Propriétés des eaux souterraines

Composition: La nature géologique du sol détermine la composition chimique des eaux souterraines. L'eau est constamment en contact avec la terre sur laquelle elle stagne ou circule, ainsi l'équilibre se développe entre la composition du sol et celle de l'eau: c.-à-d. une eau qui circule dans un substratum sableux ou granitique est acide et possède quelques minerais. Une eau qui circule dans les calcaires contient l'alcalinité des bicarbonates. Le tableau suivant est un comparatif entre les caractéristiques de l'eau de surface et celles de l'eau souterraine en se basant sur les paramètres principaux d'analyse. [1] 

Les principales caractéristiques des eaux souterraines sont : une turbidité faible, une température et une composition chimique constantes, et absence presque totale d'oxygène. Les eaux souterraines de circulation peuvent avoir de grandes variations de composition avec l'apparition de polluants et de divers contaminants. En outre, les eaux souterraines sont souvent très pures, microbiologiquement parlant.

Mouvement: les eaux souterraines ont un mouvement constant, bien qu'elles doivent traverser des passages complexes entre les espaces libres des roches. Tout d'abord, les eaux souterraines s'écoulent vers le bas grâce à la gravité. Mais elles peuvent également se déplacer vers le haut pour aller depuis des secteurs de haute pression vers des secteurs de plus basse pression.
Le taux d'écoulement d'eaux souterraines est commandé par deux propriétés de la roche : la porosité et la perméabilité.  La porosité est le volume des vides (pores) exprimé en pourcentage du volume total. Ceci détermine la quantité d'eau qu'une roche peut contenir. Dans les sédiments ou les roches sédimentaires, la porosité dépend de la taille des grains, de la formes des grain, de la granulométrie, et du degré de cémentation. La perméabilité est une mesure du degré auquel les pores sont reliés ensemble, et de la taille des interconnexions. Une faible porosité a habituellement pour conséquence une faible perméabilité mais, une porosité élevée n'implique pas nécessairement une perméabilité élevée. Il est possible d'avoir une roche fortement poreuse avec peu ou pas d'interconnexions entre les pores. Un bon exemple de roche avec une porosité élevée et une faible perméabilité est la roche volcanique vésiculaire, où les bulles qui, une fois qu'elles contiennent du gaz, donnent à la roche une grande porosité mais, du fait que ces trous ne sont pas connectés entre eux, la roche a une faible perméabilité. [2]

Débit et vitesse:

La vitesse de déplacement des eaux souterraines à travers une zone saturée dépend de la perméabilité de la roche et du gradient hydraulique. Le gradient hydraulique est défini comme la différence d'altitude entre deux points de la table de l'eau divisée par la distance entre ces deux points. La vitesse, V est alors:

V = K(h₂ - h₁)/L                                    

K est le coefficient de perméabilité. Si nous multiplions cette expression par l'aire, A, par lequel l'eau se déplace, alors nous obtenons le débit Q (la loi de Darcy).

Q = A.K(h₂ - h₁)/L

Source et puits: Une source est un secteur sur la surface de la terre où la table de l'eau est à l'intersection de la surface et d'un point d'écoulement d'eau. Une source se forme lorsqu'une couche de roches imperméables (appelée une aquiclude) est en contact avec une couche de roches perméables qui contient de l'eau souterraine (une couche aquifère). La présence de source est étroitement liée à la géologie d'un secteur. Si un plancher rocheux imperméable, tel qu'un gisement d'argile, est à la base d'une couche de sol ou roche saturée, alors une source tendra à apparaître sur la pente où la couche d'argile affleure. Les roches plutoniques sont également imperméables à l'eau, pourtant elles sont souvent fragmentées, et les sources apparaissent généralement où ces ruptures viennent sur la surface.
Un puits est une fosse creusée ou forée assez profondément par l'homme pour intercepté la table de l'eau. Si le puits est creusé sous la table de l'eau, l'eau remplira l'espace ouvert au niveau de la table de l'eau, et pourra être récupérée par des seaux ou par pompage. Un puits artésien est un puits profondément foré de sorte que l'eau soit entraînée vers le haut grâce à la pression. La condition géologique nécessaire pour avoir un puits artésien est qu'une couche aquifère inclinée soit serrée entre des couches de roches imperméables. L'eau entre dans la couche aquifère à une altitude élevée et est filtrée par le bas à travers les pores. L'eau tenue dans ces espaces est sous pression en raison du poids de l'eau dans la partie de la couche aquifère au-dessus d'elle. Si un puits est foré de la surface de terre par le plancher imperméable sus-jacent à la couche aquifère, cette pression fera monter l'eau dans le puits. Dans les secteurs où la pente de la couche aquifère est assez grande, la pression conduira l'eau au-dessus du niveau du sol sous forme d'une spectaculaire fontaine.
L'eau d'un puits artésien ou d'une source est habituellement froide et exempte de contaminants organiques, la rendant ainsi potable.

Source [2]

Puits [2]

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