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5.7 : Eaux souterraines - Géosciences

5.7 : Eaux souterraines - Géosciences


Aperçu

Il est préférable de ne pas considérer les eaux souterraines comme des lacs et des ruisseaux souterrains (qui n'existent qu'occasionnellement dans les grottes). Au lieu de cela, pensez à l'eau souterraine qui s'infiltre lentement d'un minuscule pore de la roche à un autre. Êtes-vous déjà allé à la plage et avez-vous creusé un trou pour le remplir d'eau de la base ? Si oui, vous aviez atteint la nappe phréatique, la limite entre les zones non saturées et saturées. Les roches et le sol juste sous la surface de la terre font partie de la zone non saturée, et les espaces interstitiels y sont remplis d'air. Une fois la nappe phréatique atteinte, les roches et les pores du sol se remplissent d'eau, dans la zone saturée.

On dit que la nappe phréatique imite la topographie, en ce sens qu'elle se situe généralement près de la surface du sol (souvent à des dizaines de pieds sous la surface, bien que cela puisse varier considérablement selon l'emplacement). La nappe phréatique s'élève avec les collines et descend avec les vallées, se déversant souvent dans les ruisseaux. La nappe phréatique reçoit des apports supplémentaires au fur et à mesure que les précipitations s'infiltrent dans le sol, appelée recharge. Sa position est dynamique – pendant les sécheresses, la nappe phréatique baisse et pendant les périodes humides, elle monte.

Deux propriétés importantes de l'eau souterraine qui influencent sa disponibilité et son mouvement sont la porosité et la perméabilité. Porosité fait référence à l'espace ouvert ou vide dans la roche. Il est exprimé en pourcentage du volume de l'espace ouvert par rapport au volume total de la roche. La porosité varie selon le type de roche. De nombreuses roches avec des cristaux étroitement imbriqués (telles que les roches ignées et métamorphiques) auront une faible porosité car elles manquent d'espace ouvert. Les roches sédimentaires composées de sédiments bien triés ont tendance à avoir une porosité élevée en raison des espaces abondants entre les grains qui les composent. Pour imaginer cela, imaginez une pièce remplie du sol au plafond de ballons de basket (semblable à un rocher composé entièrement de grains de sable). Maintenant, ajoutez de l'eau dans la pièce. La pièce pourra contenir beaucoup d'eau car les ballons de basket ne sont pas trop serrés en raison de leur forme. Ce serait un exemple de porosité élevée.

Perméabilité fait référence à la capacité d'un matériau géologique à transporter des fluides. Cela dépend de la porosité à l'intérieur de la roche, mais aussi de la taille de l'espace ouvert et de la façon dont ces espaces ouverts sont interconnectés. Même si le matériau est poreux, l'eau ne le traversera pas si les espaces ouverts ne sont pas connectés. Les roches perméables font du bien aquifères, unités géologiques capables de fournir une quantité importante d'eau. Les roches sédimentaires telles que le grès et le calcaire sont de bons aquifères. Les roches imperméables forment des couches de confinement et empêchent l'écoulement de l'eau. Des exemples de couches de confinement seraient les roches sédimentaires comme le schiste (fait de minuscules grains d'argile et de limon) ou les roches ignées ou métamorphiques non fracturées. Dans un aquifère libre, le sommet de l'aquifère est la nappe phréatique.

Les eaux souterraines s'écoulent généralement des zones d'altitude plus élevée vers des altitudes plus basses dans le sous-sol peu profond. Notez les chemins d'écoulement dans la figure 5.11. Environ 20 % de l'eau utilisée aux États-Unis est de l'eau souterraine, et cette eau a le potentiel d'être contaminée, principalement par les eaux usées, les décharges, l'industrie et l'agriculture. Le mouvement des eaux souterraines contribue à répandre les polluants, ce qui rend le confinement un défi.


5.7 : Eaux souterraines - Géosciences

Carte générée 7/2/2021 07:08:45 AM

Surveillance des eaux souterraines
Page d'aide

Puits du réseau représentés sur la carte de localisation du comté de Middlesex, NJ
Remarque : les nuances de couleur dans le tableau ci-dessous indiquent plusieurs puits qui se présentent sous la forme d'un seul point sur la carte de localisation de l'état ci-dessus.
Noter: BLS = Niveau d'eau en pieds sous la surface du sol, DRV = Niveau d'eau référencé à une référence verticale
Carte
Indice
ID du site Nom du siteLe plus récent
La mesure
Datebien
Profondeur
Aquifère local
1 401932074352901 230273-- Observation de l'étang de Plainsboro 27.92 BLS 5/7/2021 75.0 Système aquifère Magothy-raritan-potomac, aquifère moyen
2 402015074275701 230228-- Forsgate 3 Obs 83.14 BLS 5/7/2021 138 Old Bridge Sand Membre de la Formation de Magothy
3 402109074301301 230291-- Forsgate 1 Obs 35.15 BLS 6/16/2021 203 Farrington Sand Membre de la Formation de Raritan
4 402109074301302 230292-- Forsgate 2 Obs 30.52 BLS 6/16/2021 104 Old Bridge Sand Membre de la Formation de Magothy
5 402143074185201 230104-- Morrell 1 Obs 5.04 BLS 7/1/2021 11.0 Englishtown Formation
6 402536074201801 230194-- Runyon 1 Obs 12.41 BLS 5/7/2021 281 Farrington Sand Membre de la Formation de Raritan
7 402553074271701 230070-- Fischer Obs 15.23 BLS 7/1/2021 21.0 Farrington Sand Membre de la Formation de Raritan
8 402558074201301 230344-- Sayreville 2 Obs 3.87 BLS 5/7/2021 37.0 Old Bridge Sand Membre de la Formation de Magothy
9 402608074195701 230351-- Sayreville 1 Obs 12.16 BLS 5/7/2021 82.0 Old Bridge Sand Membre de la Formation de Magothy
10 402623074212701 230365-- Duhsay 4 Obs 3.21 BLS 5/7/2021 160 Farrington Sand Membre de la Formation de Raritan
11 402633074220001 230439 -- Rivière du Sud 2 Obs 11.67 BLS 5/7/2021 136 Farrington Sand Membre de la Formation de Raritan
12 403300074202901 231491 -- MW134A -0.34 BLS 6/16/2021 34.2 Formation passaïque

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* Les références à des produits n'appartenant pas au Département de l'intérieur (DOI) ne constituent pas une approbation par le DOI.

Département américain de l'Intérieur | Commission géologique des États-Unis
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5.7 : Eaux souterraines - Géosciences

Carte générée 7/2/2021 06:54:35 AM

Surveillance des eaux souterraines
Page d'aide

Puits du réseau représentés sur la carte de localisation du comté de Palm Beach, Floride
Remarque : les nuances de couleur dans le tableau ci-dessous indiquent plusieurs puits qui se présentent sous la forme d'un seul point sur la carte de localisation de l'état ci-dessus.
Noter: BLS = Niveau d'eau en pieds sous la surface du sol, DRV = Niveau d'eau référencé à une référence verticale
Carte
Indice
ID du site Nom du siteLe plus récent
La mesure
Datebien
Profondeur
Aquifère local
1 262130080080701 PB-1684 7.61 DRV 6/10/2021 40 Système aquifère superficiel
2 262159080054201 PB-1680 8.80 BLS 6/10/2021 40 Système aquifère superficiel
3 262209080044702 PB-1669 8.37 BLS 6/11/2021 131 Système aquifère superficiel
4 262218080070101 PB - 732 8.12 BLS 6/10/2021 100 Système aquifère superficiel
5 262313080044401 PB-1457 12.59 BLS 6/11/2021 193 Système aquifère superficiel
6 262317080074601 PB-1491 6.32 BLS 7/1/2021 138 Système aquifère superficiel
7 262410080090801 PB-1661 7.24 BLS 6/10/2021 25 Système aquifère superficiel
8 262755080040101 PB-1707 12.00 BLS 6/1/2021 182.7 Système aquifère superficiel
9 262755080041101 PB-1714R 15.71 BLS 4/27/2021 160 Système aquifère superficiel
10 263021080070102 PB-1628 6.02 BLS 11/16/2020 109 Système aquifère superficiel
11 263044080035102 PB -1195 19.05 BLS 6/1/2021 325 Système aquifère superficiel
12 263255080133601 PB -1576 0.34 BLS 11/17/2020 160 Système aquifère superficiel
13 263328080085201 PB - 445 3.38 BLS 11/16/2020 11.4 Système aquifère superficiel
14 263453080031501 PB-1717 9.50 BLS 6/1/2021 148 Système aquifère superficiel
15 263524080124301 PB - 683 0.86 BLS 11/16/2020 17 Système aquifère superficiel
16 263633080031401 PB-1723 6.96 BLS 4/27/2021 318 Système aquifère superficiel
17 263656080033502 PB-1639 5.94 BLS 11/16/2020 25 Système aquifère superficiel
18 264005080233501 PB - 99 3.30 BLS 11/16/2020 20 Système aquifère superficiel
19 264050080435501 PB-1842S 4.75 BLS 5/6/2021 34.6 Système aquifère superficiel
20 264050080435502 PB-1842I 4.22 BLS 5/6/2021 68.8 Système aquifère superficiel
21 264050080435503 PB-1842D 4.35 BLS 5/6/2021 105 Système aquifère superficiel
22 264123080053801 PB - 809 9.92 BLS 7/1/2021 150 Système aquifère superficiel
23 264154080480301 PB -1822 4.74 BLS 5/7/2021 190 Système aquifère superficiel
24 264154080480302 PB-1822S 3.74 BLS 5/10/2021 60 Système aquifère superficiel
25 264208080192201 PB - 685 0.93 BLS 11/17/2020 17 Système aquifère superficiel
26 264343080511601 PB-1843S 6.36 BLS 5/10/2021 30 Système aquifère superficiel
27 264343080511602 PB -1843I 4.83 BLS 5/10/2021 62 Système aquifère superficiel
28 264343080511603 PB-1843D 3.99 BLS 5/10/2021 105 Système aquifère superficiel
29 264814080414301 PB -1819 9.29 BLS 5/7/2021 135.00 Système aquifère superficiel
30 264814080414302 PB-1819S 9.44 BLS 5/7/2021 60 Système aquifère superficiel
31 264839080115001 PB-1662 1.31 BLS 11/17/2020 25 Système aquifère superficiel
32 264926080394501 PB-1848S 7.95 BLS 5/7/2021 33.4 Système aquifère superficiel
33 264926080394502 PB-1848I 8.00 BLS 5/7/2021 54.5 Système aquifère superficiel
34 264926080394503 PB-1848D 5.49 BLS 5/7/2021 115 Système aquifère superficiel
35 264930080394701 PB-1847S 8.55 BLS 5/7/2021 29.4 Système aquifère superficiel
36 264930080394702 PB -1847I 8.59 BLS 5/7/2021 54.1 Système aquifère superficiel
37 264930080394703 PB-1847D 6.41 BLS 5/7/2021 115 Système aquifère superficiel
38 265106080241402 PB - 831 3.56 BLS 6/21/2021 25 Système aquifère superficiel
39 265138080375801 PB -1818 5.66 BLS 5/5/2021 145 Système aquifère superficiel
40 265138080375802 PB-1818S 6.32 BLS 5/5/2021 45 Système aquifère superficiel
41 265142080374201 PB -1817 5.21 BLS 5/6/2021 130.9 Système aquifère superficiel
42 265142080374202 PB-1817S 5.07 BLS 5/6/2021 55 Système aquifère superficiel
43 265200080373101 PB-1846S 4.20 BLS 5/4/2021 40 Système aquifère superficiel
44 265200080373102 PB -1846I 4.42 BLS 5/4/2021 67.4 Système aquifère superficiel
45 265200080373103 PB-1846D 3.12 BLS 5/4/2021 114.6 Système aquifère superficiel
46 265208080373901 PB-1845S 4.99 BLS 5/4/2021 40 Système aquifère superficiel
47 265208080373902 PB-1845I 4.70 BLS 5/4/2021 68 Système aquifère superficiel
48 265208080373903 PB-1845D 4.30 BLS 5/4/2021 90 Système aquifère superficiel
49 265233080054001 PB-1642 6.50 BLS 11/17/2020 21 Système aquifère superficiel
50 265428080364501 PB -1816 5.56 BLS 5/5/2021 125 Système aquifère superficiel
51 265428080364502 PB-1816S 5.50 BLS 5/5/2021 55 Système aquifère superficiel
52 265519080364901 PB -1815 4.08 BLS 5/6/2021 118.4 Système aquifère superficiel
53 265519080364902 PB-1815S 3.69 BLS 5/6/2021 44. Système aquifère superficiel
54 265550080070701 PB-1732 5.17 BLS 6/1/2021 253 Système aquifère superficiel
55 265611080080201 PB-1733 8.16 BLS 6/1/2021 210 Système aquifère superficiel
56 265633080203001 PB - 689 1.71 BLS 6/30/2021 17 Système aquifère superficiel
57 265701080363101 PB-1844S 4.86 BLS 5/3/2021 32 Système aquifère superficiel
58 265701080363103 PB-1844D 5.16 BLS 5/3/2021 105 Système aquifère superficiel
59 265812080053901 PB - 565 2.45 BLS 7/1/2021 21.9 Système aquifère superficiel

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OMS (1993). Recommandations pour la qualité de l'eau potable (2e éd., Vol. 1, p. 188). Recommandations, Genève : Organisation mondiale de la santé.


Méthodes

Des échantillons ont été prélevés et analysés à partir de (je) ∼30 eaux de reflux/production de schiste Marcellus échantillonnées dans toute l'AP et fournies par des entités commerciales, (ii) l'un des puits domestiques d'origine, (iii) deux des puits qui ont été forés en remplacement des propriétaires qui étaient encore contaminés, (iv) une source de saumure naturelle (Salt Springs) située à environ 50 km dans le comté de Susquehanna, et (v) plusieurs puits d'eau potable à proximité de l'incident de pollution qui représentent le fond naturel. Ces puits de fond comprennent un puits de l'un des ménages déplacés, trois ménages non touchés situés à moins de 5 km des maisons touchées et une maison privée près de Salt Springs. Nous avons également obtenu et analysé un additif de forage commun (Airfoam HD). Les méthodologies d'échantillonnage sont décrites dans Texte SI.

Des sous-ensembles de ces échantillons ont été analysés par séparation chromatographique en phase gazeuse, en particulier en utilisant GCxGC-TOFMS, la spectrométrie de masse à rapport isotopique et la spectrométrie d'émission atomique à plasma à couplage inductif (ICP-AES) (voir Texte SI et tableau S3). GCxGC-TOFMS a déjà réussi à identifier des hydrocarbures dans la criminalistique du pétrole brut (13). Ici, le TOFMS a été utilisé pour détecter les analytes au fur et à mesure qu'ils s'éluaient de la deuxième colonne. Les concentrations ont été quantifiées, lorsque cela était possible, en analysant des échantillons avec des composés connus injectés en tandem avec l'échantillon. De plus, des normes de substitution ont été ajoutées à tous les échantillons avant l'extraction pour tenir compte de l'efficacité de l'extraction des échantillons.

Les analyses de gaz naturel disponibles réalisées lors des investigations avant règlement (Tableau S2 et Figs. S1 et S2) et réalisées sur un sous-ensemble des échantillons que nous avons collectés en novembre 2012 (Tableau S5) sont rapportées dans Texte SI.

Des tests de l'aquifère ont également été effectués en utilisant le puits domestique 4 comme puits de pompage et les autres puits d'origine et de remplacement comme puits de surveillance pour étudier les caractéristiques de l'aquifère peu profond (Fig. S3).


Surveillance des eaux souterraines

Ce texte complet présente dans les sections suivantes :

  • Surveillance des eaux souterraines dans le contexte réglementaire et international
  • Modélisation conceptuelle et conception de réseaux
  • Polluants des eaux souterraines et autres pressions
  • Normes de qualité des eaux souterraines et évaluation des tendances
  • Études de cas pour l'évaluation et la surveillance des eaux souterraines à la lumière de la législation de l'UE
  • Mesures des eaux souterraines
  • Associer les parties prenantes externes

Les éditeurs ont collecté des informations de pointe sur la surveillance de l'évaluation de la qualité des eaux souterraines auprès de la communauté internationale, fournissant une stimulation supplémentaire au travail de toutes les parties impliquées dans les défis que ce domaine crée pour assurer une évaluation solide de la qualité des eaux souterraines.

Commentaires

Biographies de l'auteur

Philippe Quevauviller, K.U. Louvain, Belgique et Commission CE, Bruxelles.

Anne-Marie Fouillac, BRGM, France (Institut des Géosciences).


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