Surface-water-irrigation return flow dominates groundwater recharge, groundwater age and nitrate dynamics in an alluvial basin aquifer
Notice bibliographique
Résumé
In agricultural regions where crop water demand is met by surface-water irrigation, excess irrigation water can play a fundamental role in aquifer recharge and contaminant mobilization. Despite much research, the role of surface-water-irrigation return flow in groundwater recharge, flow processes and nitrate pollution is not yet fully understood. It is therefore addressed here using the case of the Po Plain in northern Italy. Tracers of groundwater recharge (stable isotopes in water and Cl/Br ratio), age tracers (CFCs, SF 6 , 3 H- 3 He, noble gases) and long-term average nitrate concentrations measured/calculated from a 64-point monitoring network revealed the dominant role of surface-water-irrigation return flow in recharging the aquifer (median contribution of 64.4% to total recharge in irrigated areas), with effects even on groundwater apparent ages and nitrate concentrations. Regional groundwater flow from north to south gradually mixes with a vertical inflow of younger water from excess irrigation, inducing a renewal effect that rejuvenates groundwater ages and even reverses the typical increasing age trend along a flowpath. The median apparent age of 39 years in areas with no or non-intensive irrigation (i.e., recharge by surface-water-irrigation return flow <60%) decreases to 27 years where intensive irrigation (recharge by surface-water-irrigation return flow >60%) is practiced. At the same time, groundwater nitrate concentration increases progressively with increasing recharge by surface-water-irrigation return flow up to 60%. Then it decreases in intensively irrigated areas with a decrease rate of 7.2 mg/L of nitrate for a 10% increase in recharge by surface-water-irrigation return flow. This decrease in nitrate is due to dilution and flushing promoted by the greater volume of water infiltrating the soil under intensive irrigation. However, under non-intensive irrigation, nitrate leaching from fertilized soils still dominates and causes an increase in groundwater nitrate concentration. These results show that groundwater nitrate concentration is mainly controlled by hydrogeological processes such as dilution and flushing on a short-time scale rather than by reduction of nitrate sources, which can certainly abate nitrate concentrations in groundwater but on a long-time scale. These findings could serve as a valuable reference for other surface-water-irrigated areas worldwide with similar hydrogeological settings, highlighting critical aspects for sustainable management of water resources.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».