La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

IUP/GSI: Notions dHydrogéologie Lorenzo Spadini 1. Composition des eaux continentales 2. Définition et exemples daquifères Cycle hydrique Aquifères alluvionnaires.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "IUP/GSI: Notions dHydrogéologie Lorenzo Spadini 1. Composition des eaux continentales 2. Définition et exemples daquifères Cycle hydrique Aquifères alluvionnaires."— Transcription de la présentation:

1 IUP/GSI: Notions dHydrogéologie Lorenzo Spadini 1. Composition des eaux continentales 2. Définition et exemples daquifères Cycle hydrique Aquifères alluvionnaires Aquifères karstiques Aquifères fissurés Aquifères multicouches, aquifères captifs, porosité & perméabilité 3. La carte piézométrique Hydrogéologie régionale… Carte piézométrique, hydroisohypses, surface piézométrique Méthode dinterpolation triangulaire Axes découlements: avec exercice 4. La loi de Darcy Porosité et Perméabilité La loi de Darcy

2 Eau de pluie: PEU CHARGEE: eau pure + gaz dissous (N 2, O 2, CO 2, HCO 3- ) Eau souterraine: CHARGE MOYENNE: Cations majeurs: Ca ++, Mg ++, K +, Na + Anions majeurs: HCO 3-, SO 42-, NO 3-, Cl - Composant neutre: Si(OH) 4,. Dissolution des minéraux constituant les roches de laquifère: Solubilités et Vitesses de dissolution des minéraux: -. Eau hydrothermale FORTEMENT CHARGEE Cations: Fe(II), + cations eau potable Anions: H 2 S au lieu de SO 42- Degazage de H 2 S toxique et très nauséabonde, et loxidation du Fer de Fe(II) en Fe(III) suite au contacte avec loxygène. Eau de mer: TRES FORTEMENT CHARGEE Cations majeurs: Na +, Mg ++, Ca ++, K +, Anion majeurs: Cl -, SO 42-, Océan = bassin dévaporation: Na + et Cl -, sont très solubles >> concentrations élevées Cycle de leau

3 PERRIER Composition des eaux minérales

4 Cycle hydrique

5 neige précipitations infiltration inondations propagation crue transport sédiments échanges nappe rivière pollution morphologie hydrologie urbaine risques Evaporation Zone dalimentation relativement importante Zone dalimentation dimportance réduite Le Bassin versant

6 Remplissage alluvionnaire Limite zone saturée ZS vs. zone non saturée ZNS Battement de nappes Définition possible dune surface piézométrique (~ hauteur deau pour les nappes libres) 1) Aquifères alluvionnaires

7 Circulation rapide >> filtration peu efficace, >> dégradation incomplète de la matière organique >> problèmes de qualités de leau (germes pathogènes, matières fécales, turbidité) >> Traitement de leau ayant circulé dans ces massifs Système sensible aux crues >> débit des sources variables, >> crues ~ pièges de spéléologues >> Qualité de leau très variable (orage synonyme darrivées deaux turbides). Leau se fait rare en surface > peu de centres urbains sur les plateaux (exemples : massif du Vercors, Chartreuse) Difficile localisation de leau dans le sous-sol a partir de la surface >> recherche d'eau fastidieuse, forages profonds. Eau circulant dans des chenaux sur différents niveaux, du fait… Calcite composante minérale essentielle 2) Aquifères karstiques

8 3) Milieux fissurés Tunnel Colonne deau à élévation importante >> forte charge Eau circulant dans les fissures générées par contraintes tectoniques Pas de desseins de dissolution chimiques prépondérantes à grande échelle karst Risques géotechniques en fonction de charges deau potentiellement importantes Filtration, qualité etc. simile karst.

9 Aquifères alluvionnaires comparés aux milieux fissurés: Facilité de prédiction de la présence deau: La présence dune zone saturée et dun milieu poreux constitué de petits pores interconnectés (interstices entre galets, grains de sables & fines) permet naturellement une facile prédiction du niveau deau dans le sous-sol dun point à lautre. Bonne filtration, vitesses de circulation faibles > meilleure qualité, effets de crues relativement tamponnés par limportant volume disponible en sous-sol (battements de nappes), etc.

10 Exemples daquifères multicouches Dépôts argileux en régime découlemetn faible (milieu lacustre, front de vallée etc.) La couche de séparation argileuse génère deux systèmes hydriques à charge différentes. On imagine des charges dépassant la limite de la surface du sol par la situation suivante: Hétérogénéités locales Formation imperméable Surface piézométrique Nappe libre Nappe captive Formation perméable Symbole de limite de captivité ZNS ZS

11 Captivités et Sources Représentation schématique des écoulements au niveau des sources de la Rive (Bourg dOisans) dans la vallée de la Romanche. Ce type daquifère est caractéristique de la région de Grenoble et cest dans des aquifères équivalents, sur le Drac ou sur la Romanche plus au sud, quest pompée leau qui alimente Grenoble. Autres sources en milieux à pente raide: * Eboulis * Cônes de déjection

12 Quelques paramètres hydrogéologiques Porosité: V V / V tot (volume des vides divisé le volume total) Perméabilité K : Résistance à lavancement de leau Plus la taille des grains est faible plus la résistance à lavancement de leau est importante. Les formations argileuses sont considérées comme imperméables en terme de production deau.

13 Vitesse et mode de circulation des eaux souterraines Aquifères alluvionnaires superficiels: ~ 1 à 10 km/an > bonne filtration et apports adéquats Milieux fissurés: circulation beaucoup plus rapide, ~ km/jour ou plus > mauvaise filtration & qualité. Aquifères profond (eau à peu deau > il faut ménager les ressources difficilement renouvelables. Le mouvement de leau dans le sous-sol peut être comparé à lécoulement dun liquide visqueu – leau doit contourner les objets ce qui lui confère cette caractéristique imagée. Le pompage générera ainsi un rabattement de la nappe – similaire à ce qui pourrait correspondre au retrait ponctuel de miel dans un pot.

14 Vallée du DRAC: Schéma géologique simplifié

15 Carte des côtes piézométrique

16 Isopièzes (ou hydroisohypses) Courbes de mêmes niveau deau (cas de nappes libres). Plus précisèment courbes de même pression hydrostatique.

17 Carte Piézométrique Piézomètre: tube dobservation du niveau deau planté dans le sol. Coté. Hydroisohypse (synonyme isopièze): courbe de même niveau deau dans le sous-sol (cas des nappes libres). Plus précisément: courbes de même pression hydrostatique. Carte piézométrique: Carte donnant les niveaux deau dans le sous-sol. Surface piézométrique: niveau deau (variable) dans le sous-sol. Généralement tracé le long dune coupe. Axe découlement: flèche pointant vers le bas, en direction de la plus grande pente sur une carte piézométrique.

18 Les axes découlement

19 Interpolation par méthode des triangles Interpolation sur 3 piézos voisins… … suivi du lissage après finition de la carte

20 Carte piézométrique de la tête de Bièvre…

21 Parenthèse: protection des captages deau potable Récupération des eaux propres Protection contre infiltration des eaux superficielles !!!

22 La Loi de Darcy A (Section de passage totale) A eau / A tot ~ V eau / V tot = Q/A = K i = v ap [m/s] Q/A/ = K i / = v eff [m/s] ou: v ap / v ef = : porosité V: Volume [m 3 ] v: vitesse (ap=apparente; ef=efficace ou réelle) [m/s]

23 Manips sur bac à sable h2 h3 h4 h1 S1 S2 S3 Gradients hydrauliques linéarisés Arrivée d'eau Niveau d'eau (surface piézo- métrique) ΔL 1 ΔL 2 ΔL 3 Loi de Darcy Q = K A i * mesurer A et i sur 3 sections dans le bac à sable (linéarisation de léquation de Dupuis * Les produits A * i sur les trois sections 1, 2, 3 doivent être constant! Pourquoi ?

24 Exercices 1) Placer les axes découlement sur la carte piézométrique (carte dans polycop). 2) Construire les hydroisohypses manquantes par méthode de triangulation 3) Lisser les hydroisohypses obtenues; extrapoler vers les murs imperméables. 4) Déterminer si oui ou non les puits de la ville de Grenoble peuvent recevoir des eaux souterraines provenant des zones industrielles (Jarrie et Fontagnieux).

25 Corrections Exercice 1

26 Corrections Exercice 2


Télécharger ppt "IUP/GSI: Notions dHydrogéologie Lorenzo Spadini 1. Composition des eaux continentales 2. Définition et exemples daquifères Cycle hydrique Aquifères alluvionnaires."

Présentations similaires


Annonces Google