Az aquitardok rétegvizrendszerekben betöltött szerepének fizikai jellemzése és numerikus megközelítése

Olivier CABARET
BRGM Aquitaine - 24, Avenue Léonard de Vinci - 33600 PESSAC
o.cabaret brgm.fr

Az OPIDES projekt (a felszín alatti víz erőforrásainak optimalizálása) részeként végzett kutatási munka az EGID-BORDEAUX Intézetben 3.

Partnerek:
SUEZ-Lyonnaise des Eaux
SMEGREG
Adour-Garonne Vízügynökség
Aquitania régió

Cikk összefoglaló:

Bevezetés

Az üledékes medencék a többrétegű víztartó rendszerek székhelyei, amelyeken belül a víztestek alacsony áteresztőképességű, általában agyagos anyagokból álló kőzettestek, ahol az érzékelhető mennyiségű víz összegyűjtése nem lehetséges, de amelyeken keresztül jelentős víztranszferek történhetnek. összefüggő víztartókhoz (Castany és Margat, 1977). A "félig áteresztő rétegek" néven ismert víztartók az általános hidrodinamikában nagy szerepet játszanak, mivel a víztartó rétegekben keringő víz egy részének mennyiségét és minőségét is szabályozzák. Ezeknek az aquitard képződményeknek a szervezeti, geológiai vagy hidrodinamikai összetettségének összetettsége, valamint a rájuk vonatkozó információk hiánya általában bizonytalanságokhoz vezet a víztartók közötti transzferekre gyakorolt ​​hatásuk számszerűsítése szempontjából. Az egyik megmaradt módszertan az akváriumok geológiai és hidrodinamikai jellemzése egy 3D digitális modell kidolgozása érdekében, hogy megértsük a félig áteresztő képződmények szerepét egy komplex többrétegű hidrodinamikai működésben.

Az Észak-Aquitania-medence itt példa, mivel a különböző víztartó rétegek, különösen a harmadlagos víztartók közötti kölcsönhatások meg vannak jelölve az aquitardokon keresztül. A Bordeaux régió (1.ábra), amely nagy visszavonásnak van kitéve, különösen az ivóvízellátás szempontjából, így tanulmányi keretként szolgál. A víztározó rétegek függőleges elrendezését vázlatosan ábrázolja az alján az eocén többrétegű, amelyben a fő víztározó a középső eocéné. Túl van rajta az erős oligocén-eocén víztározón, amelyen az oligocén, a miocén és a plio-kvaterner víztartó rétegek nyugszanak, amelyet vékony féligáteresztő rétegek választhatnak szét.

aquitardok

1. ábra: A) A vizsgálati terület elhelyezkedése (Háttér: kivonat Franciaország geológiai térképéről 1: 1 000 000-nél (Platel és mtsai, 2004)); B) A víztározó rétegek függőleges elrendezésének sematikus ábrázolása a Bordeaux régióban

Földtani jellemzés a naplózási eszközből

A rétegek függőleges elrendezését a Bordeaux régióban lényegében kizárólag a fúrás során felhozott vágások megfigyelései és datálása alapján határozzák meg. Ezután javaslatot teszünk a naplózási eszköz használatára a különböző tározók egymás utáni cseréjére, valamint a félig áteresztő horizontok geológiai és geometriai szempontból történő azonosítására.

A naplózás egy furatfelismerési technika, amely meghatározza a fizikai és/vagy kémiai paraméterek folyamatos rögzítésének halmazát a mélység függvényében (Ellis et al., 2007). Ezek a geológiához szorosan kapcsolódó paraméterek tehát értékes segítséget jelentenek a fúrás által keresztezett képződmények kőzettani leírásához.
Különböző rönköket használtak a harmadlagos lerakódások függőleges szerkezetének újbóli vizsgálatához, valamint a víztestek természetének és geometriájának lehető legpontosabb leírására (2. ábra):

  • A gammasugaras naplózás a kőzetek teljes természetes radioaktivitását méri, amely főleg három 40K, 238U és 232Th izotópból áll, amelyek az üledékes medencékben elsősorban finom üledékekben koncentrálódnak, amelyek gazdagak az aquitardoknak megfelelő agyagelemekben (Keys és MacCary, 1971 );
  • a kis-normál és a hosszú-normális ellenállás logjai tükrözik a közeg azon képességét, hogy átengedje az elektromos áramot. Az üledékes kőzetek kontrasztja kontrasztot mutat az őket alkotó ásványoktól, a porozitástól, a pórusok összekapcsolhatóságától vagy a pórustéret kitöltő folyadékok sótartalmától függően (Zhdanov és Keller, 1994). Általános szabály, hogy az agyagok alacsony ellenállóképességűek a mészkő és homokkő kőzetekhez képest (Marescot, 2006);
  • a termelési naplók az üzemeltetési szerkezet befogóoszlopán belüli áramlás vagy áramlás mérésére vonatkoznak. Lehetővé teszik a vízbemenetek eredetének azonosítását és a fúráson belüli cserék értékelését.

2. ábra: Példák a mérési naplózással kapott válaszokra, zöld nyilak jelzik a víz érkezését

A képződmények naplózási jellemzőinek azonosítása és a szingularitások figyelembevétele a geofizikai mérések értelmezése során a Bordeaux régióban az üledékes képződmények függőleges elrendezésének naprakésszé tételéhez vezetett, és meghatározta egy új hidrogeológiai diagramot, amelynek kiemelt elemei (3. ábra):

  • agyagos szint jelenléte a pliokvaterner burkolat tövénél,
  • a chattiai fal lerakódásainak rései, amelyek a miocén és az oligocén víztartó rétegek hidraulikus folytonosságához vezetnek,
  • alacsonyabb vastagságú (~ 10 m) és korlátozott kiterjedésű (a vizsgálati terület északnyugati részére körülírt) meszesebb és homokosabb szint az oligocén-eocén falon belül,
  • az eocén tározó három alegységében történő megkülönböztetés.