Les aquifères sont des couches de roches souterraines saturées d'eau souterraine. L'aquifère peut être poreux et perméable et comprendre du calcaire fracturé, du limon, du gravier et du sable. L'hydrogéologie est l'étude de la caractérisation des aquifères et de la circulation de l'eau dans l'aquifère. Les roches fracturées comme les basaltes font un grand aquifère. Un aquifère n'est pas une rivière souterraine, mais une couche poreuse de roches. Les aquifères varient en profondeur et ceux qui sont le plus près de la couche supérieure, principalement utilisés pour l'irrigation et l'approvisionnement en eau, sont complétés par l'eau de pluie. Certains aquifères sont surexploités par la population locale, comme les aquifères situés le long du littoral de pays comme Israël et la Libye. Une utilisation accrue peut réduire la nappe phréatique et la contamination des eaux souterraines par l'eau salée de l'océan. En 2013, de nombreux aquifères d'eau douce ont été découverts en Afrique du Sud, en Chine, en Australie et en Amérique du Nord, contenant plus d'un demi million de kilomètres cubes d'eau faiblement salée.
La différence entre les aquifères saturés et non saturés
Bien que les aquifères ne disposent pas d’eau douce, l’eau souterraine est présente dans toutes les sous-couches peu profondes de la Terre. La surface de la terre est divisée en deux régions, la zone non saturée ou la zone vadose qui est remplie de poches d'air remplies d'eau et de la zone phréatique ou de la zone saturée qui comporte des espaces remplis d'eau. Dans les zones saturées, la pression de l'eau est généralement supérieure à la pression atmosphérique. La nappe phréatique représente un point où la pression de l'eau est égale à la pression atmosphérique. Des zones non saturées se produisent toujours sur la nappe phréatique où la pression est négative et l'eau qui remplit les pores de la matière aquatique est aspirée. Dans la zone non saturée, l'eau est maintenue par la force d'adhérence de la surface et elle monte par capillarité sur la nappe phréatique pour saturer la zone plus petite au-dessus de la zone saturée par un processus appelé saturation de la tension. L'eau présente dans le capillaire diminue à mesure que l'on s'éloigne de la région saturée. La pression dans les capillaires dépend de la taille des pores du sol. La tête capillaire est moins dans les sols sableux que dans les sols argileux qui ont des pores plus petits.
La différence entre les aquitards et les aquifères
Les aquifères sont les zones saturées de la sous-surface qui produisent une quantité d'eau raisonnable pour les sources et les puits. Aquitard est la zone de la croûte terrestre qui empêche le passage de l'eau d'un aquifère à l'autre. Un aquitard est constitué de roches non poreuses ou d'argile à faible conductivité hydraulique. Un aquitard imperméable est appelé aquifuge ou aquiciude. Dans les régions montagneuses, les aquifères sont des alluvions non consolidées constituées de couches horizontales composées de nombreux matériaux déposés par l'eau. En coupe transversale, l'alluvion ressemble à une couche alternée de matériaux grossiers et fins.
Aquifères Confinés
Il existe deux types d'aquifères, l'aquifère non confiné et l'aquifère confiné avec une petite couche semi-confinée entre les deux. L'aquifère non confiné est également appelé nappe phréatique puisque la couche supérieure se trouve sur la surface phréatique. Généralement, tous les aquifères peu profonds ne sont pas confinés, ce qui signifie qu’il n’ya pas de couche de confinement. Une pêche est la nappe phréatique qui s'accumule au-dessus des strates. Un aquifère pêché et un aquifère non confiné sont similaires, la seule différence entre eux étant leur taille; Les pêches sont beaucoup plus petites. Les aquifères confinés sont ceux recouverts par une couche de confinement. La couche de confinement protège l'aquifère de la contamination de surface.
Un test d'aquifère peut être utilisé pour différencier l'aquifère confiné de l'aquifère non confiné. Les valeurs confinées ont des valeurs de stockage plus faibles, ce qui signifie que cette couche stocke l'eau en utilisant le mécanisme d'expansion de la matrice des aquifères et la compressibilité de l'eau. La valeur de stockage d'une zone non confinée est supérieure à 0.01%, ce qui signifie qu'ils aident à libérer l'eau stockée.
La source des eaux souterraines
Les eaux souterraines existent dans les rivières souterraines généralement formées dans des grottes où l'eau peut circuler librement. Ces rivières se forment dans des régions calcaires érodées appelées la topographie karstique, qui représente un pourcentage infime de la croûte. Les espaces poreux des roches sont généralement remplis d'eau qui est pompée pour un usage municipal, agricole ou industriel. Une unité de roche fracturée de faible porosité peut créer un aquifère fiable à condition que sa conductivité hydraulique soit suffisante pour faciliter le mouvement de l'eau. La porosité est cruciale, mais sans conductivité hydraulique, une roche ne peut être un aquifère. Les roches dans les pièges Deccan dans le centre-ouest de l'Inde ont une porosité élevée avec une faible perméabilité, ce qui fait que ces pierres sont de mauvais aquifères. La craie microporeuse du sud-est de l'Angleterre présente une faible perméabilité et une porosité élevée. Le processus de fissuration et de microfracturation qu'ils subissent leur confère d'énormes propriétés de production d'eau.
L'exploitation humaine des aquifères
Une grande partie des terres de la Terre ont des aquifères sous eux à une profondeur considérable, et la population humaine vivant dans la région épuise ces aquifères à un taux très élevé. Les aquifères d'eau douce qui sont rechargés par la pluie ou la neige, également appelés eaux météoriques, sont surexploités et peuvent puiser de l'eau salée dans les eaux de surface ou les aquifères connectés. L’épuisement des eaux souterraines est un problème important, en particulier dans les zones où le pompage est excessif ou dans les régions côtières. À d'autres endroits, l'eau peut être contaminée par de nombreux poisons minéraux comme l'arsenic. Dans les zones arides, les populations utilisent des aquifères profonds pour l’irrigation et l’industrie. De nombreux villages et grandes villes tirent leur eau des puits des aquifères. Les aquifères sont essentiels dans l'agriculture et les établissements humains. D'énormes puits fournissent des approvisionnements en eau industriels, municipaux et industriels. De nombreux puits d’une source d’eau connue sous le nom de champs de captage tirent leur eau des aquifères non confinés et confinés. L'utilisation de l'eau des aquifères profonds empêche la contamination des eaux souterraines. D’autres puits appelés puits de captage induisent l’infiltration des eaux de surface des rivières.
Les aquifères qui alimentent les villes en eau douce et en eau à des fins d'irrigation sont près du sol et sont rechargés par les rivières et les eaux météoriques qui s'infiltrent dans les aquifères via les matériaux insaturés. Les aquifères fossiles fournissent de l'eau potable à de nombreuses zones urbaines. En Libye, le plus grand fleuve artificiel a pompé les eaux souterraines des aquifères du Sahara vers toutes les villes peuplées du pays. Le grand projet fluvial aurait peut-être permis à l'État d'économiser beaucoup d'argent, mais les aquifères seront à sec en moins de cent ans.
