Objectifs de la leçon

• Définir les eaux souterraines.
• Expliquer l’emplacement, l’utilisation et l’importance des aquifères.
• Définissez les sources.
• Décrivez comment les puits fonctionnent et pourquoi ils sont importants.

Vocabulaire

• aquifère
• action capillaire
• imperméable
• perméabilité
• porosité
• ressort
• affaissement
• nappe phréatique
• puits

Introduction

Bien que cela puisse paraître surprenant, l’eau souterraine est courante. Habituellement, les eaux souterraines se déplacent lentement et silencieusement sous la surface, mais à certains endroits, elles bouillonnent à la surface aux sources. Les produits de l’érosion et des dépôts par les eaux souterraines ont été décrits dans le chapitre sur l’érosion et les dépôts.

Eaux souterraines

Les eaux souterraines sont le plus grand réservoir d’eau douce liquide sur Terre et se trouvent dans les aquifères, poreux roches et sédiments avec de l’eau entre les deux. L’eau est attirée par les particules du sol et l’action capillaire, qui décrit comment l’eau se déplace à travers un milieu poreux, déplace l’eau du sol humide vers les zones sèches.

Les aquifères se trouvent à différentes profondeurs. Certains sont juste sous la surface et certains se trouvent beaucoup plus profondément sous la surface du sol. Une région peut avoir plus d’un aquifère en dessous et même la plupart des déserts sont au-dessus des aquifères. La région source d’un aquifère sous un désert est probablement loin de l’endroit où se trouve l’aquifère; par exemple, il peut s’agir d’une zone de montagne.

La quantité d’eau disponible pour pénétrer dans les eaux souterraines d’une région est influencée par le climat local, la pente du terrain, le type de roche trouvée à la surface, le couvert végétal, l’utilisation des terres dans la région et la rétention d’eau, qui est la quantité d’eau qui reste dans le sol. Plus d’eau pénètre dans le sol où il y a beaucoup de pluie, des terrains plats, des roches poreuses, des sols exposés et où l’eau ne remplit pas déjà le sol et la roche.

Le temps de séjour de l’eau dans une eau souterraine l’aquifère peut durer de quelques minutes à des milliers d’années. Les eaux souterraines sont souvent appelées «eau fossile» car elles sont restées dans le sol pendant si longtemps, souvent depuis la fin des périodes glaciaires.

Aquifères

Caractéristiques d’un aquifère

Pour être un bon aquifère, la roche de l’aquifère doit avoir une bonne:

• porosité: petits espaces entre les grains
• perméabilité: connexions entre pores

Cette animation montre la porosité et la perméabilité. Les gouttelettes d’eau se trouvent dans les pores entre les grains de sédiments, ce qui correspond à la porosité. Lorsque l’eau peut voyager entre les minerais, c’est la perméabilité. http://www.nature.nps.gov/GEOLOGY/usgsnps/animate/POROS_3.MPG

Pour atteindre un aquifère, l’eau de surface s’infiltre vers le bas dans le sol à travers de minuscules espaces ou pores dans la roche. L’eau descend à travers la roche perméable jusqu’à atteindre une couche qui n’a pas pores; cette roche est imperméable (figure ci-dessous). Cette couche de roche imperméable forme la base de l’aquifère. La surface supérieure à laquelle l’eau souterraine atteint est la nappe phréatique.

La nappe phréatique

Pour qu’un aquifère d’eau souterraine contienne la même quantité d’eau, la quantité de recharge doit être égale à la quantité de rejet . Quelles sont les sources probables de recharge? Quelles sont les sources probables de rejet?

Dans les régions humides, les cours d’eau sont alimentés par les eaux souterraines; la surface du ruisseau est le haut de la nappe phréatique (figure ci-dessous). Dans les régions sèches, l’eau s’infiltre du ruisseau dans l’aquifère. Ces cours d’eau sont souvent secs une bonne partie de l’année. L’eau quitte un réservoir d’eau souterraine dans les ruisseaux ou les sources. Les gens prennent aussi l’eau des aquifères.

Qu’arrive-t-il à la nappe phréatique lorsqu’il y a beaucoup de pluie? Que se passe-t-il en cas de sécheresse? Bien que les niveaux des eaux souterraines n’augmentent pas et ne diminuent pas aussi rapidement qu’à la surface, avec le temps, la nappe d’eau augmentera pendant les périodes humides et diminuera pendant les sécheresses.

L’un des types d’aquifères les plus intéressants, mais extrêmement atypiques, se trouve en Floride. Bien que les aquifères soient très rarement des rivières souterraines, en Floride, l’eau a dissous le calcaire de sorte que les cours d’eau se déplacent sous terre et au-dessus du sol (Figure ci-dessous).

Utilisation des eaux souterraines

Les eaux souterraines sont une source d’eau extrêmement importante pour les humains. Les eaux souterraines sont une ressource renouvelable et leur utilisation est durable lorsque l’eau pompée de l’aquifère est reconstituée. Il est important pour quiconque a l’intention de creuser un puits de savoir à quelle profondeur se trouve la nappe phréatique.Parce que l’eau souterraine implique une interaction entre la Terre et l’eau, l’étude de l’eau souterraine est appelée hydrogéologie.

Certains aquifères sont surutilisés; les gens pompent plus d’eau qu’il n’en remplace. Au fur et à mesure que l’eau est pompée, la nappe phréatique baisse lentement, ce qui oblige à creuser plus profondément les puits, ce qui demande plus d’argent et d’énergie. Les puits peuvent s’assécher complètement s’ils ne sont pas assez profonds pour atteindre la nappe phréatique abaissée.

L’aquifère d’Ogallala fournit environ un tiers de l’eau d’irrigation aux États-Unis (figure ci-dessous). L’aquifère se trouve entre 30 et 100 mètres de profondeur sur environ 440 000 kilomètres carrés! L’eau de l’aquifère provient principalement de la dernière période glaciaire.

L’aquifère d’Ogallala est largement utilisé par les gens pour les besoins municipaux et agricoles.

Environ huit fois plus d’eau est prélevée dans l’aquifère d’Ogallala chaque année qui est reconstitué. Une grande partie de l’eau est utilisée pour l’irrigation (figure ci-dessous).

L’abaissement de la nappe phréatique peut faire couler la surface du sol. Un affaissement peut se produire sous les maisons et autres structures (figure ci-dessous).

Lorsque les aquifères côtiers sont surexploités, l’eau salée de l’océan peut pénétrer dans l’aquifère, contaminant l’aquifère et le réduisant utile pour boire et irriguer. L’incursion d’eau salée est un problème dans les régions côtières développées, comme à Hawaï.

Sources

L’eau souterraine rencontre la surface d’un ruisseau, comme illustré ci-dessus, ou d’une source (Figure ci-dessous) . Un ressort peut être constant ou ne couler qu’à certaines périodes de l’année.

Les villes dans de nombreux endroits dépendent de l’eau des sources. Les sources peuvent être une source d’eau extrêmement importante dans les endroits où l’eau de surface est rare (Figure ci-dessous).

Puits

Un puits est créé en creusant ou en forant pour atteindre les eaux souterraines. Lorsque la nappe phréatique est proche de la surface, les puits sont une méthode pratique pour extraire l’eau. Lorsque la nappe phréatique est loin sous la surface, un équipement spécialisé doit être utilisé pour creuser un puits. La plupart des puits utilisent des pompes motorisées pour amener l’eau à la surface, mais certains exigent encore que les gens utilisent un seau pour aspirer l’eau (Figure ci-dessous).

Résumé de la leçon

• L’eau souterraine est la plus grande réservoir d’eau douce.
• La nappe phréatique est le sommet d’un aquifère sous lequel se trouve de l’eau et au-dessus de la roche ou du sol mélangé à l’air.
• Les aquifères sont des zones souterraines de sédiments ou de roches qui retiennent l’eau souterraine.
• Un aquifère a besoin d’une bonne porosité et perméabilité.
• Là où l’eau souterraine croise la surface du sol, une source peut se former.
• Les gens creusent ou forent des puits pour accéder aux eaux souterraines.

Questions de révision

1. Qu’est-ce que les eaux souterraines?

2. Quelle est la nappe phréatique?

3. Que sont les aquifères et pourquoi sont-ils si importants?

4. La reconstitution d’un aquifère est importante car elle fait de l’aquifère une ressource qui peut durer longtemps. Selon vous, quels sont les moyens de conserver la même quantité d’eau utilisée et la quantité d’eau reconstituée?

5. Comment fonctionne un puits?

6. Étant donné que les eaux souterraines sont largement invisibles de la surface, comment pouvez-vous surveiller comment les humains affectent la quantité d’eau souterraine dans un aquifère?

Lectures complémentaires / Liens supplémentaires

Points à considérer

• L’eau d’une rivière ou d’un puits est-elle plus susceptible d’être potable?
• Pourquoi la surutilisation des eaux souterraines est-elle une grande préoccupation?
• Quelles politiques pourraient personnes mises en place pour conserver les niveaux d’eau dans les lacs et les aquifères?