Acvifer

Reprezentarea acviferului artezian publicată în Nordisk familjebok din 1876.

În hidrogeologie, un acvifer (sau pânza freatică ) se referă la o zonă de roci permeabile în care există apă capabilă să curgă din cauza forței de greutate . Cuvântul strat, care derivă din termenul german falte care înseamnă pli , indică un depozit de apă între straturile (pliurile) solului.

Descriere

Schema acviferului

Origine

Apele meteorice care cad pe suprafața pământului se întorc parțial în atmosferă datorită evaporării , alimentează parțial apa de suprafață și parțial prin fracturile / porozitățile formațiunilor stâncoase permeabile superficiale sunt capabile să pătrundă în sol.

O parte din aceasta se referă la reconstrucția apei de reținere care a fost redusă ca urmare a evaporării-transpirației, restul percolează în adâncime până când întâlnește o formațiune impermeabilă (de exemplu, formare de rocă argiloasă sau compactă) care oprește mișcarea de percolație.

Pe măsură ce apa se instalează și saturează golurile conținute în formațiunea permeabilă, formând zone de sol saturat numite roci de rezervor sau acvifere.

Aceste depozite de apă subterană pot fi staționare sau în mișcare în funcție de permeabilitatea și poziția straturilor de sol și de conformația geometrică a straturilor impermeabile care se învecinează cu acviferul însuși.

Natura apelor subterane

Apa conținută în subsol, pe lângă cea de constituție, se găsește în următoarele forme:

apa de adsorbție (sau higroscopică) - constituie un prim film continuu în contact cu granula, cu o grosime de ordinul unei zecimi de micron ^[1] . Această apă este legată de boabele de sol cu legături dipolare și electrochimice și nu poate fi deplasată în stare lichidă;

apă de film - reprezintă o peliculă cu o grosime de ordinul micronilor și se poate deplasa la suprafața boabelor sub acțiunea de atracție a moleculelor de apă din apropiere ^[1] ;

apa inelara - este apa care ocupa partial sau total golurile dintre granule si are menisci concav; și el este supus tensiunii superficiale; se numește izolat dacă ocupă doar parțial golurile și continuă dacă le umple complet, formând așa-numita franjură capilară , a cărei grosime este mai mare cu atât foramina este mai mică;

apa gravificatoare - este apa care poate curge sub pământ sub acțiunea forței fizice și constituie pânza freatică. Numai acest lucru circulă în acvifere, sub acțiunea degradeurilor și alimentează lucrările de captare și izvoarele ^[1] .

Distribuția apei în subsol

Subsolul poate fi împărțit în două zone: zona nesaturată (sau zona de aerare ) și zona saturată . În zona nesaturată o parte a golurilor este umplută cu aer, în zona saturată toate golurile sunt umplute cu apă.

Subdivizarea zonei nesaturate

Zona nesaturată poate fi la rândul său împărțită în trei zone:

zona de evapotranspirație : este zona care este în contact cu suprafața; circulația apei este întotdeauna verticală și poate fi în două direcții: atât la intrare, deci la alimentarea apei subterane, cât și la ieșire datorită acțiunii combinate de evaporare și transpirație, numită în mod normal evapotranspirare .
Grosimea acestei zone este foarte variabilă în funcție de climă și vegetație, în mod normal este de aproximativ 2 metri. Saturația în această zonă variază între 75% și 100%.
zona de tranziție : zona de tranziție este situată în centrul zonei nesaturate; în această zonă apele circulă numai spre acvifer. Această zonă nu are conexiune hidraulică cu zona saturată.
franjuri capilare : este zona care se află imediat deasupra zonei saturate și are o legătură strânsă cu aceasta, de fapt, datorită oscilațiilor zonei saturate, mișcarea apei este verticală și bidirecțională în funcție de mișcările acviferului . Poate fi împărțit în franjuri capilare saturate, aproape de pânza freatică și franjuri capilare nesaturate.

Clasificarea acviferelor

După tipul de permeabilitate

Diferitele roci în care poate curge apa subterană pot fi împărțite în funcție de tipul de permeabilitate:

Rocile permeabile prin fisurare : acestea sunt roci sedimentare cristaline sau compacte; apa subterana circula in principal de-a lungul fracturilor si discontinuitatilor masei de roca;
Roci permeabile datorate carstului : acestea sunt roci sedimentare carbonatate (sau de gips) afectate de dizolvarea carstică; apa subterana curge in fracturi dar si in cavitati carstice si conducte;
Roci permeabile datorate porozității : acestea sunt roci libere (pământ); apele umple golurile dintre o granulă și alta.

După gradul de închidere

Acviferele pot fi clasificate pe baza a două categorii principale:

Există, de asemenea, acviferul semi-limitat, care are caracteristici intermediare în raport cu cele două tipuri principale.

Panza freatica

Același subiect în detaliu: Apele subterane .

O pânză freatică (sau liberă) este limitată în partea superioară de o suprafață în corespondență cu care apa se află la presiunea atmosferică; această suprafață se numește suprafață freatică . Suprafața freatică nu coincide în mod normal cu zona saturată, de fapt în foramina mai mică apa crește prin capilaritate, ajungând deasupra suprafeței freatice formând așa-numita franjă capilară saturată.

În funcție de dimensiunea foraminei formației permeabile, franjurile capilare pot varia de la câțiva decimetri la chiar și câțiva metri în cazul solurilor foarte minuscule (de exemplu, nămoluri ). Pentru a extrage apa dintr-o pânză freatică este necesar să creați o fântână (freatică) și să o echipați cu o pompă.

Acvifer artezian

Același subiect în detaliu: acviferul artezian .

Acviferele confinate sau sub presiune se caracterizează prin faptul că apa ocupă întreaga grosime a formațiunii permeabile, care este închisă între două formațiuni impermeabile numite:

patul terenului formațiunile inferioare;
acoperiș înclinat formațiunile superioare.

În acviferul închis apa este sub presiune, prin urmare, dacă acoperișul acviferului ar fi forat, de exemplu prin forarea unui puț, nivelul apei ar atinge un nivel mai înalt decât acoperișul în sine, atingând nivelul suprafeței piezometrice. .

Dacă suprafața piezometrică este mai mare decât cea a nivelului solului, acviferul se numește acvifer artezian; prin construirea unei fântâni (arteziană) apa se poate ridica la suprafață fără ajutorul pompelor.

Utilizarea terenului

Acviferele joacă un rol ecologic (alimentează izvoarele , zonele umede și căile navigabile ) și alimentarea cu apă ( apă potabilă , apă pentru irigații , apă pentru uz industrial etc.).