Isotope hydrogeology and geothermal applications to clarify the origin, the sustainability and the character of groundwater flow: Bohemian and Aquitaine sedimentary basins

Abstract

Shrnutí Kombinace metod izotopové hydrogeologie a geotermiky je významným nástrojem pro průzkum podzemních zdrojů k získávání pitné vody i geotermální energie. Tento postup byl v předkládané práci použit pro splnění hlavního cíle - zpřesnění a obohacení dosavadních znalostí o procesech napájení hluboko uložených kolektorů v Akvitánské pánvi (Francie) a o infiltračních a geotermálních dějích v České křídové pánvi (ČR) s využitím přírodních a radioaktivních izotopů a teplotních údajů. Stabilní izotopy (18 O, 2 H, 13 C) se spolu s radioaizotopy (14 C, 3 H) používají k odhadům střední doby zdržení podzemní vody a k objasnění klimatických podmínek v době infiltrace v časovém úseku od konce Pleistocenu do dnešní doby. Pro vytvoření věrohodných hydrogeologických modelů rozsáhlých kolektorových systémů je nezbytné správné pochopení režimu proudění podzemních vod a charakteru doplňování podzemních zdrojů. V Evropě byly rozpoznány tři způsoby dotace srážkových vod do kolektorů - (i) průběžné doplňování, (ii) přerušené doplňování během posledního glaciálního maxima (LGM) a (iii) doplňování kolektorů podléhající specifickým podmínkám. Rozdílné geografické a klimatické podmínky ve Francii a České republice vedou k odlišnému charakteru napájení kolektorů podzemních vod. V jižní Francii, kde panují relativně mírné...

Isotopic investigations combined with geothermal applications represent powerful tools for the exploration of groundwater potential as a drinking or geothermal resource. This Ph.D. Thesis combines both approaches, environmental and radioactive isotopes together with temperature data in deep aquifers, in order to enrich and update the knowledge concerning the aquifer recharge processes in the Aquitaine Basin (France) and the aquifer recharge processes and geothermal potential in the Bohemian Cretaceous Basin (Czech Republic). Stable isotopes (18 O, 2 H, 13 C) combined with radioisotope data (14 C, 3 H) are used to estimate the recharge timing and climatic conditions prevailing during the infiltration from the Late Pleistocene up to modern time. The character of groundwater recharge and regime are necessary to generate relevant source data for the accurate modelling of complex groundwater systems. Three groups of groundwater recharge types can be distinguished throughout Europe - (i) continuous recharge and (ii) interrupted recharge during Last Glacial Maximum and (iii) a group corresponding to particular recharge conditions. The contrasted geographic and climate conditions at both study sites in France and the Czech Republic have entailed a great heterogeneity of the recharge conditions and...