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Auteur (up) Ballesteros, D.; Malard, A.; Jeannin, P.Y.; Jiménez-Sánchez, M.; García-Sansegundo, J.; Meléndez-Asensio, M.; Sendra, G.
Titre KARSYS hydrogeological 3D modeling of alpine karst aquifers developed into geological complex areas: Picos de Europa National Park (Spain) Type Journal Article
Année 2015 Publication Environmental Earth Sciences Revue Abrégée
Volume Numéro Pages DOI 10.1007/s12665-015
Mots-Clés Karsys
Résumé Karst aquifers are valuable groundwater resources whose management requires the use of functioning hydrogeological models. The KARSYS approach provides an explicit 3D conceptual model of the geometry and the functioning of karst aquifers that has been successfully applied in Swiss and Slovenian aquifers. In this work, KARSYS is applied in a complex geological area: the Picos de Europa National Park (Spain). The hydrogeological 3D model (500 km2) shows an alpine karst aquifer compartmentalized into 32 groundwater bodies dammed up by subvertical barriers creating elevated saturated zones (water tables at 1153 m asl) and lower ones (water tables at 145 m asl). The recharge is through 18 spring catchment areas. The groundwater flows to the saturated zones pass through vertical to inclined trajectories, and phreatic flows are oriented toward NW, NE and N. KARSYS can be applied to any geologically complex area at a regional scale, although the geological structure should be simplified and the precision in some places is low.
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Editeur Lieu de Publication Éditeur
Langue Langue du Résumé Titre Original
Éditeur de collection Titre de collection Titre de collection Abrégé
Volume de collection Numéro de collection Edition
ISSN ISBN Médium
Région Expédition Conférence
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Numéro d'Appel refbase @ user @ collection 28
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Auteur (up) Ballesteros, D.; Malard, A.; Jeannin, P.Y.; Jiménez-Sánchez, M.; García-Sansegundo, J.; Meléndez-Asensio, M.; Sendra, G.
Titre Influence of the rivers on speleogenesis combining KARSYS approach and cave levels. Picos de Europa, Spain Type Book Chapter
Année 2015 Publication Hydrogeological and environmental investigations in karst systems. Environmental Earth Sciences Revue Abrégée
Volume 1 Numéro Pages 599-607
Mots-Clés Karsys
Résumé The influence of rivers on speleogenesis is studied analyzing the cave

levels located in the underground drainage areas related to two fluvial basins. Cave

levels are analyzed through their vertical distribution profiles. The underground

limits of the fluvial basins are defined using a 3D geometric model of the karst

aquifer established according to the KARSYS approach. The aim of this work is to

analyze the influence of the rivers on cave evolution using cave morphology. The

study area corresponds to the Western and Central massifs of Picos de Europa

(Northern Spain), with 214 km of cave conduits up to 1.6 km vertical range. As a

result, we established two sequences of development of the cave levels related to

the differences of the incision rate of the Cares and Dobra Rivers, and the partial

capture of the Western Massif by the Cares River.
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Auteur institutionnel Thèse
Editeur Springer Lieu de Publication Éditeur
Langue Langue du Résumé Titre Original
Éditeur de collection B. Andreo et al. Titre de collection Titre de collection Abrégé
Volume de collection Numéro de collection Edition
ISSN ISBN Médium
Région Expédition Conférence
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Numéro d'Appel collection 16
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Auteur (up) Jeannin, P.-Y.; Hessenauer, M.; Malard, A.
Titre Impact of Global change on karst groundwater mineralization in the Jura Mountains Type Journal Article
Année 2015 Publication The Science of the Total Environment Revue Abrégée The Science of the Total Environment
Volume 541 Numéro Pages 1208-1221
Mots-Clés
Résumé Chemistry of karst groundwater is related to conditions prevailing within the karst underground as well as at the land-surface within the recharge area. It is dominated by the dissolution of calcite and/or dolomite, which is strongly triggered by the presence of high pCO2 in soils at the top of the bedrock. Dissolution (water mineralization) is clearly influenced by soil pCO2, i.e. by global changes such as land-use, agriculture practices and climate change. However, the dissolution of carbonates is considered as a quite significant carbon sink for the Earth Atmosphere. Assessing the evolution of carbonate water mineralization can thus help characterizing the evolution of the carbon sink related to carbonate dissolution. The main goal of the study is to check the presence of trends with a high statistical relevance in groundwater quality data along the past 20years. Causes potentially explaining the observed trends, such as land-use, agriculture practices and global warming are analyzed and discussed. The long term evolution of parameters related to carbonate dissolution are discussed and extrapolated as they may have consequences for the Global Carbon Cycle. The analysis is based on three independent data-sets stretching over more than 20years each, coming from more than 40 sources. Statistical tests (Mann-Kendall trend test) indicate clear trends for compounds related to groundwater mineralization: increase in temperature (by about 0.5°C/25years), decrease in pH, increase in bicarbonate (by about 5%), and positive or negative trends for major ions directly related to human practices. Data and analysis suggest that carbonate dissolution is quickly increasing as a consequence of climate warming. Considering the largely accepted fact that carbonate dissolution acts as carbon sink for the atmosphere, it can be postulated that the observed increase could act as a negative feedback mechanism, tending to slow down the atmospheric increase in CO2.
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Editeur Lieu de Publication Éditeur
Langue Langue du Résumé Titre Original
Éditeur de collection Titre de collection Titre de collection Abrégé
Volume de collection Numéro de collection Edition
ISSN ISBN Médium
Région Expédition Conférence
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Auteur (up) Jeannin, P.-Y.; Malard, A.; Häuselmann, P.; Meury, P.X.
Titre Effect of cave ventilation on karst water chemographs Type Conference Article
Année 2017 Publication Proceeding of the Eurokarst 2016 Conference, Neuchâtel, Switzerland, Sept. 2016 Revue Abrégée
Volume Numéro Pages 129-139
Mots-Clés
Résumé
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ISSN ISBN Médium
Région Expédition Conférence
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Auteur (up) Jeannin, P.-Y.; Malard, A.; Rickerl, D.; Weber, E.
Titre Assessing karst-hydraulic hazards in tunneling – the Brunnmühle spring system – Bernese Jura, Switzerland Type Journal Article
Année 2015 Publication Environmental Earth Sciences Revue Abrégée
Volume 74(12) Numéro Pages 7655-7670
Mots-Clés KarstALEA
Résumé Drilling a tunnel in a karst region requires the assessment of disturbances in the

hydrogeological functioning of aquifers and flow-systems as well as disturbances for

the tunnel itself. A complete characterization of the karst hydrogeological functioning

and the establishment of prevention measures are essential in order to insure a

suitable construction. The paper relates investigations which were conducted in the

frame of the construction of a safety gallery (Sisto) in the bernese Jura (Switzerland).

This gallery is located close to the outlet of a regional karst system and parallel to an

existing highway tunnel, which met numerous disorders in the past due to the

intersection of active karst conduits with a discharge reate exceeding 1 m3/s.

The KarstALEA method was applied along the Sisto trace in order to identify sections

with a high probability of karst occurrences and to characterize the type of karst related

problems. The main issue turned out to be related to water head and discharge, which

could potentially be cut by the tunnel construction. The system discharge rate may

frequently exceed 10 m3/s, and most of this water could potentially flow into the tunnel.

Therefore, a hydraulic model was set up in order to assess expected flow rates and

heads if conduits are intersected during the construction. Based on this model and on

meteorological and hydrological real-time measurements, a predictive model was

established in order to anticipate high-flows events.
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Editeur Lieu de Publication Éditeur
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Éditeur de collection Titre de collection Titre de collection Abrégé
Volume de collection Numéro de collection Edition
ISSN ISBN Médium
Région Expédition Conférence
Notes DOI: 10.1007/s12665-015-4655-5 Approuvé no
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Auteur (up) Jeannin, P.-Y.; Malard, A.; Weber, E.
Titre Evaluation des problèmes liés au karst lors du percement de la galerie de sécurité du tunnel de Gléresse (BE, Suisse) Type Journal Article
Année 2016 Publication Stalactite Revue Abrégée
Volume 66 (2) Numéro Pages 18-26
Mots-Clés
Résumé
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Langue Langue du Résumé Titre Original
Éditeur de collection Titre de collection Titre de collection Abrégé
Volume de collection Numéro de collection Edition
ISSN ISBN Médium
Région Expédition Conférence
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Auteur (up) Jeannin, P.Y.; Eichenberger, U.; Sinreich, M.; Vouillamoz, J.; Malard, A.; Weber, E.
Titre KARSYS: a pragmatic approach to karst hydrogeological system conceptualisation. Assessment of groundwater reserves and resources in Switzerland Type Journal Article
Année 2013 Publication Revue Abrégée Environmental Earth Sciences
Volume 69(3) Numéro Pages 999-1013
Mots-Clés Karsys
Résumé
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Langue Langue du Résumé Titre Original
Éditeur de collection Titre de collection Titre de collection Abrégé
Volume de collection Numéro de collection Edition
ISSN KARSYS, modèle conceptuel, 3D, réserves, ressources, Suisse ISBN Médium
Région Expédition Conférence
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Auteur (up) Malard, A.; Jeannin, P.-Y.; Rickerl, D.
Titre Impact of a Tunnel on a Karst Aquifer: Application on the Brunnmühle Springs (Bernese Jura,Switzerland) Type Book Chapter
Année 2015 Publication Hydrogeological and environmental investigations in karst systems. Environmental Earth Sciences Revue Abrégée
Volume Numéro Pages 457-463
Mots-Clés KarstALEA
Résumé Tunnel drilling in karst regions often leads to major disturbances in the hydrogeological functioning of

aquifers and flow-systems. Numerous examples in Switzerland do exist and induced significant costs,

which were not or rarely anticipated (e.g.: Flims, Jeannin et al. 2009). The Ligerztunnel is one such

example. The tunnel was built a few hundreds of meters upstream from the Brunnmühle spring, which

contributes to the drinking water supply of communities of Twann and Ligerz. During the construction, a

major karst conduit with a huge discharge rate was intersected in a side exploration tunnel. Overflowing

water was diverted in the Twannbach canyon. In the main section, smaller conduits were found and

drained outside by pipe leading water close to the Brunnmühle spring. Actually, authorities want to add a

safety gallery parallel to the main tunnel. In this view, SISKA is in charge of evaluating the hydrological

disturbances on the spring regime. The paper presents the approach applied to assess the potential effect of

the drilling of a new tunnel near to a group of karst springs and pumping wells. The approach combines

available spatial information and a hydraulic model. The KARSYS approach is first applied on the system

in order to set up a 3D geological and hydrogeological model of the karst aquifer and the related systems.

The spatial distribution of karst conduits within the massif is assessed based on a speleogenetical and

inception horizons model (KarstALEA method). Inferring from these models, a karst conduits network is

generated. The downstream part of the conduits network, which concerns the vicinity of the tunnels

project, is precisely calibrated using head and discharge data. Flow in this conduits network is then

simulated using SWMM 5.0 in order to reproduce the hydrological responses of the different outlets

(permanent springs, drainage devices, overflow springs, etc.).
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Editeur Springer Lieu de Publication Éditeur
Langue Langue du Résumé Titre Original
Éditeur de collection B. Andreo et al. Titre de collection Titre de collection Abrégé
Volume de collection Numéro de collection Edition
ISSN ISBN Médium
Région Expédition Conférence
Notes DOI 10.1007/978-3-642-17435-3_52 Approuvé no
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Auteur (up) Malard, A.; Jeannin, P.Y.
Titre Estimation des écoulements souterrains du système Siebenhengste (BE) / Schrattenfluh (LU) par l'application de l'approche KARSYS Type Journal Article
Année 2015 Publication Stalactite Revue Abrégée
Volume 2 Numéro Pages 38-53
Mots-Clés Karsys
Résumé Dans le cadre du projet Swisskarst (2010-2014) et d�un mandat complémentaire de l�OED du canton de Berne, l�ISSKA a procédé à l�application de l�approche KARSYS sur le territoire du Jura Bernois et à quelques sites karstiques spécifiques de l�Oberland, dont le système des Siebenhengste. Ce système s�étend jusqu�au massif de la Schrattenfluh dans le canton de Lucerne et alimente les sources de Bätterich et de Gelberbrunnen dans le lac de Thoune. Cette étude a permis de rassembler et de synthétiser un certain nombre de données géologiques, hydrogéologiques et spéléologiques récentes dans le but de proposer un modèle explicite de la géométrie de l�aquifère et des circulations principales dans la partie profonde du massif, ce qui n�a jamais fait l�objet de réelles investigations. Les résultats de l�application de KARSYS ont confirmé l�extension d�une zone noyée se développant dans les calcaires du Schrattenkalk jusqu�au massif de la Schrattenfluh. Malgré des incertitudes encore importantes l�interprétation hydrogéologique proposée est cohérente en tous points de l�aquifère et vient compléter les résultats des différents travaux réalisés sur le massif ces trente dernières années. L�application de l�approche KARSYS sur l�ensemble du massif a nécessité plus de 150 heures de travail, intégrant la compilation de données existantes jusqu�à l�établissement des modèles 3D.
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Editeur Lieu de Publication Éditeur
Langue Langue du Résumé Titre Original
Éditeur de collection Titre de collection Titre de collection Abrégé
Volume de collection Numéro de collection Edition
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Auteur (up) Malard, A.; Jeannin, P.Y.
Titre Swisskarst: aquifères karstiques de Suisse. une approche pour une meilleure gestion et exploitation des eaux souterraines karstiques Type Journal Article
Année 2013 Publication Revue Abrégée Aqua & Gas
Volume 7/8 Numéro Pages 22-27
Mots-Clés
Résumé
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Langue Langue du Résumé Titre Original
Éditeur de collection Titre de collection Titre de collection Abrégé
Volume de collection Numéro de collection Edition
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Auteur (up) Malard, A.; Jeannin, P.Y.
Titre Characterisation of karst aquifers in Switzerland: the KARSYS approach Type Journal Article
Année 2013 Publication Revue Abrégée European Geologist
Volume 35 Numéro Pages 59-63
Mots-Clés Karsys
Résumé
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Langue Langue du Résumé Titre Original
Éditeur de collection Titre de collection Titre de collection Abrégé
Volume de collection Numéro de collection Edition
ISSN ISBN Médium
Région Expédition Conférence
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Auteur (up) Malard, A.; Jeannin, P.Y.; Sinreich, M.; Weber, E.; Vouillamoz, J.; Eichenberger, U.
Titre Praxisorientierter Ansatz zur Kartographischen Darstellung von Karst-Grundwasserressourcen – Erfahrungen aus dem SWISSKARST-Projekt Type Journal Article
Année 2014 Publication Revue Abrégée Grundwasser – Zeitschrift der Fachsektion Hydrogeologie
Volume 19(4) Numéro Pages 237-249
Mots-Clés Karsys
Résumé Trotz ihrer großen Bedeutung als Wasserressource steht für Karst-Grundwasserleiter auch in der Schweiz eine systematische Abgrenzung und quantitative Beschreibung noch aus. Das Fehlen eines integralen Ansatzes zur Charakterisierung von Karstsystemen mag dazu beigetragen haben. Im Rahmen eines Projektes zur Dokumentation der Karst-Grundwasserleiter in der Schweiz (SWISSKARST) wurde mit der KARSYS-Methode ein pragmatischer Ansatz zur hydraulischen Charakterisierung einzelner Grundwasserleiter und Karstsysteme entwickelt. Eine Weiterentwicklung dieses Ansatzes beinhaltet ein Verfahren zur kartographischen 2D-Darstellung des erstellten 3D-Modellkonzepts, welche sowohl auf wissenschaftliche als auch auf Fragestellungen der Praxis ausgerichtet ist. Dazu werden zunächst mehrere thematische Karten mit den wichtigsten Eigenschaften der Karst-Grundwassersysteme erstellt, welche dann zu einer synthetisierten Karte zusammengefasst werden. In spite of their significant water resource, in Switzerland as well as in other countries, the location and extent of karst aquifers have not been systematically studied and documented yet – mainly due to the lack of systematic and dedicated approaches for their characterization. In the framework of a project aiming at documenting the karst aquifers in Switzerland (SWISSKARST Project) the pragmatic KARSYS approach has been elaborated to systematically assess the main characteristics of karst aquifers and karst systems. One part of this project deals with the development of a 2D karst hydrogeological map representation, which is designed to address both scientific and applied issues. A series of maps based on the approach is proposed to describe the main characteristics of karst groundwater systems resulting in a synthetized map which combines the information in a suitable way.
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Editeur Lieu de Publication Éditeur
Langue Langue du Résumé Titre Original
Éditeur de collection Titre de collection Titre de collection Abrégé
Volume de collection Numéro de collection Edition
ISSN ISBN Médium
Région Expédition Conférence
Notes DOI: s00767-014-0271-7 Approuvé no
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Auteur (up) Malard, A.; Jeannin, P.Y.; Vouillamoz, J.; Weber, E.
Titre An integrated approach for catchment delineation and conduit-network modeling in karst aquifers: application to a site in the Swiss tabular Jura Type Journal Article
Année 2015 Publication Hydrogeology Journal Revue Abrégée
Volume 23(7) Numéro Pages 1341-1357
Mots-Clés
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Langue Langue du Résumé Titre Original
Éditeur de collection Titre de collection Titre de collection Abrégé
Volume de collection Numéro de collection Edition
ISSN ISBN Médium
Région Expédition Conférence
Notes DOI: 10.1007/s10040-015-1287-5 Approuvé no
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Auteur (up) Malard, A.; Jeannin, P.Y.; Weber, E.; Vouillamoz, J.; Rickerl, D.; Eichenberger, U.
Titre Apport des outils 3D pour la caractérisation des aquifères karstiques: l'approche KARSYS Type Journal Article
Année 2014 Publication Revue Abrégée Karstologia
Volume 2 Numéro Pages 31-40
Mots-Clés Karsys
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Langue Langue du Résumé Titre Original
Éditeur de collection Titre de collection Titre de collection Abrégé
Volume de collection Numéro de collection Edition
ISSN ISBN Médium
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Auteur (up) Malard, A.; Sinreich, M.; jeannin, P.Y.
Titre A novel approach for estimating karst groundwater recharge in mountainous regions and its application in Switzerland Type Journal Article
Année 2016 Publication Hydrological Processes Revue Abrégée
Volume DOI: 10.1002/hyp.10765 Numéro Pages
Mots-Clés
Résumé A pragmatic and simple approach for estimating the groundwater recharge of karst aquifers in mountainous regions by extrapolation of the hydrological regimes of gauged and well-documented systems is presented. Specific discharge rates are derived using annual precipitation and spring measurements by taking into account catchment size and elevation which are assumed to be the dominant factors. Reference sites with high data reliability are used for calibration and regional extrapolation. This is performed with normalized values employing spatial precipitation deviations and correlation with the elevation of the catchment areas. A tiered step procedure provides minimum and maximum normalized gradients for the relationship between recharge quantity and elevation for karst regions. The normalized recharge can therefore be obtained and extrapolated for any location using the spatial precipitation variability to provide an estimate of annual groundwater recharge. The approach was applied to Switzerland (approx. 7,500 km2 of karst terrain situated between 200 and over 4,000 m a.s.l.) using annual precipitation data from meteorological stations for the years 2000 to 2011. Results show that the average recharge rates of different Swiss karst domains range from 20 to 46 L/km2s, which corresponds to an infiltration ratio between 0.6 and 0.9 of total precipitation. Despite uncertainties inherent in the approach, these results provide a benchmark for renewable karst groundwater resources in Switzerland of about 8.4 km3 per year. The approach can be applied to any other mountainous karst region, i.e. where a clear relationship between elevation, precipitation and recharge can be assumed. This article is protected by copyright. All rights reserved.
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Auteur institutionnel Thèse
Editeur Lieu de Publication Éditeur
Langue Langue du Résumé Titre Original
Éditeur de collection Titre de collection Titre de collection Abrégé
Volume de collection Numéro de collection Edition
ISSN ISBN Médium
Région Expédition Conférence
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