Scielo RSS <![CDATA[Geofísica internacional]]> vol. 57 num. 3 lang. pt <![CDATA[SciELO Logo]]> <![CDATA[Assessing groundwater vulnerability by pollution mapping in Iran: Case study Hamadan - Bahar plain]]> Abstract Groundwater is vulnerable to contamination by anthropological activities. Vulnerability mapping is considered as a fundamental aspect of groundwater management. Hamadan - Bahar aquifer located in the center of Hamadan province in western Iran, is considered as an economic priority resource due to its use in irrigation and domestic consumption. Numerical modeling of assessment of vulnerability and various hydrological indicators of potential pollution of water resources in Iran have been the subject of several studies since 2005. The application of various methods, DRASTIC, SINTACS, SI and GOD, showed that the most vulnerable zones were the southern and western part of the Hamadan - Bahar aquifer. The results showed that with DRASTIC, SI, GOD and SINTACS models, 7.1, 44.21, 29.56 and 20.16 percent respectively of the areas have high potential vulnerability. According to the DRASTIC model 33.6 % of the study area has a low class of groundwater vulnerability to contamination, whereas a total of 29.4% of the study area has moderate vulnerability. Accuracy of the models was evaluated using a linear regression between nitrate observation values and estimated vulnerability to pollution in measured wells. A significant correlation was observed between measured nitrate and pollution potential evaluated by DRASCTIC model p&lt;0.05, but no significant correlation was observed for GOD, SINTACS and IS models. The results showed that the DRASTIC model is better than other models to estimate groundwater vulnerability to pollution in the measured wells.<hr/>Resumen El agua subterránea es vulnerable a la contaminación debido a actividades humanas. Un aspecto fundamental de su manejo es la localización de la vulnerabilidad. El acuífero de Hamadan-Bahar se encuentra en la parte central de la provincia de Hamadan al oeste de Irán, y es una reserva económica prioritaria ya que se utiliza tanto en irrigación como para consumo doméstico. A partir de 2005 se han desarrollado en Irán modelos numéricos para evaluar la vulnerabilidad y varios indicadores hidrológicos de contaminación potencial del agua. La aplicación de métodos como DRASTIC, SINTACS, SI y GOD ha mostrado que las zonas de mayor vulnerabilidad se encuentran al sur y al oeste del acuífero de Hamadan-Bahar. Los resultados indican que con los modelos DRASTIC, SI, GOD y SINTACS, el 7.1, 44.21, 29.56 y 20.16 por ciento de las áreas tienen un alto potencial de vulnerabilidad. Considerando el modelo DRASTIC el 33.6 % del área de estudio presenta una vulnerabilidad baja a la contaminación, mientras que el 29.4% presenta vulnerabilidad moderada. La precisión de los modelos se evaluó aplicando una regresión lineal entre los valores observados de nitratos y la vulnerabilidad estimada por contaminación en los pozos medidos. Una correlación significativa se observó entre los nitratos medidos y el potencial de contaminación evaluada con el modelo DRASTIC p&lt;0.05, sin embargo con los modelos GOD, SINTACS e IS no se observó una correlación significativa. Los resultados mostraron que el modelo DRASTIC fue el mejor para estimar la vulnerabilidad del agua subterránea a la contaminación en los pozos medidos. <![CDATA[Application of magnetic method on the Argentine continental shelf between 35ºS and 48ºS]]> Abstract The total magnetic anomaly (TMA) from a global grid was analysed in order to characterize the magnetic features of the Argentine continental shelf (35ºS to 48ºS) and to expand the current knowledge of such area. TMA amplitudes within the study area were mathematically filtered and enhanced using various techniques including the analytic signal method, the tilt angle method and the second vertical derivative method. In order to estimate the depths of the magnetic sources on the Tona anomaly and the continental edge, the Euler deconvolution method and a 2-D gravimetric inversion model were applied. The TMA filtering results were used to observe and identify large transform zones such as the Río de la Plata system, the Salado, Ventana, Colorado and Malvinas zones, and other minor systems such as the Rawson transform zones. The San José and El Cortijo crustal sutures were also outlined using the applied methods, and it was possible to map and identify a change in orientation of the Ventania-Cape Fold Belt. The tilt angle method revealed high-frequency patterns in the oceanic crust as a result of its volcanic nature. The second vertical derivative method exhibited high-frequency patterns in the G and Tona anomalies, the M-series magnetic anomalies and oceanic bottom alignments, revealing their volcanic and episodic character through a large and complex distribution of blocks at the continental-oceanic boundary. Discontinuous linear magnetic sources were observed along the ancient Dom Feliciano-Lavalleja shear belt, most of which were calculated by Euler deconvolution to be located at depths of approximately 5000-8000 m. On transform zones, inner alignments and continental-oceanic boundaries, few dipoles associated with fault steps and dykes were identified. The sources of the M-series anomalies were located at depths of 8000-12000 m, whereas abundant deeper sources were identified for the Deseado and Somuncurá massifs and the Mar Argentino rise. The Euler deconvolution method was used to calculate a source depth range for the conspicuous Tona anomaly of 8000-20000 m. In addition, a 2-D gravimetric inversion model based on a NE-trending profile was used to identify a mafic body along the Patagonia-Gondwana suture bounded by a sub-surface. This body may be an imbrication of the suture located in basement rocks.<hr/>Resumen Se analizaron las anomalías del Campo Magnético Total a partir de datos de una red global, con el propósito de contribuir al conocimiento y caracterización de la plataforma continental argentina (35ºS hasta 48ºS). Para ello se utilizaron técnicas de realce, como la señal analítica, el ángulo tilt, y la segunda derivada vertical. Se calcularon las profundidades de las fuentes magnéticas a partir del método de deconvolución de Euler y el modelado de inversión gravimétrica 2D. A partir de los resultados filtrados del TMA se identificaron grandes zonas de fractura de transferencia. La segunda derivada vertical mostró patrones de alta frecuencia en las anomalías G y Tona, así como también en la serie de anomalías M y alineamientos de fondo oceánico, mostrando el carácter volcánico y episódico de los mismos. El método de deconvolución de Euler permitió localizar fuentes magnéticas discontinuas a lo largo del antiguo cinturón Dom Feliciano-Lavalleja, cuyas profundidades van desde 5000 a 8000 m. Se obtuvieron pocas soluciones tipo diques, escalones de falla en las zonas de fallas de transferencia y el borde entre corteza continental y oceánica. Se localizaron fuentes en la serie-M a profundidades entre 8000 y 12000 m. También, este método permitió calcular las profundidades de la conspicua anomalía Tona entre 8000 y 20000 m. Además, a partir de un modelo de inversión gravimétrico 2-D aplicado sobre un perfil con dirección NE, se identificó un cuerpo máfico-ultramáfico a lo largo de la sutura Patagonia-Gondwana hasta casi la superficie. Este cuerpo podría ser una imbricación de la sutura emplazada en rocas del basamento. <![CDATA[Soil gas radon measurements for investigating the actual status of seismic quiescence along the bounding fault of the Ghab pull-apart basin in western Syria]]> Abstract The aim of the present work was to investigate possible spatial fault-related radon changes, which could reveal some important features related to the active nature of local tectonics along the bounding fault of the Ghab basin. Despite its active historical record, the Ghab fault is presently characterized by apparent lack of earthquake activity with a temporal period of seismic quiescence. Seven sites were selected to perform soil radon sampling along the fault using an AlphaGUARD radon monitor. The average background of normal radon emission from local soil and rocks was established apart from the tectonic influence of the fault zone. A statistical range of anomalous radon variation was defined by the limits of the mean value plus/minus two standard deviations (X±2SD). The initial results revealed high radon increases in the sampled stations along the fault zone, with peak values about 4-5 times above the background level. Although such relatively anomalous concentrations may confirm the usefulness of soil gas radon as a possible indicator for tracing the basin-bounding fault, they do not necessarily prove a definite relation with actual active tectonics in the area. However, these increases may possibly indicate evidences of enhanced radon response to a higher permeability medium associated with the deformed structure of the rupture zone.<hr/>Resumen El propósito de este trabajo consistió en investigar posibles cambios de radón relacionados con la zona de falla que pudieran mostrar alguna relación con la tectónica local a lo largo de la zona de falla de la cuenca de Ghab. A pesar de su actividad histórica, la falla de Ghab presenta actualmente una falta de actividad sísmica con un periodo largo de quietud sísmica. Se escogieron 7 sitios para realizar muestreos de radón utilizando un equipo ALPHAGUARD. El valor promedio normal de radón de fondo se obtuvo con medidas realizadas lejos de la zona de influencia de la falla. Se definió un rango estadístico de variaciones anómalas de radón con límites marcados por el valor promedio mas/menos dos desviaciones estándar (X+/- 2DS). Los resultados iniciales muestran incrementos de radón en las estaciones de monitoreo a lo largo de la zona de falla con picos 4-5 veces mayores que el nivel de fondo. Aunque estas concentraciones anómalas relativamente grandes podrían confirmar la utilidad del radón como un posible indicador para trazar los límites de la falla, no prueban necesariamente una relación con la actividad tectónica del área. Sin embargo, estos incrementos de radón podrían indicar una evidencia de zonas con mayor permeabilidad asociadas a la deformación de la estructura en la zona de ruptura. <![CDATA[Geoelectrical combined sounding-profiling configuration for characterizing the sedimentary phosphatic environment in Al-sharquieh deposits mine in Syria]]> Abstract Geoelectrical combined sounding-profiling configuration is adapted and proposed in this research for characterizing the sedimentary phosphatic environment in Al-Sharquieh deposit mine in Syria. The electrode C in the proposed three-electrode array is not fixed at the infinity, but is slightly modified and movable, where OA=OB=OC=AB/2. The gradient transformation is also modified to take into account the slight geometry modification of the three-electrode array. The paper shows different useful ways for representing the acquired resistivity data resulting from using such an adapted configuration. The conventional apparent traditional resistivity measurements ρAB have a poor resolution as compared with the gradient transformation, which shows in all the analyzed examples high resolution in all directions. Gradient transformation is moreover very sensible to the vertical boundaries of lithological variations, to the fractured and faulted zones, and can be therefore used as a qualitative helpful tool for interpreting traditional Vertical Electrical Sounding (VES) data. A maximum of geoelectical information can be gained when ρAB, gradient transformation, and ρAC/ ρBC are integrally interpreted as presented in this paper. The lithological variations of the sedimentary phosphatic environment in Al-Sharquieh deposit mine are characterized by using the proposed three-electrode array. Its efficient use can be advised in different applications in mineral and structural explorations.<hr/>Resumen En este trabajo se propone y adapta la configuración geoeléctrica combinada sondeo-perfil para caracterizar el entorno fosfato-sedimentario en la mina Al-Sharquieh, Siria. El electrodo C en el arreglo propuesto de tres electrodos no está fijo en el infinito, sino que se modificó brevemente y es móvil, donde OA=OB=OC=AB/2. La transformación del gradiente también se modificó para tomar en cuenta la pequeña modificación geométrica del arreglo de los tres electrodos. El trabajo muestra varias formas útiles para representar los datos de resistividad obtenidos con esta adaptación. Las medidas convencionales de resistividad ρAB aparentemente tradicionales, tienen baja resolución, contrariamente a la transformación del gradiente que muestra, en todos los ejemplos analizados, alta resolución en todas direcciones. La transformación del gradiente es muy sensible a los márgenes verticales de las variaciones litológicas, de las zonas fracturadas y de falla, y por lo tanto puede utilizarse como una herramienta cualitativamente útil para interpretar los datos tradicionales de Sondeo Vertical Eléctrico (VES). Se puede obtener un máximo de información geoeléctrica cuando ρAB, la transformación del gradiente y ρAC/ ρBC se interpretan conjuntamente, tal como se presenta en este trabajo. Las variaciones litológicas del entorno de fosfato sedimentario en la mina de Al-Sharquieh se caracterizan utilizando el método propuesto de tres electrodos. Su eficacia puede probarse en varias aplicaciones en exploración minera y estructural. <![CDATA[A Graphic Processing Unit (GPU) based implementation of an incompressible two-phase flow model in porous media]]> Abstract In this paper a parallelization strategy of a fully implicit simulator for the numerical solution of the incompressible two-phase flow model in porous media is presented using GPUs (Graphics Processing Units). The mathematical model is based on the mass conservation equations for the water and oil phases. Mathematical formulation of Pressure-Saturation is used to simplify the numerical model. The Finite Volume technique and the Newton-Raphson method are used to discretize and linearize the partial differential equations, respectively. The construction of the Jacobian directly on the GPU is proposed, which reduces the information that needs to be exchanged between the CPU (Central Processing Unit) and the GPU. The simulator uses libraries that already include methods that belong to the Krylov subspace to solve linear equations systems. The results of three benchmark problems by using different grid sizes are compared. The performance of the numerical code developed is also evaluated. Results of the GPU against the CPU indicate that the numerical simulator reached 22x of speed up to build the Jacobian, and 3x of speed up for executing the whole numerical code by using the GPU parallelization.<hr/>Resumen En este trabajo se presenta una estrategia de paralelización de un simulador completamente implícito para la solución numérica del modelo de flujo bifásico incompresible en medios porosos usando unidades de procesamiento gráfico (GPU, por sus siglas en inglés). El modelo matemático está basado en las ecuaciones de conservación de masa para las fases agua y aceite. Se utiliza la formulación Presión-Saturación para simplificar el modelo numérico. La técnica de Volumen Finito y el método de Newton-Raphson se usan para discretizar y linealizar las ecuaciones diferenciales parciales, respectivamente. Se propone la construcción del Jacobiano directamente en la GPU, lo que reduce la información que debe intercambiarse entre la CPU (Unidad Central de Procesamiento CPU, por sus siglas en inglés) y la GPU. El simulador utiliza bibliotecas que ya incluyen los métodos del subespacio de Krylov para resolver sistemas de ecuaciones lineales. Se comparan los resultados de tres problemas de referencia utilizando diferentes tamaños de malla. También se evalúa el rendimiento del código numérico desarrollado. Los resultados de la GPU versus CPU indican que el simulador numérico alcanzó hasta 22x de aceleración para construir el Jacobiano y 3x de aceleración para ejecutar el código numérico completo usando la paralelización GPU.