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Keywords:

  • wastewater irrigation;
  • unsaturated zone;
  • water balance;
  • groundwater modelling;
  • salinity;
  • FILTER system;
  • vertical drainage;
  • China
  • irrigation avec eaux usées;
  • zone non saturée;
  • bilan hydrique;
  • modélisation des eaux souterraines;
  • salinité;
  • système FILTRE;
  • drainage vertical;
  • Chine

Abstract

This paper presents a groundwater modelling framework to assess the hydraulic loading and salinity impacts on the underlying groundwater system of a large-scale land-based effluent treatment system for treating urban sewage of Yanggao County in the north of Shanxi Province, China. This land-based treatment system is called “Filtration and Irrigated cropping for Land Treatment and Effluent Reuse” abbreviated as FILTER. The FILTER operations include intensive irrigation of crops with urban effluent, filtration through the soil matrix, and pumping and reuse of improved quality drainage water. Three sizes of FILTER were simulated using groundwater modelling techniques to (i) upscale the operations and benefits of an experimental FILTER site to a larger FILTER system to handle the larger volume of effluent and to (ii) assess the potential effects on the regional groundwater. The boundary flux analysis carried out to quantify the net impact of FILTER on the surrounding areas indicated that a well-designed and managed vertical drainage system can be used in a catchment-scale FILTER system for productive and environmentally friendly management of domestic wastewater in peri-urban areas. Results of this innovative and cost-effective technology from the field trials in Australia and China are promising for wider applications. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.

Cet article présente un cadre de modélisation des eaux souterraines pour évaluer les impacts hydraulique et de salinité sur les eaux souterraines d'un vaste système de traitement par épandage des eaux usées urbaines du Comté Yanggao, dans le nord de la province du Shanxi, en Chine. Ce système de traitement est appelé “filtration et irrigation pour le traitement par épandage et la réutilisation des effluents” en abrégé FILTRE. Les activités FILTRE comprennent l'irrigation intensive des cultures avec les effluents urbains, la filtration à travers la matrice du sol et le pompage et la réutilisation des eaux de drainage de qualité améliorée. Trois tailles de FILTRE ont été simulées en utilisant des techniques de modélisation des eaux souterraines pour (i) changer l'échelle de l'exploitation et des avantages d'un site expérimental FILTRE à un plus grand FILTRE pour gérer un plus grand volume d'effluents et (ii) évaluer les effets potentiels sur les eaux souterraines de la région. L'analyse aux limites des flux, réalisée pour quantifier l'impact net de FILTRE sur les zones environnantes, a indiqué qu'un système de drainage vertical bien conçu et géré peut être utilisé dans un FILTRE à l'échelle du bassin versant pour une gestion productive et écologique des eaux usées domestiques dans les zones périurbaines. Les résultats de cette technologie novatrice et rentable à partir des essais sur le terrain en Australie et en Chine sont prometteurs pour des applications plus larges. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.