The Use Of Environmental Isotopes And Chloride As Natural Tracers To Investigate The Effects Of Depressurisation Of A Coastal Aquifer For Lignite Mining, India

ABSTRACT

In order to mine lignite from the Neyveli opencast mines, about 200 km south of Madras, India, the Neyveli aquifer has been undergoing depressurisation continuously for almost three decades. To gain insight into the aquifer hydrodynamics, environmental-isotope and chloride measurements on selected groundwater samples were initiated two decades ago, and detailed studies were undertaken during 1985–91. This article demonstrates the effect of large-scale groundwater withdrawals on the hydrologic regime and the effects on environmental chloride and isotopic distributions. A feature common to both the radiocarbon and chloride data of 1991 is their marked variation in a small area between the recharge zone and the mine area where pumping is concentrated. Furthermore, an excellent correlation exists between the temporal increase in the apparent radiocarbon ages of groundwater sampled in 1991 and 1985 and the corresponding lowering of potentiometric levels. Isochlors based on 1991 and 1985 data also indicate a changed hydrologic regime. In certain areas, heavy withdrawals have resulted in increased groundwater salinity.

RÉSUMÉ:

Au cours de l'exploitation à ciel ouvert des mines de Neyveli, à 200 km au sud de Madras (Inde), l'aquifère de Neyveli a été rabattu en continu depuis près de 30 ans. Afin d'avoir un aperçu de la dynamique de l'aquifère, des analyses portant sur les isotopes du milieu et le chlorure d'échantillons sélectionnés d'eau souterraine ont débuté il y a 20 ans, et des études détaillées ont été entreprises entre 1985 et 1991. Cet article montre l'effet des pompages d'eau souterraine à grande échelle sur le régime hydrologique et les effets sur les distributions des isotopes et du chlorure dans le milieu. Un événement commun à la fois aux données de radiocarbone et de chlorure en 1991 concerne leur variation manifeste dans un secteur réduit entre la zone de recharge et le région minière où les pompages sont concentrés. De plus, il existe une excellente corrélation entre l'augmentation au cours du temps des âges apparents radiocarbone de l'eau souterraine entre 1985 et 1991 et l'abaissement correspondant des niveaux piézométriques. Les courbes isochlores pour 1985 et 1991 indiquent aussi une modification du régime hydrologique. Dans certains secteurs, les pompages intenses ont provoqué une augmentation de la salinité de l'eau souterraine.

RESUMEN:

Debido a la extracción de lignito en las minas a cielo abierto de Neyveli, unos 200 km al sur de Madrás, India, el acuífero de Neyveli ha estado sometido a un bombeo continuado a lo largo de cerca de tres décadas. Para entender mejor la hidrodinámica del sistema acuífero, se iniciaron hace dos décadas medidas de isótopos ambientales y de cloruro en algunas muestras. Estudios más detallados se han llevado a cabo en el periodo 1985–91. En este artículo se muestra el efecto de las extracciones a gran escala en el régimen hidrogeológico, así como su efecto en las distribuciones de cloruro e isótopos ambientales. Una característica común, tanto de los datos de radiocarbono como de cloruro correspondientes a 1991, es su gran variación en una pequeña área que discurre entre la zona de recarga y la mina, donde se concentra el bombeo. Además, existe una fuerte correlación entre el incremento temporal en las edades aparentes de radiocarbono en las aguas subterráneas muestreadas en 1991 y 1985 y el correspondiente descenso en los niveles piezométricos. De los datos de isocloruros en 1991 y 1985 también se deduce un cambio en el sistema hidrológico. En algunas zonas, los grandes bombeos han dado lugar a un incremento en la salinidad de las aguas subterráneas.