Hydrogéologievignette|droite|redresse=1.2|Bloc-diagramme d'un karst recoupé par une rivière. Lhydrogéologie (de hydro-, eau et géologie, étude de la terre), également nommée hydrologie souterraine et plus rarement géohydrologie, est la science qui étudie l'eau souterraine. Son domaine d'étude repose essentiellement sur deux branches des sciences de la Terre, la géologie et l'hydrologie, mais aussi sur de nombreuses autres branches comme la géostatistique, la physique, la chimie, la biologie, la géochimie, l'hydrochimie, la géophysique, l'hydrodynamique, l'hydraulique souterraine, l'analyse numérique ainsi que des techniques de modélisation.
PorositéLa porosité est l'ensemble des vides (pores) d'un matériau, ces vides sont remplis par des fluides (liquides ou gaz). Les matériaux poreux sont très généralement des solides, mais il existe aussi des liquides poreux. La porosité est aussi une grandeur physique définie comme le rapport entre le volume des vides et le volume total d'un milieu poreux, sa valeur est comprise entre 0 et 1 (ou, en pourcentage, entre 0 et 100 %) : où : est la porosité, le volume des pores, et le volume total du matériau, c'est-à-dire la somme du volume de solide et du volume des pores.
Puits à eauUn puits à eau est le résultat d'un terrassement vertical, mécanisé (par forage, havage, etc.) ou manuel, permettant l'exploitation d'une nappe d'eau souterraine, autrement dit un aquifère. L'eau peut être remontée au niveau du sol grâce à un seau ou une pompe, manuelle ou non. Les puits sont très divers, que ce soit par leur mode de creusement, leur profondeur, leur volume d'eau, ou leur équipement. Les premiers puits étaient probablement de simples trous mal protégés des éboulements et qui n'ont pas résisté au temps et ont disparu.
Conductivité hydrauliqueLa conductivité hydraulique, généralement notée K, est une grandeur qui exprime l'aptitude d'un milieu poreux à laisser passer un fluide sous l'effet d'un gradient de pression. Dans le Système international d'unités elle s'exprime en mètres par seconde (m/s). La conductivité hydraulique est une grandeur qui dépend à la fois des propriétés du milieu poreux où l’écoulement a lieu (granulométrie, forme des grains, répartition et forme des pores, porosité intergranulaire), des propriétés du fluide qui s'écoule (viscosité, densité) et du degré de saturation du milieu poreux.
Groundwater modelGroundwater models are computer models of groundwater flow systems, and are used by hydrologists and hydrogeologists. Groundwater models are used to simulate and predict aquifer conditions. An unambiguous definition of "groundwater model" is difficult to give, but there are many common characteristics. A groundwater model may be a scale model or an electric model of a groundwater situation or aquifer. Groundwater models are used to represent the natural groundwater flow in the environment.
Eau souterrainevignette|LŒil du Néez (Rébénacq, Pyrénées-Atlantiques) est une émergence karstique captée par la ville de Pau. Les eaux souterraines sont toutes les eaux se trouvant sous la surface du sol, dans la zone de saturation et en contact direct avec le sol ou le sous-sol. En tant que ressource naturelle vitale et plus ou moins renouvelable et parfois transfrontalières, ces eaux posent des questions juridiques particulières. C'est parfois une source de conflit inter ethnique ou entre pays.
Essai de pompageLes essais de pompage sont réalisés lors des études hydrogéologiques. Ils permettent d'estimer le rayon d'action du pompage et de calculer le coefficient de perméabilité horizontal des terrains lorsque l'épaisseur de la couche aquifère est connue. Ces essais sont fréquemment mis en œuvre dans le cas de réalisation d'ouvrages enterrés (fondations, tranchées couvertes, déblais sous nappe...).
Aquifèrethumb|upright=1.7|L'aquifère peut stocker de l'eau souterraine. Un aquifère est un sol ou une roche réservoir originellement poreuse ou fissurée, contenant une nappe d'eau souterraine et suffisamment perméable pour que l'eau puisse y circuler librement. Les aquifères pourraient être utilisés dans des projets de séquestration géologique du dioxyde de carbone. On distingue aquifères poreux et aquifères lamellés : Dans les aquifères poreux, l'eau souterraine est soit contenue entre les grains (ex.
Loi de DarcyLa loi de Darcy est une loi physique qui exprime le débit d'un fluide incompressible filtrant au travers d'un milieu poreux. La circulation de ce fluide entre deux points est déterminée par la conductivité hydraulique ou le coefficient de perméabilité du substrat et par le gradient de pression du fluide. Dans le cas d'un cours d'eau ou d'un réservoir alimentant une nappe, ce gradient est lié à la hauteur de l'eau. Cette loi a été établie en 1856 par Henry Darcy, après qu'il eut réalisé diverses expérimentations visant à déterminer les lois régissant .
Well drainageWell drainage means drainage of agricultural lands by wells. Agricultural land is drained by pumped wells (vertical drainage) to improve the soils by controlling water table levels and soil salinity. Subsurface (groundwater) drainage for water table and soil salinity in agricultural land can be done by horizontal and vertical drainage systems. Horizontal drainage systems are drainage systems using open ditches (trenches) or buried pipe drains. Vertical drainage systems are drainage systems using pumped wells, either open dug wells or tube wells.
Groundwater flow equationUsed in hydrogeology, the groundwater flow equation is the mathematical relationship which is used to describe the flow of groundwater through an aquifer. The transient flow of groundwater is described by a form of the diffusion equation, similar to that used in heat transfer to describe the flow of heat in a solid (heat conduction). The steady-state flow of groundwater is described by a form of the Laplace equation, which is a form of potential flow and has analogs in numerous fields.
Groundwater pollutionGroundwater pollution (also called groundwater contamination) occurs when pollutants are released to the ground and make their way into groundwater. This type of water pollution can also occur naturally due to the presence of a minor and unwanted constituent, contaminant, or impurity in the groundwater, in which case it is more likely referred to as contamination rather than pollution.
Eau fossileUne eau fossile ou nappe fossile est une eau souterraine présente dans une réserve naturelle, dite aquifère, depuis une période qui excède le temps de la civilisation humaine ; à ce titre, c'est une ressource non renouvelable. La durée de régénération peut être de quelques siècles, mais elle est souvent de l'ordre de la dizaine de millénaires. Dans ce cadre, l'eau fossile a alors été piégée dans des conditions climatiques, physico-chimiques, ou géomorphologiques qui ne sont plus celles actuelles, et son renouvellement ne peut s'inscrire dans le cycle de l'eau actuel.
Porous mediumIn materials science, a porous medium or a porous material is a material containing pores (voids). The skeletal portion of the material is often called the "matrix" or "frame". The pores are typically filled with a fluid (liquid or gas). The skeletal material is usually a solid, but structures like foams are often also usefully analyzed using concept of porous media. A porous medium is most often characterised by its porosity. Other properties of the medium (e.g.
Charge (hydraulique)vignette|Variation des trois termes de la charge le long du coursier d'un moulin : la somme des termes reste constante de l'amont à l'aval, bien que leur part respective varie. jaune : énergie cinétique ; bleu : travail des forces de pression ; bistre foncé : énergie potentielle de pesanteur. En hydraulique, la charge est une grandeur homogène à une longueur (hauteur de la colonne d'eau dans un tube de Pitot). Cette grandeur est proportionnelle à l'énergie mécanique d'une molécule de fluide.
Perméabilité (matériau)La perméabilité d'un milieu poreux mesure son aptitude à se laisser traverser par un fluide sous l'effet d'un gradient de pression ou d'un champ de gravité. Cette quantité est liée à la loi de Darcy. L'absence de perméabilité s'appelle l'imperméabilité. Une hypothèse sous-jacente à la définition est que l'écoulement dans le milieu est un écoulement en régime de Stokes. Cette hypothèse est utilisée pour établir l'équation de Darcy à partir de la description de la porosité par la méthode de prise de moyenne volumique ou par homogénéisation.
Specific storageIn the field of hydrogeology, storage properties are physical properties that characterize the capacity of an aquifer to release groundwater. These properties are storativity (S), specific storage (Ss) and specific yield (Sy). According to Groundwater, by Freeze and Cherry (1979), specific storage, [m−1], of a saturated aquifer is defined as the volume of water that a unit volume of the aquifer releases from storage under a unit decline in hydraulic head. They are often determined using some combination of field tests (e.
Agricultural hydrologyAgricultural hydrology is the study of water balance components intervening in agricultural water management, especially in irrigation and drainage. The water balance components can be grouped into components corresponding to zones in a vertical cross-section in the soil forming reservoirs with inflow, outflow and storage of water: the surface reservoir (S) the root zone or unsaturated (vadose zone) (R) with mainly vertical flows the aquifer (Q) with mainly horizontal flows a transition zone (T) in which vertical and horizontal flows are converted The general water balance reads: inflow = outflow + change of storage and it is applicable to each of the reservoirs or a combination thereof.
Recharge des aquifèresLa recharge des aquifères ou infiltration résulte naturellement d'un processus hydrologique par lequel les eaux de surface percolent à travers le sol et s'accumulent sur le premier horizon imperméable rencontré (banc d'argile ou de marne) ; elle peut aussi être assurée artificiellement par des puits filtrants. Ce processus s'amorce généralement à partir de la zone vadose, sous la pédosphère où les racines des végétaux captent encore l'essentiel de l'eau interstitielle.
MODFLOWMODFLOW is the U.S. Geological Survey modular finite-difference flow model, which is a computer code that solves the groundwater flow equation. The program is used by hydrogeologists to simulate the flow of groundwater through aquifers. The source code is free public domain software, written primarily in Fortran, and can compile and run on Microsoft Windows or Unix-like operating systems. Since its original development in the early 1980s, the USGS has made six major releases, and is now considered to be the de facto standard code for aquifer simulation.
