Artificial tracers in hydrology

The use of artificial tracers in hydrogeology is a very ancient technique. It is an effective tool for managing and preserving water resources and protecting the environment.

The increasing demand for hydrological assessments requiring the use of artificial tracers is motivated by two main factors: the challenge of managing water resources and the growth in pollutant shipments.

This new technique means that the fluorescent and saline properties of tracers can be employed to detect the point of origin of water, the location of run-off and hydraulic connections, and to reveal the risks of pollutants spreading.

The results obtained can provide definitive answers to all these problems, helping empower economic and social actors regarding their environmental impact.

Below, a reminder of the different possible applications and their objectives:

Anwendungen

Ziele

Fassung von Grund- oder Quellwasser

Bestimmung des Einzugsgebiets der Wasserfassung

Überprüfung, ob ein bestimmter Geländepunkt sich im Fassungsbecken befindet

Studien der Wassermengen verschiedener Zuflüsse

Grundwasserschutzgebiete

Überprüfung einer Fließverbindung zwischen Einbringungs- und Fassungsort

Studien zu Transitzeiten und Strömungsgeschwindigkeiten

Umfang von Schutzgebieten

Einzugsgebiete von Abflüssen

Abgrenzung der Einzugsgebiete

Überprüfung, ob ein bestimmter Geländepunkt sich im Fassungseinzugsgebiet befindet

Erkennen von Grundwasserströmungen

Gefahrenevaluierung und Simulation von Zwischenfällen

Überprüfung von Fließverbindungen im Bereich einer in Betrieb bzw. im Bau befindlichen Fassungseinrichtung

Festlegen von Interventionszeiten

Kontrolle der Einrichtung eines Überwachungspunkts

Abschätzung der Auswirkungausmaße anlässlich einer Risikoevaluierung

Simulation der Auswirkungen eines Zwischenfalls, bei welchem umweltgefährdende Flüssigkeiten in das Grundwasser einsickern

Kontaminierte bzw. zweifelhafte Standorte

Studien zur Bewegung von Sickerwasser

Überprüfung des korrekten Standorts von Probennahmepunkten unterhalb eines Standorts

Deponien

Überprüfung von Abflüssen unterhalb bestehender Deponien

Kontrolle der Sickerwege, ob Niederschläge über die vorgesehenen Entwässerungen abfließen

Dichtheitskontrolle von Deckschichten

Bewertung von Standorten für neue Deponien; Beispiel: Überprüfung, ob sich ein Standort tatsächlich außerhalb des Einzugsgebiets befindet

Überprüfung der korrekten Platzierung von Überwachungspunkten

Interaktion zwischen Oberflächenwasser und Grundwasser

Aufspüren und Ortsbestimmung von Ein- bzw. Aussickerungen in bestimmten Gewässerabschnitten

Aufspüren von Abflüssen unter Fließgewässern

Bestimmung von Wasseraustrittsstellen an abflusslosen Seen

Aufspüren von Fremdwasser

Art- und Mengenbestimmung von aus einem Fließgewässer stammendem Sickerwasser in einem Fassungsort

Überprüfung von nahem Regensickerwasser in einem Fassungsort

Bohrung/Piezometer

Kontrolle der Repräsentativität von Grundwasserproben durch Markierung des Bohrwassers

Dichtheitskontrolle von Verschlüssen zur Trennung unterschiedlicher Fassungsniveaus

Schadensgutachten

Überprüfung von Wasserinfiltrationen in Gebäuden

Bestimmung der Parameter von Grundwasserspeichern/Modellierung von Grundwasserströmungen

Bestimmung von Wasserparametern wie Fließgeschwindigkeit und Dispersionskoeffizient

Berechnung des Fassungsvermögens anhand des Volumens von Hohlräumen mit Abflussmöglichkeit

Kalibrierung und Verifizierung von Abfluss- und Transportmodellen von gelösten Stoffen

Überprüfung von simulierten Abflussrichtungen im Vergleich mit beobachteten Richtungen

Particularly in karstic environments, artificial tracing is essential to delimit the hydrogeological systems and to evaluate the characteristics of transit from the distribution of residence times (D.T.S.). Although karstic and fractured environments are home to the widest variety of tracing applications, they are not limited to this type of environment.

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Artificial tracers and Hydrology

CATALOG 2022/2023

THE BIBLIOGRAPHY

Verwendung künstlicher Tracer in der Hydrogeologie

Praktische Anleitungen

Tracer-Arbeitsgruppe der Schweizerischen Gesellschaft für Hydrogeologie SGH
Quelle: Berichte des BWG, Série Geologie - Rapports de l'OFEG, Série Géologie - Rapporti dell' UFAEG, Série Géologia No 3 - Berne 2002

Toxicité et écotoxicité des principaux traceurs fluorescents employés en hydrogéologie et de leurs produits de dégradation, P. GOMBERT und J. CARRE
Quelle: KARSTOLOGIA Nr. 58, 2011 (41 bis 53)

Evaluation de traceurs artificiels pour l'étude du transport de solutés dans les eaux souterraine, H. BAUWELS
Quelle: Bericht R 38323 des BRGM vom Februar 1995

Methodologische Anleitungen

Les outils de l'hydrogéologie karstique pour la caractérisation de la structure et du fonctionnement des systèmes karstiques et l’évaluation de leur ressource
BRGM/RP-58237-FR, März 2010

Proposition d’une grille d’évaluation des résultats des traçages en milieu karstique (au moyen de traceurs fluorescents)
CFH - Colloque Hydrogéologie et karst au travers des travaux de Michel Lepiller 17. Mai 2008

The use of fluorescent dyes as tracers in highly saline groundwater
Quelle: Journal of Hydrology (2008) 358, 124-133