at ti io

n

f a am mm mo

ni ia a i in n s so

il ls s; ; s su ul lf fu ur ri ic c a ac ci id d f fr ro

m p py yr ri it te e

r

th he er r s su ul lf fi id de es s i in n t th he e b be ed dr ro

ck k e et tc c. .; ; − − O Or rg ga an ni ic c: : h hu um mi ic c a an nd d

th he er r a ac ci id ds s p pr ro

du uc ce ed d b by y p pl la an nt ts s

r t th he ei ir r d de ec ca ay y. . 2 2. .1 1. .5 5. . S So

lu ut ti io

n k ki in ne et ti ic cs s − − F Fi ig g. . 5 5

Ac cc co

rd di in ng g t to

Ne er rn ns st t' 's s L La aw w, , a a s so

ft t w wa at te er r c co

rr ro

de es s l li im me es st to

ne e f fa as st te er r a at t t th he e b be eg gi in nn ni in ng g t th ha an n l la at te er r

n. . − − F Fi ig g. . 6 6

Wh he en n t tw wo

, e ev ve en n s sa at tu ur ra at te ed d w wa at te er rs s

f d di if ff fe er re en nt t

ri ig gi in ns s, , h he en nc ce e d di if ff fe er re en nt t c ch ha ar ra ac ct te er ri is st ti ic cs s, , m mi ix x, , a a n ne ew w a at tt ta ac ck k

n t th he e r ro

ck k s st ta ar rt ts s. . − − F Fi ig g. . 7 7

Re ea ac ct ti io

n r ra at te es s i in nc cr re ea as se e w wh he en n t te em mp pe er ra at tu ur re e r ri is se es s. . 2 2. .1 1. .6 6. . D Di is ss so

lu ut ti io

n

f n no

n-

ca ar rb bo

na at te e r ro

ck ks s − − H Ha al li it te e: : v ve er ry y s so

lu ub bl le e, , m mo

re e t th ha an n 3 30 00 g g/ /l l a at t n no

rm ma al l t te em mp pe er ra at tu ur re e. . + + T Th hu us s h ha al li it te e

ut tc cr ro

ps s a ar re e r ra ar re e, , e ex xc ce ep pt t i in n a ar ri id d a ar re ea as s ( (J Je el lf fa a, , A Al lg ge er ri ia a) ). . + + B Bu ut t u un nd de er rg gr ro

un nd d c ca av ve es s i in n i it t a ar re e n no

t r ra ar re e ( (C Ca ar rd do

na a n ne ea ar r B Ba ar rc ce el lo

na a, , S Sp pa ai in n) ); ; − − G Gyp ps su um m a an nd d a an nh hy yd dr ri it te e: : l le es ss s s so

lu ub bl le e t th ha an n h ha al li it te e b bu ut t m mu uc ch h m mo

re e t th ha an n c ca al lc ci iu um m y c ca ar rb bo

na at te e, , a ap pp pr ro

xi im ma at te el ly y: : + + 2 2. .6 65 5 g g/ /l l f fo

r g gy yp ps su um m; ; a an nd d + + 2 2 g g/ /l l f fo

r a an nh hy yd dr ri it te e. . + + I In n C Co

nt tr re ex xe ev vi il ll le e ( (F Fr ra an nc ce e) ), , t th he er rm ma al l s sp pr ri in ng gs s p pr ro

du uc ce e 1 13 30 t to

ns s

f C Ca aS SO O4

a a y ye ea ar r f fr ro

m u un nd de er rg gr ro

un nd d; ; + + I In n B Be el lg gi iu um m, , a an n u un nd de er rg gr ro

un nd d k ka ar rs st t i in n a an nh hy yd dr ri it te e w wa as s r re ec ce en nt tl ly y d di is sc co

ve er re ed d a at t a a d de ep pt th h

f 2 20 00 00 m m b by y b bo

ri in ng g. .

9

SLIDE 10

2 2. .2 2. . C Cl li im ma at ti ic c f fa ac ct to

rs s

f d di is ss so

lu ut ti io

n a an nd d t th he ei ir r e ef ff fe ec ct ts s

n k ka ar rs st t c co

nd du ui it ts s 2 2. .2 2. .1 1. . F Fl lo

w r ra at te e − − F Fl lo

w r ra at te e i is s t th he e m ma ai in n f fa ac ct to

r

f t th he e e en nl la ar rg ge em me en nt t

f k ka ar rs st t c co

nd du ui it ts s, , b by y b bo

th h d di is ss so

lu ut ti io

n a an nd d m me ec ch ha an ni ic ca al l e er ro

si io

n; ; − − F Fi ig g. . 8 8 a an nd d 9 9 s sh ho

w h ho

w m mu uc ch h m mo

re e c ca ar rb bo

na at te e c ca an n b be e d di is ss so

lv ve ed d i in n a a r ra ai in ny y p pe er ri io

d, , c co

mp pa ar re ed d t to

a d dr ry ye er r p pe er ri io

d. . 2 2. .2 2 . .2 2. . A Ag gg gr re es ss si iv ve en ne es ss s − − T Th he e m mo

re e a ac ci id d t th he e w wa at te er r, , t th he e m mo

re e a ag gg gr re es ss si iv ve e i it t i is s t to

wa ar rd ds s l li im me es st to

ne e; ; − − C CO O2

i is s t th he e m ma ai in n s so

ur rc ce e

f a ac ci id di it ty y ( (F Fi ig g. . 2 2) ) b bu ut t n no

t t th he e

nl ly y

ne e. . T Th hu us s t th he e u us se e

f p pH H i in n c ch ha ar ra ac ct te er ri iz zi in ng g a ag gg gr re es ss si iv ve en ne es ss s ( (F Fi ig g. . 3 3) ). . − − I In n m mo

st t u un nd de er rg gr ro

un nd d s st tr re ea am ms s a at tm mo

sp ph he er ri ic c C CO O2

( (3 3. .1 10 0-

a at tm m) ) i is s

nl ly y p pa ar rt t

f t th he e t to

ta al l C CO O2

. A An no

th he er r p pa ar rt t i is s C CO O2

f

rg ga an ni ic c

ri ig gi in n. . − − F Fi ig g. . 2 2 a an nd d 3 3 d di is st ti in ng gu ui is sh h “ “a ag gg gr re es ss si iv ve e” ” f fr ro

m “ “s su up pe er r-

sa at tu ur ra at te ed d” ” w wa at te er rs s. . T Th he ey y s sh ho

w a ag gg gr re es ss si iv ve en ne es ss s i is s a al ls so

re el la at te ed d t to

th he e c co

nt te en nt t

f p pr re ev vi io

us sl ly y d di is ss so

lv ve ed d c ca ar rb bo

na at te e. . S So

me e w wa at te er rs s g ge et t s sa at tu ur ra at te ed d i in n c ca ar rb bo

na at te e b be ef fo

re e t th he ey y r re ea ac ch h l li im me es st to

ne e h he en nc ce e c ca an nn no

t c co

rr ro

de e t th he e l la at tt te er r a an ny y m mo

re e. . 2 2. .2 2. .3 3. . T Te em mp pe er ra at tu ur re e − − T Te em mp pe er ra at tu ur re e i in nv ve er rs se el ly y a af ff fe ec ct ts s t th he e D D c co

ef ff fi ic ci ie en nt t ( (F Fi ig g. . 1 1) ): : + + A At t t th he e s sa am me e a at tm mo

sp ph he er ri ic c C CO O2

p pr re es ss su ur re e, , t th he e 0° °C C w wa at te er r d di is ss so

lv ve es s t tw wi ic ce e a as s m mu uc ch h C CO O2

a as s t th he e 1 18 8° °C C w wa at te er r; ; + + B Bu ut t C CO O2

i is s u us su ua al ll ly y m mu uc ch h m mo

re e ( (1 1-

10 t ti im me es s) ) a ab bu un nd da an nt t i in n w wa ar rm m r re eg gi io

ns s t th ha an n i in n c co

ld d

ne es s. . − − T Te em mp pe er ra at tu ur re e e en nh ha an nc ce es s t th he e c ch he em mi ic ca al l r re ea ac ct ti io

n r ra at te e: : + + M Mo

st t r re ea ac ct ti io

ns s a ar re e t tw wi ic ce e a as s f fa as st t a at t 2 20 0° °C C a as s a at t l l0 0° °C C. . H He en nc ce e, , s so

lu ut ti io

n i in n w wa ar rm me er r c co

nd du ui it ts s i is s m mo

re e f fa av vo

ra ab bl le e ( (F Fi ig g. . 7 7) ). . − − 0° °C C i is s a an n i im mp po

rt ta an nt t l li im mi it t i in n d di is ss so

lu ut ti io

n: : + + B Be el lo

w i it t, , w wa at te er r f fr re ee ez ze es s a an nd d p pr ra ac ct ti ic ca al ll ly y d do

es s n no

t d di is ss so

lv ve e a an ny y m mo

re e l li im me es st to

ne e. .

10

SLIDE 11

2 2. .3 3. . A Ac ct ti io

n

f w wa at te er r

n i it ts s u un nd de g gr ro

un nd d c co

nd du ui it ts s: : c co

rr ro

si io

n v ve er rs su us s m me ec ch ha an ni ic ca al l e er ro

si io

n er r 2 2. .3 3. .1 1. . U Us su ua al l c ca av ve e e ev vo

lu ut ti io

n s se eq qu ue en nc ce e − − D Di is ss so

lu ut ti io

n ( (c co

rr ro

si io

n) ) s st ta ag ge e; ; − − M Me ec ch ha an ni ic ca al l e er ro

si io

n-

tr ra an ns sp po

rt ta at ti io

n s st ta ag ge e; ; − − B Br re ea ak kd do

wn n s st ta ag ge e. . F Fr ro

m a a s sp pe el le eo

ge en ne et ti ic c p po

in nt t

f v vi ie ew w, , c co

rr ro

si io

n i is s t th he e

ri ig gi in na al l, , t th he e e ea ar rl li ie es st t, , a an nd d t th he e d de et te er rm mi in ni in ng g f fa ac ct to

r

f c ca av ve e e ev vo

lu ut ti io

n. . B Bu ut t, , i in n l la ar rg ge e c co

nd du ui it ts s, , t th he e m ma ai in n m mo

rp ph ho

lo

gi ic ca al l f fe ea at tu ur re es s a ar re e

ft te en n n no

t t th he e c co

ns se eq qu ue en nc ce e

f c co

rr ro

si io

n, , b bu ut t t th he e r re es su ul lt t

f p ph hy ys si ic ca al l a ac ct ti io

ns s. . 2 2. .3 3. .2 2. . D Di is ss so

lu ut ti io

n ( (c co

rr ro

si io

n) ) s st ta ag ge e − − I In ni it ti ia al ll ly y t th he er re e m mu us st t b be e s so

me e d di is sc co

nt ti in nu ui it ty y s su ur rf fa ac ce es s ( (f fi is ss su ur re es s, , c cr ra ac ck ks s, , b be ed dd di in ng g p pl la an ne es s, , c cl le ea av va ag ge e e et tc c. .) ) i in n k ka ar rs st t r ro

ck ks s, , w wh hi ic ch h a ar re e g ge en ne er ra al ll ly y s st ti il ll l r ra at th he er r t ti ig gh ht t; ; − − E Ea ac ch h c co

nt ta ai in ns s v ve er ry y l li it tt tl le e w wa at te er r, , w wh ho

se e v ve el lo

ci it ty y i is s t th hu us s v ve er ry y l lo

w a an nd d c ca an n n no

t c ca ar rr ry y a aw wa ay y s so

li id d p pa ar rt ti ic cl le es s; ; − − T Th hu us s, , d di is ss so

lu ut ti io

n i is s u us su ua al ll ly y t th he e

nl ly y p pr ro

ce es ss s i in ni it ti ia al ll ly y. . 2 2. .3 3. .3 3. . M Me ec ch ha an ni ic ca al l e er ro

si io

n-

tr ra an ns sp po

rt ta at ti io

n s st ta ag ge e − − I In n e en nl la ar rg ge ed d c co

nd du ui it ts s, , w wa at te er r v ve el lo

ci it ti ie es s i in nc cr re ea as se e a an nd d s so

li id d t tr ra an ns sp po

rt t c ca an n

cc cu ur r. . T Th he e v vo

lu um me e

f s so

li id d m ma at te er ri ia al l c ca ar rr ri ie ed d a aw wa ay y i in nc cr re ea as se es s w wi it th h t ti im me e. . S Su ub bt te er rr ra an ne ea an n s st tr re ea am ms s s so

me et ti im me es s c ca ar rr ry y v ve er ry y f fa ar r i in nt to

th he e c ca av ve es s a al ll lo

ge en ni ic c c cl la as st ti ic cs s, , s si il lt t, , s sa an nd d, , p pe eb bb bl le es s, , e ev ve en n g ga ar rb ba ag ge e; ; − − I In n m ma aj jo

r u un nd de er rg gr ro

un nd d r ri iv ve er rs s, , d di is ss so

lu ut ti io

n c ca an n b be e r re ed du uc ce ed d

ev ve en n t to

ze er ro

du ue e t to

th he e s sa at tu ur ra at ti io

n

f w wa at te er r

r t th he e p po

r c co

nt ta ac ct t b be et tw we ee en n w wa at te er r a an nd d r ro

ck k. . I In ns st te ea ad d, , m me ec ch ha an ni ic ca al l t tr ra an ns sp po

rt t c ca an n b be ec co

me e t th he e m ma ai in n

no

t t to

sa ay y t th he e

nl ly y

er ro

si io

n p pr ro

ce es ss s; ; 2 2. .3 3. .4 4. . B Br re ea ak kd do

wn n s st ta ag ge e − − F Fi in na al ll ly y, , w wh he en n w wa at te er r d di is sa ap pp pe ea ar rs s l lo

we er r

r a ab ba an nd do

n t th he e c co

nd du ui it t, , b br re ea ak kd do

wn n c ca an n

cc cu ur r; ;

11

SLIDE 12

− − T Th hi is s c ca an n b be ec co

me e a an n i im mp po

rt ta an nt t, , p pr ro

mi in ne en nt t p pr ro

ce es ss s

f c ca av ve e e ev vo

lu ut ti io

n; ; − − B Bu ut t i it t t te en nd ds s t to

bl lo

ck k t th he e c ca av ve e i if f a al lo

ne e, , i i. .e e. . i it t c ca an n l la as st t

nl ly y i if f t th he e d de eb br ri is s a ar re e g gr ra ad du ua al ll ly y c ca ar rr ri ie ed d a aw wa ay y, , e e. .g g. . b by y a an n u un nd de er rg gr ro

un nd d f fl lo

w, ,

r s so

me et ti im me es s b by y m ma an n a ac ct ti io

n. . 2 2. .4 4. . D De ep po

si it ts s i in n k ka ar rs st t c co

nd du ui it ts s D De ep po

si it ts s c ca an n b be e a au ut th hi ig ge en ni ic c, , a as s s sp pe el le eo

th he em ms s a an nd d e eb bo

ul li is s ( (f fa al ll le en n b bl lo

ck ks s) ), ,

r a al ll lo

ge en ni ic c, , a as s f fl lu uv vi ia al l s sa an nd ds s a an nd d p pe eb bb bl le es s e et tc c. . 2 2. .4 4. .1 1. . A Au ut th hi ig ge en ni ic c d de ep po

si it ts s − − S Sp pe el le eo

th he em ms s

mo

st t c ch ha ar ra ac ct te er ri is st ti ic c f fi il ll ls s

f c ca av ve es s; ; − − I Is so

to

pi ic c s st tu ud di ie es s

in nf fo

rm ma at ti io

n

n t th he ei ir r a ag ge e, , c cl li im ma at ti ic c a an nd d b bo

ta an ni ic c c co

nd di it ti io

ns s d du ur ri in ng g t th he ei ir r g gr ro

wt th h; ; − − O Ot th he er r a an na al ly ys se es s ( (p po

ll le en ns s, , h he ea av vy y m mi in ne er ra al ls s) )

va ar ri io

us s e ev ve en nt ts s t th ha at t

cc cu ur rr re ed d

ut ts si id de e d du ur ri in ng g t th he ei ir r g gr ro

wt th h ( (v ve eg ge et ta al l e ev vo

lu ut ti io

n, , v vo

lc ca an ni ic c a ac ct ti iv vi it ti ie es s e et tc c. .) ); ; − − R Ro

ck kf fa al ll ls s c ca an n b be e s st tu ud di ie ed d i in n t te er rm ms s

f t th he ei ir r a ag ge e ( (t th hr ro

ug gh h r re el la at te ed d s sp pe el le eo

th he em ms s) ), , c ca au us se es s ( (t th hr ro

ug gh h s sh ha ap pe es s a an nd d d di im me en ns si io

ns s

f b bl lo

ck ks s) ) a an nd d t th he ei ir r e ev vo

lu ut ti io

n ( (t th hr ro

ug gh h t th he ei ir r m mo

rp ph ho

lo

gy y) ). . 2 2. .4 4. .2 2. . A Al ll lo

ge en ni ic c f fi il ll ls s − − P Pe et tr ro

gr ra ap ph hi ic c a an na al ly ys se es s

f a al ll lo

ge en ni ic c f fi il ll ls s c ca an n p pr ro

vi id de e i in nf fo

rm ma at ti io

n

n t th he e c ca at tc ch hm me en nt t a ar re ea a

f c ca av ve e/ /c co

nd du ui it ts s; ; − − G Gr ra ai in n-

si iz ze e a an na al ly ys se es s c ca an n r re ep po

rt t a ab bo

ut t a an nc ci ie en nt t v ve el lo

ci it ti ie es s

f t th he e s st tr re ea am m. . T Th he ey y c ca an n a al ls so

en nr ri ic ch h t th he e k kn no

wl le ed dg ge e

f t th he e a an nc ci ie en nt t f fl lo

ds s. . 2 2. .5 5. . H Ha ar rd d w wa at te er r ( (H HW W) ) v ve er rs su us s s so

ft t w wa at te er r ( (S SW W) ) − − K Ka ar rs st t w wa at te er r i is s g ge en ne er ra al ll ly y h ha ar rd d, , c co

nt ta ai in ni in ng g 3 30 00 0-

60 00 p pp pm m C Ca aC CO O3

; − − W Wh he en n h he ea at te ed d a ab bo

ve e 6 60 0° °C C, , c ca ar rb bo

na at te e p pr re ec ci ip pi it ta at ti io

n m ma ay y

cc cu ur r. . T Th hi is s c ca an n b be e p pr re ev ve en nt te ed d b by y u us si in ng g p po

ly yp ph ho

sp ph ha at te es s; ; − − H HW W r re eq qu ui ir re es s h hi ig gh he er r a am mo

un nt t

f s so

ap p ( (1 10 g g/ /p pp pm m C Ca aC CO O3

.m m3

). . S Sy yn nt th he et ti ic c d de et te er rg ge en nt ts s, , c co

nt ta ai in ni in ng g C Ca a+

se eq qu ue es st tr ra at te e, , c ca an n s so

lv ve e t th hi is s; ;

12

SLIDE 13

− − H He ea ar rt t d di is se ea as se es a an nd d c ca an nc ce er r m mo

re e p po

pu ul la ar r i in n S SW W r re eg gi io

ns s ( (S St ta at ti is st ti ic cs s) ); ; s − − T Th hu us s H HW W i is s g go

d f fo

r h he ea al lt th h. . I In n E EU U, , d dr ri in nk k w wa at te er r m mu us st t h ha av ve e n no

ag gg gr re es ss si iv vi it ty y a an nd d a at t l le ea as st t 1 15 50 p pp pm m

f C Ca aC CO O3

. − − I If f n ne ec ce es ss sa ar ry y, , s so

ft te en ni in ng g c ca an n b be e a ap pp pl li ie ed d, , b bu ut t k ke ep pt t t to

mi in ni im mu um m, , a as s: : + + A Ac ci id di if fi ic ca at ti io

n

f w wa at te er r m ma ak ke es s i it t a ag gg gr re es ss si iv ve e; ; + + R Re ep pl la ac ce em me en nt t

f C Ca a+

b by y N Na a+

, i in n s so

me e c ca as se es s, , i is s h ha ar rm mf fu ul l f fo

r h he ea al lt th h; ; a an nd d + + L Le ea ad d-

po

is so

ni in ng g c ca an n b be e d de ea ad dl ly y. . 3 3. . P PHY HYS SI IC CA AL L B BE EH HA AV VI IO OU UR R O OF F K KA AR RS ST T W WA AT TE ER R 3 3. .1 1. . P Po

ro

si it ty y, , p pe er rm me ea ab bi il li it ty y, , k ka ar rs st t-

hy yd dr ro

lo

gi ic ca al l a ac ct ti iv vi it ty y − − P Po

re es s c ca an n b be e

pe en n

r c cl lo

se ed d. . F Fo

r

pe en n p po

re es s, ,

ne e c ca an n d di is st ti in ng gu ui is sh h: : + + T To

ta al l p po

ro

si it ty y; ; a an nd d + + A Ab bs so

rp pt ti io

n c ca ap pa ac ci it ty y ( (v vo

lu um me e

f w wa at te er r t th ha at t t th he e i in ni it ti ia al ll ly y d dr ry y r ro

ck k c ca an n a ab bs so

rb b) ); ; + + S Sp pe ec ci if fi ic c y yi ie d d ( (v vo

lu um me e

f w wa at te er r t th ha at t c ca an n e ef ff fe ec ct ti iv ve el ly y f fl lo

w

ut t

f t th he e r ro

ck k b by y g gr ra av vi it el l ty y) ); ; + + P Pr ri im ma ar ry y p po

ro

si it ty y f fr ro

m s se ec co

nd da ar ry y p po

ro

si it ty y ( (e e. .g g. . i in n c ca al lc ca ar re eo

us s s sa an nd ds st to

ne es s) ). . − − F Fi is ss su ur re e p po

ro

si it ty y ( (j jo

in nt ts s, , b be ed dd di in ng g p pl la an ne es s e et tc c. ., , a a f fe ew w m mm m w wi id de e) ) l le ea ad ds s t to

hy yd dr ro

lo

gi ic ca al l p pe er rm me ea ab bi il li it ty y, , w wi it th h f fl lo

w v ve el lo

ci it ty y n no

t e ex xc ce ee ed di in ng g a a f fe ew w m mm m/ /h h; ; − − W Wi id de en ne ed d f fu ur rt th he er r b by y c co

rr ro

si io

n, , f fi is ss su ur re es s c ca an n b be ec co

me e k ka ar rs st t-

hy yd dr ro

lo

gi ic ca al ll ly y a ac ct ti iv ve e. . T Th he e k ka ar rs st t-

hy yd dr ro

lo

gi ic ca al l a ac ct ti iv vi it ty y d do

es sn n’ ’t t n ne ec ce es ss sa ar ri il ly y r re ef fe er r t to

th he e f fa as st t r re es sp po

ns se e

f a a s sp pr ri in ng g t to

pr re ec ci ip pi it ta at ti io

n b bu ut t t to

th he e p po

te en nt ti ia al ll ly y h hi ig gh h v ve el lo

ci it ty y

f t th he e s su ub bt te er rr ra an ne ea an n f fl lo

w ( (o

ft te en n q qu ui it te e r ra ap pi id d, , 1 10 0-

10 00 0, , e ev ve en n 5 50 00 m m/ /h h. . I In n S Sw wi it tz ze er rl la an nd d, , a a r ri iv ve er r f fl lo

ws s a at t 5 50 00 m m/ /h h f fo

r a ab bo

ut t 2 20 k km m a at t a av ve er ra ag s sl lo

pe e

f 4 4 % %) ). . ge e 3 3. .2 2. . O Or ri ig gi in n

f w wa at te er r, , c ca at tc ch hm me en nt t a ar re ea a − − K Ka ar rs st t a aq qu ui if fe er rs s

ri ig gi in na at te e f fr ro

m s se ev ve er ra al l s so

ur rc ce es s: : + + R Ra ai in nf fa al ll l i in nf fi il lt tr ra at ti io

n t th hr ro

ug gh h r ro

ck k/ /s so

il ls s; ; + + S Su ub ba ae er ri ia al l s st tr re ea am ms s a an nd d c co

nd de en ns sa at ti io

n w wa at te er r ( (P Pl la at te e 2 2, , F Fi ig g. . 4 4) ). .

13

SLIDE 14

− − K Ka ar rs st t c ca at tc ch hm me en nt t a ar re ea a c ca an n b be e v ve er ry y d di if ff fe er re en nt t f fr ro

m t th he e t to

po

gr ra ap ph hi ic ca al l c co

nn ne ec ct ti io

n

f s su ur rf fa ac ce e w wa at te er r d di iv vi id de es s. . D De ep pe en nd di in ng g

n e ex xt te en nt t

f s so

lu ub bl le e r ro

ck ks s, , t th he ei ir r d di ip p, , a an nd d s st tr ru uc ct tu ur ra al l f c ct to

rs s, , i it t c ca an n b be e l la ar rg ge er r

r s sm ma al ll le er r. . − − S So

me e r ri iv ve er rs s i in n k ka ar rs st t a ar re ea as s a ar re e s su us sp pe en nd de ed d a ab bo

ve e t th he e s so

ca al ll fa a le ed d w wa at te er r t ta ab bl le e ( (t th he e a aq qu ui if fe er r) ) a an nd d n no

t a at t a al ll l f fe ed d b by y i it t ( (e e. .g g. . s so

me e k ka ar rs st t a ar re ea as s

f B Be el lg gi iu um m w wh he er re e c ca av ve es s r ru un n a a f fe ew w m me et te er rs s b be el lo

w t th he e s su ur rf fa ac ce e s st tr re ea am m, , w wi it th ho

ut t b be ei in ng g f fl lo

de ed d) ). . 3 3. .3 3. . P Pi ie ez zo

me et tr ri ic c s su ur rf fa ac ce e. . L La aw ws s

f c co

nt ti in nu ui it ty y a an nd d

ut tf fl lo

w. . U Un nd de er rg gr ro

un nd d f fl lo

ws s i in nc cl lu ud de e: : − − S Se ee ep pa ag ge e w wa at te er r ( (g gr ra av vi it ta at ti io

na al l f fl lo

w w wi it th h a a f fr re ee e s su ur rf fa ac ce e) ); ; − − P Pr re es ss su ur re e f fl lo

w ( (f fi il ll li in ng g t th he e w wh ho

le e c co

nd du ui it t, , t ty yp pi ic ca al ll ly y a a t tu ub be e) ); ; a an nd d − − T Th he e k ka ar rs st t w wa at te er r b bo

dy y, , i in nc cl lu ud di in ng g t th he e w wh ho

le e p ph hr re ea at ti ic c z zo

ne e ( (B BO OG GL LI I, , 1 19 98 80 0) ). . P Pi ie ez zo

me et tr ri ic c s su ur rf fa ac ce e

f w wa at te er r t ta ab bl le e i is s s si it tu ua at te ed d a at t t th he e u up pp pe er r l li im mi it t

f t th he e p ph hr re ea at ti ic c z zo

ne e, , w wh he er re e w wa at te er r c co

ul ld d r ri is se e u un nd de er r i it ts s p pi ie ez zo

me et tr ri ic c h he ea ad d. . K Ka ar rs st t w wa at te er r s sh ho

ul ld d b be e c co

ns si id de er re ed d i in n d dy yn na am mi ic cs s t te er rm ms s, , w wi it th h t tw wo

ma ai in n l la aw ws s

f c co

nt ti in nu ui it ty y a an nd d

ut tf fl lo

w: : − − L La aw w

f c co

nt ti in nu ui it ty y: : Q Q = = ∆ ∆V V/ /t t w wh he er re e Q Q = = f fl lo

w r ra at te e, , ∆ ∆V = = v vo V

lu um me e, , t t = = t ti im me e, , v v = = v ve el lo

ci it ty y; ; − − C Co

ns si id de er r a a s st tr re ea am m f fl lo

wi in ng g t th hr ro

ug gh h t tw wo

di if ff fe er re en nt t s se ec ct ti io

ns s A A1

a an nd d A A2

f a a c co

nd du ui it t: : Q Q1

= = A A1

.v v1

; Q Q2

= = A A2

.v v2

; Q Q1

= = Q Q2

; A A1

.v v1

= = A A2

.v v2

; a an nd d v v1

/v v2

= = A A2

/A A1

− − L La aw w

f

ut tf fl lo

w: : m mv v2

/2 2 = = m mg gh h, ,

r v v = = √ √2 2g gh h w wh he er re e h h = = h he ea ad d d di if ff fe er re en nc ce e b be et tw we ee en n 2 2 p po

in nt ts s

f i in nt te er re es st t. . − − I If f v ve el lo

ci it ty y i in nc cr re ea as se es s a ab bo

ve e 1 1 m m/ /s s, , f fr ri ic ct ti io

n b be ec co

me es s s si ig gn ni if fi ic ca an nt t, , c ca au us si in ng g l lo

ss s

f p pr re es ss su ur re e a an nd d w wa ar rm mi in ng g

f w wa at te er r, , a an nd d v v w wi il ll l b be e i in nc cr re ea as si in ng gl ly y l lo

we er r t th ha an n c ca al lc cu ul la at te ed d f fr ro

m t th hi is s f fo

rm mu ul la a. .

14

SLIDE 15

3 3. .4 4. . S St tr ru uc ct tu ur ra al l i in nf fl lu ue en nc ce es s

n k r rs c co

nd du ui it ts s a an nd d k ka ar rs st t e ev vo

lu ut ti io

n ka a st t − − S St tr ru uc ct tu ur re e ( (j jo

in nt t s se et ts s, , b be ed dd di in ng g p pl la an ne es s e et tc c. .) ) h ha as s a a s st tr ri ik ki in ng g i in nf fl lu ue en nc ce e

n t th he e l lo

ca at ti io

n a an nd d d di ir re ec ct ti io

n

f k ka ar rs st t c co

nd du ui it ts s ( (e ex xa am mp pl le e) ); ; − − J Jo

in nt t s se et ts s s so

me et ti im me es s p pr ro

vi id de e m mo

re e f fa av vo

ra ab bl le e r ro

ut s s f fo

r w wa at te er r t th ha an n b be ed dd di in ng g p pl la an ne es s, , b be ec ca au us se e: : te e + + T Th he ey y

ft te en n h ha av ve e s st te ee ep pe er r s sl lo

pe e, , t th hu us s f fa av vo

ur r h hi ig gh he er r v ve el lo

ci it ty y

f w wa at te er r; ; + + T Th he ey y a ar re e

ft te en n m mo

re e

pe en ne ed d t th ha an n b be ed dd di in ng g p pl la an ne es s; ; + + T Th he ei ir r s su ur rf fa ac ce es s a ar re e

ft te en n c cl le ea an ne er r ( (e ex xa am mp pl le e) ). . − − I Im mp pr re es ss si iv ve e g ga al ll le er ri ie es s c ca an n d de ev ve el lo

p a al lo

ng g f fa au ul lt ts s, , b bu ut t t th he e l la at tt te er r c ca an n a al ls so

li im mi it t k ka ar rs st t c ci ir rc cu ul la at ti io

ns s. . 4 4. . S ST TR RU UC CT TU UR RE E A AN ND D W WO OR RK KI IN NG G O OF F K KA AR RS ST T A AQ QU UI IF FE ER RS S, , S SP PR RI IN NG GS S A AN ND D R RE ES SU UR RG GE EN NC CE ES S 4 4. .1 1. . S St tr ru uc ct tu ur re e

f k ka ar rs st t a aq qu ui if fe er r T Th he e u un nd de er rg gr ro

un nd d k ka ar rs st t n ne et tw wo

rk k c co

mp pr ri is se es s 3 3 z zo

ne es s ( (P Pl la at te e 8 8) ) i i. .e e. . z zo

ne es s

f a ab bs so

rp pt ti io

n, , v ve er rt ti ic ca al l t tr ra an ns sf fe er r a an nd d h ho

ri iz zo

nt ta al l f fl lo

w. . − − A Ab bs so

rp pt ti io

n z zo

ne e c co

nt ta ai in ns s 5 5-

50 0% % v vo

id ds s, , w wh r re e t th he e c cl la as ss si ic ca al l f fo

rm mu ul la a a ap pp pl li ie es s: : he e P P = = E E + + R R + + I I ( (1 1) ) − − O On n b ba ar re e l li im me es st to

ne e, , r ro

ck k p pe er rm me ea ab bi il li it ty y a at t/ /n ne ea ar r g gr ro

un nd d s su ur rf fa ac ce e c ca an n b be e s so

hi ig gh h t th ha at a ac ce e r ru un n-

ff f a an nd d e ev va ap po

ra at ti io

n b be ec co t s su ur rf f

me e i in ns si ig gn ni if fi ic ca an nt t. . F Fo

rm mu ul la a ( (1 1) ) reduces to: reduces to: P P = = I I ( (2 2) ) − − W Wh he en n t th he er re e i is s a a s so

il l l la ay ye er r

n t to

p

f l li im me es st to

ne e f fo

rm mu ul la a ( (1 1) ) m ma ay y b be ec co

me e: : P P = = E E + + R R + + I I ± ± ∆ ∆r r ( (3 3) ) ( (S SC CH HO OE EL LL LE ER R, , 1 19 96 67 7) ) W Wh he er re e ∆ ∆r r i is s t th he e d de ef fi ic ci it t ( (+ +) )/ /e ex xc ce es ss s ( (-

)

f w wa at te er r t th ha at t i is s r re et ta ai in ne ed d i in n v ve eg ge et ta at ti io

n, , s so

il l v vo

id ds s/ /f fi is ss su ur re es / /o

r p po

nd de ed d a at t g gr ro

un nd d s su ur rf fa ac ce e. . I In n d dr ry y s se ea as so

n, , ∆ ∆r r s, , a an nd d t ta ak ke es s i in nc cr re ea as si in ng g p po

si it ti iv ve e v va al lu ue e. . I In n s so

me e c ca as se , , t th he e p pe er rm me ea ab bl le e a ab bs so

rp pt ti io

n z zo

ne e t tr ra an ns si it ts s a ab br ru up pt tl ly y i in nt to

th he e u un nd de er rl ly yi in ng g l le es ss s p pe er rm me ea ab bl le es s e r ro

ck k. . T Th he e t tr ra an ns si it ti io

n z zo

ne e c ca an n g ge et t s sa at tu ur ra at te ed d, , f fo

rm mi in ng g the sub-superficial, or epikarst aquifer (Plate 8, , fig. 2). the sub-superficial, or epikarst aquifer (Plate 8 fig. 2).

15

SLIDE 16

− − Z Zo

ne e

f v ve er rt ti ic ca al l t tr ra an ns sf fe er r ( (v va ad do

se e z zo

ne e) ) + + S St te ee ep p s sl lo

pe es s; ; + + S So

me et ti im me es s c cr ro

ss si in ng g a an nc ci ie en nt t h ho

ri iz zo

nt ta al l c ch ha an nn ne el ls s. . − − Z Zo

ne e

f h ho

ri iz zo

nt ta al l f fl lo

w. . T Th hi is s z zo

ne e i is s s si it tu ua at te ed d a at t ( (a an nd d j ju us st t b be el lo

w) ) t th he e l li im mi it t

f t th he e s sa at tu ur ra at te ed d z zo

ne e. . I It t c ca an n i in nc cl lu ud de e a an n u un nd de er rg gr ro

un nd d r ri iv ve er r. . − − I In n e ea ac ch h z zo

ne e t th he e w wa at te er r e ex xi is st ts s b bo

th h a as s f fl lo

wi in ng g t th hr ro

ug gh h c co

nd du ui it ts s a an nd d f fi il ll li in ng g t th he e s su ur rr ro

un nd di in ng g r ro

ck k b bl lo

ck ks s: : + + K K i in n c co

nd du ui it ts s i is s m mu uc ch h g gr re ea at te er r t th ha an n i in n b bl lo

ck ks s. . C Co

nd du ui it t f fl lo

ws s a ar re e s so

me et ti im me es s v ve er ry y r ra ap pi id d, , a ar ro

un nd d 0. .1 1 m m/ /s s, , i i. .e e. . 3 36 60 m m/ /h h; ; + + H Ho

we ev ve er r, , r ro

ck k b bl lo

ck ks s c co

nt ta ai in n m mu uc ch h m mo

re e w wa at te er r, , i i. .e e. . w wa at te er r i in n b bl lo

ck ks s a ac cc co

un nt ts s f fo

r a a m mu uc ch h g gr re ea at te er r p po

rt ti io

n

f t th he e t to

ta al l r re es se er rv ve e. . 4 4. .2 2. . W Wo

rk ki in ng g

f k ka ar rs st t a aq qu ui if fe er r − − K Ka ar rs st t a aq qu ui if fe er r f fu un nc ct ti io

ns s a as s a a p pi is st to

n f fl lo

w. . D Du ur ri in ng g f fl lo

ds s, , t th he e f fi ir rs st t w wa at te er r r re ea ac ch hi in ng g s sp pr ri in ng gs s i is s t th he e

ld d, , p pr re ev vi io

us sl ly y s st to

re ed d w wa at te er r. . T Th he en n c co

me es s t th he e f fr re es sh hl ly y infiltrated water (seepage

− − infiltrated water (seepage on channel walls); D Du ur ri in ng g m ma ax xi im mu um m f fl lo

ds s, , w wa at te er r f fr ro

m c co

nd du ui it ts s, , i in n t tu ur rn n, , f fe ee ed ds s t th he e s su ur rr ro

un nd di in ng g r ro

ck k b bl lo

ck ks s; ; − − D Du ur ri in ng g l lo

w w wa at te er r, , w wa at te er r w wi il ll l b be e d dr ra ai in ne ed d f fr ro

m r ro

ck k b bl lo

ck ks s b ba ac ck k t to

ca av ve e c co

nd du ui it ts s. . − − T Th he e d di if ff fe er re en nc ce e i in n v vo

id d s si iz ze es s l le ea ad ds s t to

th he e s so

ca al ll le ed d t th he eo

f " "d do

ub bl le e p po

ro

si it ty y" ". . ry y I It t r re es su ul lt ts s i in n t th he e d di if ff fe er re en nc ce e i in n p pe er rm me ea ab bi il li it ty y: : + + A Ab bo

ut t 1 10 0-

10 0-

m m/ /s s i in n c co

nd du ui it ts s; ; a an nd d + + A Ab bo

ut t 1 10 0-

10 0-

m m/ /s s i in n b bl lo

ck ks s. . + + A AT TK KI IN NS SO ON N ( (1 19 98 85 5) ) e ev ve en n p pr ro

po

se es s t to

cl la as ss si if fy y k ka ar rs st t a aq qu ui if fe er rs s i in nt to

3 t ty yp pe es s c co

rr re es sp po

in ng t to

3 s se et ts s

f p pe er rm nd d g me ea ab bi il li it ty y ( (P Pl la at te e 1 10 0) ). . 4 4. .3 3. . H Hy yd dr ro

gr ra ap ph hs s − − M Ma ai in n p pa ar rt ts s

f a a c cl la as ss si ic ca al l h hy yd dr ro

gr ra ap ph h ( (P Pl la at te e 9 9, , f fi ig g. . 2 2) ). .

M Ma an ny y c cu ur rv ve e-

fi it tt ti in ng g e eq qu ua at ti io

ns s, ,

ne e m mo

st t c cl la as ss si ic ca al ll ly y a ac cc ce ep pt te ed d i is s: : Q Qt t = = Q Qo

. e e-

16

SLIDE 17

W Wh he er re e: : α α

th he e s se em mi i-

lo

g d di is sc ch ha ar rg ge e s sl lo

pe e

r d dr ry yi in ng g-

up p c co

ef ff fi ic ci ie en nt t. . −

I In n k ka ar rs st t, , h ho

we ev ve er r, ,

ne e m mu us st t d di is st ti in ng gu ui is sh h w wa at te er r f fr ro

m r re es se er rv ve es s a an nd d t th he e

ne e f fr − rom r ra ap pi id d i in nf fi il lt tr ra at ti io

n d du ur ri in ng g f fl lo

ds s. . Q Qt t = = Q Qo

re es s. . e e-

+ + Q Qo

fl l . . f f W Wh he er re e: : Q Qo

re es s

In ni it ti ia al l f fl lo

w r ra at te e

f w wa at te er r f fr ro

m r re es se er rv ve es s

f r ro

ck k b bl lo

ck ks s; ; Q Qo

fl l

In ni it ti ia al l flow w r ra at te e

f t th flo he e r ra ap pi id dl ly y i in nf fi il lt tr ra at ti in ng g f fl lo

d w wa at te er r; ; f f

Fu un nc ct ti io

n

f i in nf fi il lt tr ra at ti io

n v ve el lo

ci it ty y a an nd d i in nf fi il lt tr ra at ti io

n a am mo

un nt t. . − − H Hy yd dr ro

gr ra ap ph hs s s so

me et ti im me es s s sh ho

w, , e e. .g g. . t th ha at t s so

me e s sl li ig gh ht t r ra ai in ns s h ha as s n no

re es sp po

ns se e a at t a al ll l, , w wh hi il le e s so

me e h he ea av vy y r ra ai in ns s h ha av ve e d di ir re ec ct t a an nd d i im mp po

rt ta an nt t r re es sp po

ns se e. . − − P Pl la at te e 1 11 1: : ( (D DO OD DG GE E, , 1 19 98 85 5) ) s sh ho

ws s t th he e r re el la at ti io

ns sh hi ip p b be et tw we ee en n t th he e h hy yd dr ro

gr ra ap ph hs s

f 3 3 s sp pr ri in ng gs s a an nd d s st tr ru uc ct tu ur re e a an nd d p pe er rm me ea ab bi il li it ty y

f c co

rr re es sp po

nd di in ng g a aq qu ui if fe er rs s. . 4 4. .4 4. . S Sp pr ri in ng gs s S Sp pr ri in ng gs s c ca an n b be e c cl la as ss si if fi ie ed d a ac cc co

rd di in ng g t to

va ar ri io

us s c ch ha ar ra ac ct te er ri is st ti ic cs s: : − − O Ou ut tf fl lo

w: : P Pe er re en nn ni ia al l s sp pr ri in ng g, , p pe er ri io

di ic c s sp pr ri in ng g, , r rh hy yt th hm mi ic c ( (i in nt te er rm mi it tt te en nt t) ) s sp pr ri in ng g e et tc c. .; ; − − S St tr ru uc ct tu ur ra al l c co

nd di it ti io

ns s: : C Co

nt ta ac ct t s sp pr ri in ng g, , b be ed dd di in ng g s sp pr ri in ng g, , f fr ra ac ct tu ur re e s sp pr ri in ng g, ,

ve er rf fl lo

w s sp pr ri in ng g, , v va au uc cl lu us si ia an n s sp pr ri in ng g e et tc c. .; ; − − O Or ri ig gi in n

f w wa at te er r: : R Re es su ur rg ge en nc ce e ( (r re e-

ap pp pe ea ar ra an nc ce e

n g gr ro

un nd d s su ur rf fa ac ce e

f a a r ri iv ve er r a af ft te er r d di is sa ap pp pe ea ar ri in ng g u un nd de er rg gr ro

un nd d) ), , e ex xs su ur rg ge en nc ce e ( (s sp pr ri in ng g f fo

rm m a a l lo

ca al l a aq qu ui if fe er r, , a au ut to

ch ht th ho

no

us s w wa at te er r) ), , e em me er rg ge en nc ce e ( (a an ny y

f t th he es se e c ca as se es s) ). . D Di is sc ch ha ar rg ge e

f k ka ar rs st t s sp pr ri in ng g i is s

ft te en n h hi ig gh h, , b be ec ca au us se e

f: : − − C Co

nc ce en nt tr ra at ti io

n

f w wa at te er r i in n m ma ai in n, , s st tr ru uc ct tu ur re ed d c ch ha an nn ne el ls s u un nd de er rg gr ro

un nd d; ; − − F Fa as st t i in nf fi il lt tr ra at ti io

n, , r re ed du uc ci in ng g t th he e l lo

ss se es s b by y E E a an nd d R R i in n t th he e f fo

rm mu ul la a: : P P = = E E + + R R + + I I − − S So

me e b bi ig g k ka ar rs st t r re es su ur rg ge en nc ce es s: : T To

bi io

(P Pa ap pu ua a N Ne ew w G Gu ui in ne ea a) ) 1 10 00 m m3

/s s ( (F FO OR RD D & & W WI IL LL LI IA AM MS S, , 1 19 98 89 9) ); ; B Bu un na a ( (Y Yu ug go

sl la av vi ia a) ) 4 40 m m3

/s s; ; m ma ax x. . 4 40 00 m m3

/s s; ; V Va au uc cl lu us se e ( (F Fr ra an nc ce e) ) 3 30 s s; ; m ma ax x. . 1 15 50 m m3 m m3

/

/s s. .

17

SLIDE 18

5 5. . W WA AT TE ER R T TR RA AC CI IN NG G T TE EC CH HN NI IQ QU UE E I IN N K KA AR RS ST T H HY YD DR RO OL LO OG GY Y 5 5. .1 1. . A Ai im ms s a an nd d p pu ur rp po

se es s − − D Di is sa ap pp pe ea ar ra an nc ce e

f s st tr re ea am ms s i in n k ka ar rs st t a ar re ea as s a al lw wa ay ys s i in nt tr ri ig gu ue es s m ma an n s si in nc ce e a an nc ci ie en nt t t ti im me e; ; − − H Ha ay y, , s sa aw wd du us st t e et tc c. . h ha av ve e b be ee en n t tr ri ie ed d f fo

r s st tu ud dy yi in ng g t th hi is s p ph he en no

me en no

n; ; − − N No

wa ad da ay ys s, , t tr ra ac ci in ng g t te ec ch hn ni iq qu ue e i is s v ve er ry y p po

pu ul la ar r i in n k ka ar rs st t h hy yd dr ro

lo

gy y: : + + T To

de et te er rm mi in ne e i if f t th he er re e i is s a a c co

nn ne ec ct ti io

n b be et tw we ee en n t tw wo

si it te es s, , m mo

st t f fr re eq qu ue en nt tl ly y b be et tw we ee en n a a s si in nk kh ho

le e a an nd d a a s sp pr ri in ng g; ; + + T To

de el li in ne ea at te e a a k ka ar rs st t d dr ra ai in na ag ge e a ar re ea a, , b by y t tr ra ac ce er r i in nj je ec ct ti io

n a at t d di if ff fe er re en nt t p po

in nt ts s; ; + + T To

de et te er rm mi in ne e d di ir re ec ct ti io

ns s

f g gr ro

un nd dw wa at te er r f fl lo

w; ; + + T To

st tu ud dy y

th he er r f fl lo

w c ch ha ar ra ac ct te er ri is st ti ic cs s, , e e. .g g. . f fl lo

w r ra at te e, , f fl lo

w v ve el lo

ci it ty y e et tc c. ., , b by y m me ea as su ur ri in ng g t ti im me e a an nd d e es st ta ab bl li is sh hi in ng g a a q qu ua an nt ti it ta at ti iv ve e d dy ye e r re ec co

ve er ry y v vs s. . t ti im me e c cu ur rv ve e; ; + + T To

id de en nt ti if fy y p po

ll lu ut ti io

n s so

ur rc ce e, , r ra at te e

f p po

ll lu ut ti io

n t tr ra an ns sm mi is ss si io

n e et tc c. . 5 5. .2 2. . T Tr ra ac ce er rs s F FO OR RD D & & W WI IL LI IA AM MS S ( (1 19 98 89 9) ) p pr ro

vi id de e t th he e m mo

st t c co

mp pl le et te e c cl la as ss si if fi ic ca at ti io

n

f t tr ra ac ce er rs s: : − − N Na at tu ur ra al l t tr ra ac ce er rs s: : I Io

ns s i in n s so

lu ut ti io

n, , n na at tu ur ra al ll ly y

cc cu ur rr ri in ng g i is so

to

pe es s, , m mi ic cr ro

rg ga an ni is sm ms s; ; − − A Ar rt ti if fi ic ci ia al l t tr ra ac ce er rs s: : D Dy ye es s, , s sa al lt ts s, , s sp po

re es s, , r ra ad di io

is so

to

pe es s; ; − − P Pu ul ls se es s: : N Na at tu ur ra al l a an nd d a ar rt ti if fi ic ci ia al l p pu ul ls se es s. . 5 5. .2 2. .1 1. . N Na at tu ur ra al l t tr ra ac ce er rs s − − S So

me e n na at tu ur ra al l p pr ro

pe er rt ti ie es s

r c co

mp po

ne en nt ts s ( (e e. .g g. . s sa al lt ts s, , r ra ad di io

ac ct ti iv ve e e el le em me en nt ts s, , s st ta ab bl le e i is so

to

pe es s, , m mi ic cr ro

rg ga an ni is sm ms s e et tc c. .) )

f w wa at te er r c ca an n b be e u us se ed d t to

id de en nt ti if fy y i it t; ; − − T Th hi is s m me et th ho

d i is s v ve er ry y e el le eg ga an nt t a an nd d a ad dv va an nt ta ag ge eo

us s b be ec ca au us se e i it t h he el lp ps s e el li im mi in na at te e: : + + C Co

st t

f a an n a ar rt ti if fi ic ci ia al l t tr ra ac ce er r; ; a an nd d + + T Th he e p po

ss si ib bl le e p po

ll lu ut ti io

n

f w wa at te er r b by y t th hi is s t tr ra ac ce er r. .

18

SLIDE 19

− − T Th he es se e t tr ra ac ce er rs s a ar re e f fo

un nd d b by y c ch he em mi ic ca al l, , i is so

to

pi ic c

r m mi ic cr ro

bi io

lo

gi ic ca al l a an na al ly ys si is s

f w wa at te er r; ; − − N Na at tu ur ra al l i is so

to

pe es s c ca an n b be e r ra ad di io

ac ct ti iv ve e

r n no

n-

ra ad di io

ac ct ti iv ve e, , e e. .g g. . 3

H ( (T Tr ri it ti iu um m, , w wi it th h 1 12 2 y ye ea ar rs s h ha al lf f-

li if fe e) ) a an nd d 1

C ( (w wi it th h 5 57 73 30 y ye ea ar rs s h ha al lf f-

li if fe e) ); ; − − S St ta ab bl le e i is so

to

pe es s i in nc cl lu ud de e D D ( (2

H) ), , 1

O a an nd d 1

O e et tc c. . T Th he e p pr ro

po

rt ti io

ns s

f D D/ /H H a an nd d

O/ /1

O c ca an n b be e m me ea as su ur re ed d b by y m ma as ss s s sp pe ec ct tr ro

me et tr ry y; ; − − M Mi ic cr ro

rg ga an ni is sm ms s a ar re e f fr re eq qu ue en nt tl ly y p pr re es se en nt t i in n k ka ar rs st t w wa at te er r a an nd d c ca an n b be e u us se ed d t to

id de en nt ti if fy y w wa at te er r s so

ur rc ce es s. . 5 5. .2 2. .2 2. . A Ar rt ti if fi ic ci ia al l t tr ra ac ce er rs s 5 5. .2 2. .2 2. .1 1. . D Dy ye es s − − F Fl lu uo

re es sc ce en nt t d dy ye es s: : M Mo

st t u us se ed d t tr ra ac ce er rs s. . M Ma an ny y d di if ff fe er re en nt t t ty yp pe es s, , s so

me e a ar re e e ea as sy y t to

us se e a an nd d n no

t t to

ex xp pe en ns si iv ve e; ; − − C Co

ns si id de er r

nl ly y n no

n-

to

xi ic c t tr ra ac ce er rs s ( (v ve er ry y l lo

w, , e ev ve en n i in ne ex xi is st te en nt t c co

nt te en nt t

f t to

xi ic ci it ty y, , i in nc cl l. . c ca ar rc ci in no

ge en ni ic c a an nd d m mu ut ta ag ge en ni ic c h ha az za ar rd ds s) ), , i i. .e e. . F Fl lu uo

re es sc ce ei in n S So

di iu um m, , R Rh ho

da am mi in ne e W WT T a an nd d T Ti in no

pa al l C CB BS S-

X, , a a f fl lu uo

re es sc ce en nt t b br ri ig gh ht te en ne er r ( (S SM MA AR RT T, , 1 19 98 84 4) ). . + + F Fl lu uo

re es sc ce ei in n S So

di iu um m ( (C C2

H H1

N Na a2

O O5

): : A An n

ra an ng ge e p po

wd de er r g gi iv vi in ng g, , w wh he en n s st tr ro

ng gl ly y d di il lu ut te ed d, , a a f fl lu uo

re es sc ce en nt t g gr re ee en n c co

lo

r t to

wa at te er r. . T Th he e m mo

st t u us se ed d t tr ra ac ce er r, , d de et te ec ct ta ab bl le e w wi it th h n na ak ke ed d e ey ye es s b by y c co

nc ce en nt tr ra at ti io

ns s

f 1 1 µ µg g/ /l l ( (1 1 m mg g/ /m m3

); ; + + R Rh ho

da am mi in ne e W WT T ( (C C2

H H3

N N2

O O3

C Cl l) ): : A A r re ed d d dy ye e; ; + + F Fl lu uo

re es sc ce en nt t b br ri ig gh ht te en ne er rs s: : C Co

lo

rl le es ss s u un nd de er r n no

rm ma al l l li ig gh ht t ( (n no

wa at te er r c co

lo

ri in ng g

cc cu ur rs s, , t th hu us s a ad dv va an nt ta ag ge eo

us s) ), , b bu ut t c ca an n b be e d de et te ec ct te ed d s si im mi il la ar rl ly y a as s f fl lu uo

re es sc ce ei in n. . − − A Al ll l t th he es se e t tr ra ac ce er rs s c ca an n b be e u us se ed d t to

ge et th he er r, , u us si in ng g f fl lu uo

ro

me et tr ri ic c s se ep pa ar ra at ti io

n. . T Th hi is s a al ll lo

ws s t tr ra ac ci in ng g s se ev ve er ra al l p po

ss si ib bl le e f fl lo

w p pa at th hs s a at t t th he e s sa am me e t ti im me e. .

19

SLIDE 20

E Ev va al lu ua at ti io

n

f t th hr re ee e u us su ua al l f fl lu uo

re es sc ce en nt t t tr ra ac ce er rs s

Fluorescein Rhodamine WT Optical Sodium Colorless Brighteners Color Green Red light Colorless u. normal Passive Activated charcoal Activat detector 6-14 mesh ed charcoal 6-14 Unbleached cotton mesh Test Ethyl al (elutriant) cohol and 5 % KOH Visual test or

Ethyl alcohol and 5 % KOH Fluorometer Visual examination under U-V light. flu 485 515 550 580 360 435 Maximum excitation and exact emission nm above figures (particularly excitation) are not necessarily Advantages Visual test possible. Inexpensive. Photochemically stable No coloring of water. Inexpensive. . Disadvantages Photochemically instable. below pH 5 Requires a fluorometer. Background readings may be cs. Moderate adsorption on clay. May lose Moderate adsorption on clay. high. Adsorption on

fluorescence

5 5. .2 2. .2 2. .2 2. . S Sa al lt ts s − − S So

di iu um m c ch hl lo

ri id de e ( (N Na aC Cl l) ): : A A n no

n-

to

xi ic c, , p pa ar rt ti ic cu ul la ar rl ly y c ch he ea ap p t tr ra ac ce er r; ; − − D De et te ec ct te ed d b by y c ch he em mi ic ca al l a an na al ly ys si is s

r b by y c co

nd du uc ct ti iv vi it ty y; ; − − H Hu ug ge e q qu ua an nt ti it ti ie es s a ar re e n ne ee ed de ed d ( (h hu un nd dr re ed ds s

f k kg g, , e ev ve en n s se ev ve er ra al l t to

ns s) ), , e es sp pe ec ci ia al ll ly y w wh he en n b ba ac ck kg gr ro

un nd d c co

nt te en nt t

r c co

nd du uc ct ti iv vi it ty y i is s h hi ig gh h; ; − − I It t i is s, , h ho

we ev ve er r, , u us se ef fu ul l w wh he er re e d dy ye es s a ar re e e ex xc cl lu ud de ed d ( (e e. .g g. . b be ec ca au us se e

f f fl lu uo

re es sc ce en nc ce e b ba ac ck kg gr ro

un nd d c co

nd di it ti io

ns s) ); ; − − O Ot th he er r s sa al lt ts s a ar re e a al ls so

us se ed d, , s su uc ch h a as s l li it th hi iu um m c ch hl lo

ri id de e ( (L Li iC Cl l) ) a an nd d p po

ta as ss si iu um m c ch hl lo

ri id de e ( (K KC Cl l) ). .

20

SLIDE 21

5 5. .2 2. .2 2. .3 3. . S Sp po

re es s a an nd d y ye ea as st t −

f c cl lu ub b m mo

ss s, , L Ly yc co

po

di iu um m) ): : C Ca an n b be e d dy ye ed d i in n 6 6 d di if ff fe er re en nt t c co

lo

rs s, , t th hu us s a al ll lo

w 6 6 i in nj je ec ct ti io

n t te es st t; ; + + S Sm ma al i in n d di ia a. .) ), , c ca an n d dr ri if ft t e ev ve en n i in n n na ar rr ro

w k ka ar rs st t c co

nd du ui it ts s; ; + + R Re ec co

ve er re ed d b by y n ny yl lo

n p pl la an nk kt to

n n ne et ts s a at t r re ec co

ve er ry y s si it te es s; ; + + d d t ti im me e- a al ll lo

w c co

mp pl le ex x a an nd d r re ef fi in ne ed d

pe er ra at ti io

ns s; ; + + D Do

no

t a af ff fe ec ct t c co

lo

r

f w wa at te er r, , a an nd d v vi ic ce e v ve er rs sa a, , n no

t a af ff fe ec ct te ed d b by y p po

ll lu ut ti io

n. . − − Y Ye ea as st t: : I In ne ex xp pe en ns si iv ve e a an nd d n no

n-

to

( (s sa am me e s si iz ze e a as s m ma an ny y b ba ac ct te er ri ia as s) ), , t th hu us s u us se ef fu ul l f fo

r t te es st ti in ng g b ba ac ct te er ri ia al l p po

ll lu ut ti io

n p pr ro

bl le em ms s. . 5 5. .2 2. .2 2. .4 4. . R Ra ad di io

is so

to

pe es s − − R Ra ad di io

is so

to

pe es s t tr ra ac ce er rs s: :

Br r, , 3

S a an nd d

th he er rs s, , b bu ut t n no

t 3

H ( (t to

lo

ng g h ha al lf f-

li if fe e d de ec ca ay y c cy yc cl le e) ); ; − − O Of f c co

nc ce er rn n: : P Po

ss si ib bl le e t to

xi ic ci it ty y. . P Po

st t-

sa am mp pl li in ng g a ac ct ti iv va at ti io

n a an na al ly ys si is s i is s t th hus p pr ro

po

se ed d t to

ve er rc co

m us e e; ; − − T Th hi is s r re eq qu ui ir re es s, , h ho

we ev ve er r, , s so

ph hi is st e ed d e eq qu ui ip pm me en nt t a an nd d p pr ro

ce ed du ur re e, , i in nc cl l. . i ir rr ra ad di ia at ti io

n b by y n ne eu ut tr ro

ns s i in n a a n nu uc cl le ea ar r l la ab b. .; ; − − M Ma ai in n d di is sa ad dv va an nt ta ag ge es s: : H Hi ig gh h c co

st t, , − S Sp po

re es s ( (e e. .g g. . t th ha at t s si it te es s i in n

ne e ll l ( (a ap pp p. . 3 30 µ µm m N Ne ee ed d a ad da ap pt te ed d, , e el la ab bo

ra at te ed d e eq qu ui ip pm me en nt t a an n

co

ns su um mi in ng g t te ec ch hn ni iq qu ue es s, , b bu ut t xi ic c, , u us se ed d r re ec ce en nt tl ly y. . I It ts s c ce el ll ls s a ar re e a ap pp p. . 2 2-

3 µ µm m ti ic ca at t h ha az za ar rd d a an nd d s so

ph hi is st ti ic ca at te ed d h ha an nd dl li in ng g; ; − − A Al lt th ho

ug gh h b be ei in ng g n no

n-

to

xi ic c, , t th hi is s m me et th ho

d s sh ho

ul ld d g ge en ne er ra al ll ly y b be e a av vo

id de ed d f fo

r h he ea al lt th h a an nd d p ps sy yc ch ho

lo

gi ic ca al l r re ea as so

ns s. . 5 5. .2 2. .3 3. . P Pu ul ls se es s − − F Fl lo

w p pu ul ls se es s ( (e e. .g g. . c ch ha an ng ge e i in n d di is sc ch ha ar rg ge e) ): : A A s st to

rm m, , a a s su ud dd de en n s sn no

w m me el lt t, , t th he e b br re ea ak k-

do

wn n

r r re el le ea as se e

f w wa at te er r f fr ro

m a a r re es se er rv vo

ir r; ; − − F FO OR RD D & & W WI IL LL LI IA AM MS S ( (1 19 98 89 9) ) c cl la as ss si if fy y n na at tu ur ra al l a an nd d a ar rt ti if fi ic ci ia al l p pu ul ls se es s; ; − − D Di is sc ch ha ar rg ge e p pu ul ls se es s t tr ra av ve el l m mu uc ch h f fa as st te er r t th ha an n t th he e w wa at te er r f fl lo

w i it ts se el lf f: : + + P Pr re es ss su ur re e p pu ul ls se e: : T Th hr ro

ug gh h c co

mp pl le et te el ly y f fl lo

de ed d c co

nd du ui it ts s, , t th he e d di is sc ch ha ar rg ge e w wa av ve e i is s a al lm mo

st t i in ns st ta an nt tl ly y t tr ra an ns sm mi it tt te ed d; ;

21

SLIDE 22

+ + K Ki in ne em ma at ti ic c w wa av ve e: : T Th hr ro

ug gh h v va ad do

se e, , t th hu us s a ae er ra at te ed d c co

nd du ui it ts s, , t th he e f fl lo

d w wa av ve e w wi il ll l b be e q qu ui ic ck kl ly y b bu ut t n no

t i in ns st ta an nt tl ly y t tr ra an ns sm mi it tt te ed d; ; − − I If f m mo

re e t th ha an n

ne e t tr ri ib bu ut ta ar ry y ( (o

r s si in nk kh ho

le e) ) p pr ro

vi id de e a a d di is sc ch ha ar rg ge e p pu ul ls se e, , t th he e t tw wo

(o

r m mo

re e) ) i in np pu ut t p pu ul ls se es s w wi il ll l c co

mb bi in ne e t to

gi iv ve e a a c co

mp pl le ex x

ut tp pu ut t p pu ul ls se e ( (P Pl la at te e 1 16 6, , f fi ig g. . 2 26 6) ). . 5 5. .2 2. .3 3. .1 1. . N Na at tu ur ra al l p pu ul ls se es s − − E EK K. .C C. . ( (1 19 96 69 9) ) d de es sc cr ri ib be ed d a a n na at tu ur ra al l p pu ul ls se e c ca au us se ed d b by y a an n e ex xc ce ep pt ti io

na al ll ly y h he ea av vy y s st to

rm m

n J Ju ul ly y 2 23 3r rd d, , 1 19 96 63 3 a at t R Re em mo

uc ch ha am mp ps s C Ca av ve e ( (B Be el lg gi iu um m) ). . T Th he e u un nd de er rg gr ro

un nd d r ri iv ve er r

ve er rf fl lo

we ed d a al ll l i it ts s g ga au ug ge es s. . N No

fl lo

w r ra at te e r re ec co

rd d c co

ul ld d b be e e es st ta ab bl li is sh he ed d e ex xc ce ep pt t t te p pe er ra at tu ur re e, , a al lk ka al li in ni it ty y a an nd d h ha ar rd dn ne es ss a at t e ev ve er ry y 2 2 h ho

ur rs s i in nt te er rv va al ls s; ; em m s − − R Re ec co

rd ds s s sh ho

w: : + + 3 3 h ho

ur rs s a af ft te er r t th he e s st to

rm m s st ta ar rt te ed d, , a a w wa ar rm m, , m mu uc ch h s so

ft te er r r ra ai in nw wa at te er r p pu ul ls se e i in nv va ad de ed d t th he e c ca av ve e; ; + + 3 3 h ho

ur rs s l la at te er r, , t tw wo

su uc cc ce es ss si iv ve e p pu ul ls se es s

f h ha ar rd d w wa at te er r f fr ro

m t th he e

ld d s st to

ck k f fo

ll lo

we ed d ( (P Pl la at te e 1 16 6, , f fi ig g. . 2 27 7) ); ; 5 5. .2 2. .3 3. .2 2. . A Ar rt ti if fi ic ci ia al l p pu ul ls se es s − − A Ar rt ti if fi ic ci ia al l p pu ul ls se es s: : G Ge en ne er ra at te ed d b by y b bu ui il ld di in ng g s sm ma al ll l t te em mp po

ra ar ry y d da am ms s

r d du um mp pi in ng g s se ev ve er ra al l c cu ub bi ic c m me et te er rs s

f w wa at te er r f fr ro

m t ta an nk k t tr ru uc ck ks s; ; − − M Mu uc ch h l la ar rg ge er r p pu ul ls se es s: : G Ge en ne er ra at te ed d b by y w wa at te er r r re el le ea as se es s f o

m b bi ig g d da am ms s; ; − − W WI IL LL LI IA AM MS S ( (1 19 97 77 7) ) u us si in ng g t th hi is s fr r t te ec ch hn ni iq qu ue e i in n t th he e Z Za ak ka ak ka a V Va al ll le ey y ( (N Ne ew w Z Ze ea al la an nd d) ), , s sh ho

we ed d b by y c cr ro

ss s-

co

rr re el la at ti io

n a an na al ly ys si is s t th ha at t t th he e i in nd du uc ce ed d f fl lo

d w wa av ve es s t tr ra av ve el le ed d a ab bo

ut t 3 35 5 k km m i in n 1 15 5 h ho

ur rs s; ; − − T Th he e T Tr ri it ti iu um m ( (3

H) ) c co

nt te en nt t

f t th he e s sp pr ri in ng g s su ug gg ge es st ts s a a m mi in ni im mu um m f fl lo

w t th hr ro

ug gh h t ti im me e

f 2 2-

4 y ye ea ar rs s. . − − P Pu ul ls se e a an na al ly ys si is s c ca an n t th hu us s d de em mo

ns st tr ra at te e c co

nn ne ec ct ti io

ns s

ve er r l lo

ng g d di is st ta an nc ce es s t th hr ro

ug gh h l la ar rg ge e f fl lo

de ed d z zo

ne es s. .

22

SLIDE 23

5 5. .3 3. . T Te es st t d de es si ig gn n a an nd d p pr ro

ce ed du ur re e ( (J Jo

ne es s, , 1 19 98 84 4) ) − − F Fo

r t th he e d dy ye es s c co

ns si id de er re ed d a ab bo

ve e, , t th he e m mi in ni im mu um m d de et te ec ct ta ab bl le e c co

nc ce en nt tr ra at ti io

n i is s a ab bo

ut t 1 1. .0 0-

0. .1 1 p pp pb b, , d de ep pe en nd di in ng g

n b ba ac ck kg gr ro

un nd d, , t tu ur rb bi id di it ty y, , e eq qu ui ip pm me en nt t e et tc c. .; ; − − W Wh he en n F Fl lu uo

re es sc ce ei in n S So

di iu um m i is s u us se ed d, , t th he e a am mo

un nt t t to

be e i in nj je ec ct te ed d c ca an n b be e c ca al lc cu ul la at te ed d u us si in ng g t th he e e em mp pi ir ri ic ca al l f fo

rm mu ul la a

f A AL LE EY Y & & F FL LE ET TC CH HE ER R: : W W = = 1 1. .4 47 78 8 ( (D DQ Q/ /V V) )0

W Wh he er re e: : + + W W

we ei ig gh ht t

f t th he e f fl lu uo

re es sc ce en nt t d dy ye e ( (k kg g) ); ; + + D D

st tr ra ai ig gh ht t l li in ne e d di is st ta an nc ce e ( (k km m) ); ; + + Q Q

di is sc ch ha ar rg ge e ( (m m3

/s s) ); ; a an nd d + + V V

es st ti im ma at te ed d v ve el lo

ci it ty y ( (m m/ /h h) ). . − − G Ga at th he er r a al ll l e ex xi is st ti in ng g h hy yd dr ro

ge eo

lo

gi ic ca al l a an nd d h hy yd dr ro

lo

gi ic ca al l i in nf fo

rm ma at ti io

n; ; − − E Ex xp pl lo

re e a an nd d m ma ap p c ca ar re ef fu ul ll ly y a al ll l g ge eo

lo

gi ic ca al l a an nd d h hy yd dr ro

ge eo

lo

gi ic ca al l f fe ea at tu ur re es s ( (f fa au ul lt ts s, , s si in nk kh ho

le es s, , d do

li in ne es s e et tc c. .) ); ; C Ca au ut ti io

ns s: : − − S Si im mp pl li if fy y w wh he en ne ev ve er r t th he e p pr ro

bl le em m i is s s si im mp pl le e; ; + + D Do

n’ ’t t u us se e s so

ph hi is st ti ic ca at te ed d t te ec ch hn ni iq qu ue es s w wh he er re e s sa aw wd du us st t i is s e en no

ug gh h; ; + + D Do

n’ ’t t i in nj je ec ct t t tw wo

dy ye es s w wh he er re e

ne e i is s s su uf ff fi ic ci ie en ; ; + + D Do

n’ ’t t u us se e d dy ye es s w wh he er re e n na at tu ur ra al l t tr ra ac ce er rs s c ca an n w wo

rk k; ; nt t − − T Tr ry y t to

s su ur rf fa ac ce e s st tr re ea am m; ; a an nd d avo

id d t th he e a ap pp pe ea ar ra an nc ce e

f d dy ye e i in n a a w wa at te er r s su up pp pl ly y i in nt ta ak ke e

r i in n a a − − A Au ut th ho

ri it ti ie es s s sh ho

ul ld d b be e a aw wa ar re e

f. . − − D Di il lu ut te e t th he e d dy ye e t to

a c co

nc ce en nt tr ra at ti io

n

f 1 1/ /1 10 b be ef fo

re e p po

ur ri in ng g; ; − − T To

pr re ev ve en nt t c co

nt ta am mi in na at ti io

n, , b be ef fo

re e t te es st ti in ng g p pl la ac ce e p pa as ss si iv ve e d de et te ec ct to

rs s

f: : + + A Ac ct ti iv va at te ed d c ch ha ar rc co

al l i in n s sm ma al ll l p pl la as st ti ic c w wi in nd do

w s sc cr re ee en ni in ng g b ba ag gs s ( (f fo

r

23

SLIDE 24

f fl lu uo

re es sc ce ei in n a an nd d r rh ho

da am mi in ne e) ); ;

r + + U Un nb bl le ea ac ch he ed d c co

tt to

n s sh he ee et ts s ( (f fo

r

pt ti ic ca al l b br ri ig gh ht te en ne er rs s) ); ; C Ca au ut ti io

n: : C Ch ha an ng ge e t th he es se e d de et te ec ct to

rs s ( (i if f p pe er ri io

di ic ca al ll ly y n ne ee ed de ed d) )

nl ly y b by y p pe eo

pl le e w wh ho

ar re e n no

t y ye et t i in n c co

nt ta ac ct t w wi it th h t th he e d dy ye e. . − − A A n na al ly yz ze e: : + + C Ch ha ar rc co

al l d de et te ec ct to

rs s u un nd de er r s su un nl li ig gh ht t a an nd d i in n a a f fi il lt te er r f fl lu uo

ro

me et te er r, , u us si in ng g t th he e f fl lu uo

re es sc ce ei in n f fi il lt te er r c co

mb bi in na at ti io

n; ; a an nd d + + C Co

tt to

n d de et te ec ct to

rs s u un nd de er r h ha an nd d-

he el ld d U U-

V l la am mp p. . C Ca au ut ti io

n: : − − N Ne eg ga at ti iv ve e t te es st ts s d do

no

t n ne ec ce es ss sa ar ri il ly y s si ig gn ni if fy y t th he er re e i is s n no

co

nn ne ec ct ti io

n b be et tw we ee en n i in nj je ec ct ti io

n a an nd d d de et te ec ct ti io

n p po

in nt ts s; ; − − N Ne eg ga at ti iv ve e t te es st ts s c ca an n s so

me et ti im me es s r re es su ul lt t f fr ro

m

ne e

f t th he e f fo

ll lo

wi in ng g c co

nd di it ti io

ns s: : + + T To

sl lo

w m mo

ti io

n

f w wa at te er r, , p pa ar rt ti ic cu ul la ar rl ly y d du ur ri in ng g l lo

w w wa at te er r p pe er ri io

d; ; + + E Ex xt tr re em me e d di il lu ut ti io

n

f d dy ye e, , p pa ar rt ti ic cu ul la ar rl ly y d du ur ri in ng g f fl lo

d p pe er ri io

d; ; + + A Ad ds so

rp pt ti io

n

f d dy ye e b by y c cl la ay y

r

th he er r

rg ga an ni ic c m ma at tt te er rs s; ; + + H Hi id di in ng g

f d dy ye e b by y a an n e ex xc ce es ss si iv ve e b ba ac ck kg gr ro

un nd d; ; e et tc c. . 5 5. .4 4. . I In nt te er rp pr re et ta at ti io

n

f q qu ua an nt ti it ta at ti iv ve e t tr ra ac ci in ng g t te es st ts s F Fo

r q qu ua an nt ti it ta at ti iv ve e i in nt te er rp pr re et ta at ti io

n, , a as s f fr re eq qu ue en nt tl ly y a as s p po

ss si ib bl le e d du ur ri in ng g t th he e w wh ho

le e p pe er ri io

d

f d dy ye e r re ec co

ve er ry y a at t e ev ve er ry y c co

nc ce er rn ne ed d s si it te e, ,

ne e s sh ho

ul ld d: : − − U Us se e c ca al li ib br ra at te ed d f fl lu uo

ro

me et te er r t to

re ec co

rd d t th he e a am mo

un nt t

f t tr ra ac ce er r r re ec co

ve er re ed d; ; − − M Me ea as su ur re e d di is sc ch ha ar rg ge es s; ; a an nd d − − E Es st ta ab bl li is sh h d dy ye e r re ec co

ve er ry y c cu ur rv ve e f fo

r e ea ac ch h s si it te e ( (P Pl la at te e 1 17 7, , f fi ig g. . 2 28 8) ). .

24

SLIDE 25

− − T Th he e t to

ta al l a am mo

un nt t

f d dy ye e r re ec co

ve er re ed d a at t e ea ac ch h s si it te e i is s g gi iv ve en n b by y: : W W = = Q Qo

Cd dt t W Wh he er re e: : + + W W i is s t th he e w we ei ig gh ht t

f p pu ur re e d dy ye e r re ec co

ve er re ed d; ; + + Q Q i is s t th he e d di is sc ch ha ar rg ge e; ; a an nd d + + C C i is s t th he e d dy ye e c co

nc ce en nt tr ra at ti io

n a at t t th he e s sa am mp pl li in ng g s si it te e a at t t ti im me e t t ( (J JO ON NE ES S, , 1 19 98 84 4) ). . N No

te es s: : − − N No

tr ra ac ce er r c ca an n b be e 1 10 00 % % c co

ns se er rv ve ed d b be et tw we ee en n i in np pu ut t a an nd d

ut tp pu ut t. . P Pa ar rt t

f t th he e d dy ye e i is s a al lw wa ay ys s l lo

st t, , i in nc cr re ea as si in ng gl ly y w wi it th h t te es st ti in ng g t ti im me e, , b by y a ad ds so

rp pt ti io

n

n c cl la ay y

r

rg ga an ni ic c m ma at tt te er r, , b by y p ph ho

to

ch he em mi ic ca al l d de ec co

mp po

si it ti io

n

r b by y p pr re ec ci ip pi it ta at ti io

n; ; − − U Un nd de er rg gr ro

un nd d d dy ye e r re ec co

ve er ry y c cu ur rv ve es s a ar re e f fr re eq qu ue en nt tl ly y i in nf fl lu ue en nc ce ed d b by y u un nk kn no

wn n f fa ac ct to

rs s: : s su uc cc ce es ss si iv ve e v va ad do

se e a an nd d p ph hr re ea at ti ic c f fl lo

ws s, , u un nk o

wn n i in np pu ut ts s

r

ut tf fl lo

ws s, , a an na as st to

mo

se es s, , e et tc c. .; ; kn n − − T Th he e c cu ur rv ve es s r re ef fl le ec ct t: : + + C Co

nd du ui it t n ne et tw wo

rk k p pa at tt te er rn n; ; + + F Fl lo

w t ty yp pe e, , c co

nd di it ti io

ns s, , a an nd d v va ar ri ia at ti io

ns s d du ur ri in ng g t th he e t te es st t; ; a an nd d + + A Ad ds so

rp pt ti io

n a an nd d d di is sp pe er rs si io

n c ch ha ar ra ac ct te er ri is st ti ic cs s

f t th he e t tr ra ac ce er r ( (F Fi ig g. . 2 29 9, , 3 30 0) ). . 5 5. .5 5. . C Co

nc cl lu ud di in ng g r re em ma ar rk ks s

n t tr ra ac ci in ng g t te es st ts s − − W Wa at te er r t tr ra ac ci in ng g i is s a a p po

we er rf fu ul l t to

l i in n k ka ar rs st t h hy yd dr ro

lo

gy y, , b bu ut t i it t r re eq qu ui ir re es s c ca ar re ef fu ul l c co

ll le ec ct ti io

n

f a av va ai il la ab bl le e d da at ta a a ab bo

ut t s st tr ru uc ct tu ur re e, , h hy yd dr ro

lo

gy y, , g ge eo

mo

rp ph ho

lo

gy y, , c cl li im ma at te e, , e et tc c. ., ,

f t th he e c co

nc ce er rn ne ed d c ca at tc ch hm me en nt t a ar re ea a; ; − − N Na at tu ur ra al l t tr ra ac ce er rs s/ /p pu ul ls se es s s sh ho

ul ld d b be e u us se ed d f fi ir rs st t a an nd d a as s m mu uc ch h a as s p po

ss si ib bl le e; ; − − I If f a ar rt ti if fi ic ci ia al l t tr ra ac ce er rs s/ /p pu ul ls se es s a ar re e r re eq qu ui ir re ed d, , t th he e q qu ua al li it ta at ti iv ve e a as sp pe ec ct t

f c co

nn ne ec ct ti io

n s sh ho

ul ld d b be e s so

lv ve ed d f fi ir rs st t. . A At tt te en nt ti io

n s sh ho

ul ld d b be e p pa ai id d t to

po

ss si ib bl le e e en nv vi ir ro

nm me en nt ta al l i im mp pa ac ct ts s. . D Dy ye es s a an nd d s sa al lt t a ar re e t th he e e ea as si ie es st t-

to

us se e a an nd d s sa af fe es st t p pr ro

du uc ct ts s; ; − − I If f a a q qu ua an nt ti it ta at ti iv ve e t tr ra ac ce er r t te es st t i is s n ne ee ed de ed d, , i it t s sh ho

ul ld d b be e c ca ar re ef fu ul ll ly y p pl la an nn ne ed d i in n t te er rm ms s

f p pe er rs so

nn ne el l, , k kn no

wl le ed dg ge e, , e eq qu ui ip pm me en nt t, , p pr ro

ce ed du ur re e e et tc c. .

25

SLIDE 26

6 6. . S SP PE EL LE EO OL LO OG GI IC CA AL L S ST TU UD DI IE ES S 6 6. .1 1. . S Si in ng gl le e r rop

e t te ec ch hn ni iq qu ue e ( (e ex xa am mp pl le es s) ) 6 6. .2 2. . C Ca av ve e m ma ap pp pi in ng g t te ec ch hn ni iq qu ue e ( (e ex xa am mp pl le es s) ) 6 6. .3 3. . S Sp pe e eo

lo

gi ic ca al l s st tu ud di ie es s i in n V Vi ie et tn na am m el l 7 7. . S SO OM ME E E EN NV VI IR RO ON NM ME EN NT TA AL L I IM MP PA AC CT TS S S SP PE EC CI IF FI IC C T TO O K KA AR RS ST T E EC CO OS SY YS ST TE EM M

A F FE EW W C CO ON NC CL LU US SI IO ON NS S/ /R RE EC CO OM MM ME EN ND DA AT TI IO ON NS S − − T Th he e

ri ig gi in na al l n na at tu ur re e

f k ka ar rs st t i is s t th he e c ch he em mi ic ca al l a ac ct ti io

n

f w wa at te er r

n s so

lu ub bl le e r ro

ck ks s; ; − − K Ka ar rs st t h hy yd dr ro

lo

gy y a an nd d m mo

rp ph ho

lo

gy y ( (u un nd de er rg gr ro

un nd d d dr ra ai in na ag ge e a an nd d s su up pe er rf fi ic ci ia al l f fe ea at tu ur re es s) ) a ar re e v ve er ry y i in nt te er rr re el la at te ed d a an nd d c ca an nn no

t b be e s st tu ud di ie ed d s se ep pa ar ra at te el ly y; ; − − S Se ee em mi in ng gl ly y d dr ry y

n t th he e s su ur rf fa ac ce e, , k ka ar rs st t a ar re ea as s c ca an n c co

nt ta ai in n i im mp po

rt ta an nt t a an nd d a ac cc ce es ss si ib bl le e w wa at te er r r re es se er rv ve es s u un nd de er rg gr ro

un nd d; ; − − T Th he e s so

ca al ll le ed d “ “d do

ub bl le e s sp pa ac ce e” ”

r “ “d do

ub bl le e p po

ro

us si it ty y” ”

f k ka ar rs st t i in nd di ic ca at te es s h hi ig gh h t tr ra an ns sm mi is ss si iv vi it ty y

f t th hi is s m me ed di iu um m, , w wh hi ic ch h i is s a al ls so

so

ur rc ce e

f p po

ll lu ut ti io

n p pr ro

bl le em m; ; − − N Na at tu ur ra al l a an nd d h hu um ma an n f fa ac ct to

rs s ( (v va ar ri ia at ti io

ns s

f p pi ie ez zo

me et tr ri ic c s su ur rf fa ac ce e, , i in ns st ta ab bi il li it ty y

f c ca av ve e r ro

fs s, , e ex xc ce es ss si iv ve e p pu um mp pi t te en nt ti io

na al l d de es st tr ru uc ct ti io

n e et tc c. .) ) a in ng g, , c ci iv vi il l w wo

rk ks s, , s so

il l f fe er rt ti il li iz za at ti io

n, , f fo

re es st t f fi ir re e

r i in n ar re e a am mo

ng g c ca au us se es s

f m ma an ny y h ha az za ar rd ds s i in n k ka ar rs st t a ar re ea as s ( (b br re ea ak kd do

wn n, , s su ub bs si id de en nc ce e, , f fl lo

d, , a aq qu ui if fe er r p po

ll lu ut ti io

n, , d dr ry yi in ng g-

up p

f w wa at te er r r re es so

ur rc ce es s e et tc c. .) ); ; − − D De ev ve el lo

pm me en nt t a an nd d c co

ns se er rv va at ti io

n a ac ct ti iv vi it ti ie es s i in n k ka ar rs st t a ar re ea as s s sh ho

ul ld d, , t th he er re ef fo

re e, , b be e c ca ar re ef fu ul ll ly y p pl la an nn ne ed d a an nd d p pr re ec ce ed de ed d b by y d de et ta ai il le ed d a an nd d s sy ys st te em ma at ti ic c s st tu ud di ie es s; ; − − K Ka ar rs st t h hy yd dr ro

lo

gy y a an nd d g ge eo

mo

rp ph ho

lo

gy y i in nd di ic ca at te e t th ha at t a ar ra ab bl le e l la an nd d i in n k ka ar rs st t a ar re ea as s i is s v ve er ry y s sc ca ar rc ce e. . S Se el lf f-

re el li ia an nt t a ag gr ri ic cu ul lt tu ur re e a al lo

ne e i is s n no

t v vi ia ab bl le e; ; − − B Bu ut t i it ts s u un q qu ue e f fe ea at tu ur re es s a al ls so

su ug gg ge es st t t th ha at t a al lt te er rn na at ti iv ve e w wa ay ys s f fo

r d de ev ve el lo

pm me en nt t a an nd d c co

ns se er rv va at ti io

n a ar re e a av va ai il la ab bl le e, , e e. .g g. . g ge eo

pa ar rk k a an nd ni i d g ge eo

to

ur ri is sm m. . 1 1. . E Ek k C C. . M M. . ( (1 19 98 85 5) ). . K Ka ar rs st t h hy yd dr ro

lo

gy y. . L Le ec ct tu ur re e n no

te es s. . I In nt te er rn na at ti io

na al l I In ns st ti it tu ut te e f fo

r REFERENCES I In nf fr ra as st tr ru uc ct tu ur ra al l, , H Hy yd dr ra au ul li ic c a an nd d E En nv vi ir ro

nm me en nt ta al l E En ng gi in ne ee er ri in ng g. . T Th he e N Ne et th he er rl la an nd ds s. . 2. hology and hydrology. London (Unwin Hyman), 601 p. Ford D. and Williams P. (1989). Karst geomorp