GEOLOGIJA 26, 149—186 (1983), Ljubljana
UDK 556.332:551.44(497.12) = 40
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère
karstique
Obdelava črpalnih poizkusov v kraškem vodonosniku
Primož Krivic
Geološki zavod, 61000 Ljubljana, Parmova 33
Résumé
Les pompages d'essai ont. été réalisés sur dix forages répartis sur les
secteurs nord et nord-ouest de l'aquifère de Kras (Slovénie, Yougosla-
vie). L'allure générale des courbes obtenues lors des dix essais permet de
distinguer plusieurs types d'évolution: évolution selon un régime transi-
toire tel qu'on peut l'observer dans un milieu poreux homogène, évolu-
tion avec stabilisation rapide ou même immédiate, évolution influencée
par l'effet de capacité et les pertes de charge anormales au niveau de
l'ouvrage. Les forages étudiés sont tous aquifères (100 %). Chaque forage
appartient soit aux zones drainantes à forte transmisivité apparente (40 %
des cas), soit aux sous-systèmes, domaines peu perméables. 70 % des lieux
explorés par les forages peuvent fournir des débits suffisants pour l'ali-
mentation en eau, soit pour les besoins locaux, soit régionaux.
Kratka vsebina
Crpalni poizkusi v kraško-razpoklinskem vodonosniku so bili izvedeni
v desetih vrtinah, ki so izvrtane na severnem in zahodnem delu Krasa.
Po obliki krivulj znižanja gladine podtalnice v odvisnosti od časa med
črpanjem smo lahko ločili tri tipe znižanja: razvoj znižanja v prehodnem
stanju, kakršnega lahko opazujemo v homogeni porozni sredini, zelo
hitro ali celo takojšnjo ustalitev gladine podtalnice v vrtinah in razvoj
znižanja pod vplivom kapacitete vodnjaka in nenormalnih tlačnih izgub
v okolici črpalne vrtine. Vse vrtine na tem področju so vodonosne
(100 %). Vrtine so locirane bodisi v drenažnih conah z visoko navidezno
transmisivnostjo (40 % vrtin) ali v slabo prepustnih podsistemih. Kar
70 % lokacij preiskanih z vrtinami omogoča izkoriščanje za vodooskrbo,
bodisi za lokalne ali pa tudi za regionalne potrebe.
Avertissement. Cet article constitue la troisième et dernière partie d'un mémoire
sous titre: «Étude hydrodynamique d'un aquifère karstique» présenté par l'auteur
en vue d'une soutenance de thèse de Docteur-ingénieur à l'Université Montpellier II,
France, année 1981. Les deux premières parties ont été publiées dans les fascicules
1 et 2, de l'année 1982, de la GEOLOGIJA.
Pojasnilo. Članek predstavlja tretji in zadnji del doktorske disertacije z naslovom:
»Studija hidrodinamike kraškega vodonosnika«, ki jo je avtor zagovarjal leta 1981
na Univerzi Montpellier II v Franciji. Prva dva dela sta izšla v 1. in 2. delu revije
GEOLOGIJA v letu 1982.
150	Primož Krivic
Introduction
Contrairement aux parties précédentes (P. Krivic, 1982a, 1982b) dans
lesquelles nous avons traité des variations naturelles des niveaux plézométri-
ques, nous examinerons ici des phénomènes provoqués par pompages dans les
forages.
Comme on le sait, les essais par pompage ont pour but de déterminer: les
caractéristiques hydrauliques des ouvrages, les débits de production, et d'éva-
luer les paramètres hydrodynamiques de la couche aquifère. La validité de
l'interprétation dépendra du choix de la méthode par rapport au problème
posé et aux mesures disponibles.
L'approche du problème nécessiterait une description très fine de la géo-
métrie du milieu constitué par une matrice rocheuse plus ou moins poreuse
divisée par des discontinuités très conductrices. Il apparait qu'en général la
matrice rocheuse, malgré sa porosité, se caractérise par une perméabilité négli-
geable devant celle du massif fissuré et que les réseaux d'écoulement dépendent
principalement de la répartition et de la géométrie des discontinuités.
Dans les roches calcaires fissurées, les modes d'écoulement et la géométrie
des magasins sont d'une complexité telle qu'on ne dispose pas encore actuel-
lement de solution mathématique d'interprétation totalement satisfaisante.
Les méthodes pour la détermination des propriétés hydrauliques des
aquifères fissurés sont proposées par A. C. GRINGARTEN, H. J. RAMEY
et P. A. WITHERSPOON. Aussi, nous avons utilisé dans ce travail des mé-
thodes d'interprétation classiques qui ne sont strictement valables que pour
des aquifères poreux (homogènes, isotropes et d'extension infinie). Il est bien
évident que les paramètres obtenus ainsi n'ont plus de signification physique;
il s'agit de valeurs apparentes (transmissivité apparente (Ta) d'un milieu poreux
homogène équivalent) qui permettent essentiellement de comparer les résultats
des essais que nous avons réalisés. La comparaison facile des essais entre eux
justifie l'application de ces méthodes, mais les valeurs absolues de paramètres
ainsi obtenus n'ont évidemment aucune autre signification.
Dans le cadre de ce travail, les essais par pompage on été réalisés sur dix
forages. Nous allons examiner les résultats de tous ces essais regroupés par
»types« d'évolution; soit que les forages sont situés sous des zones drainantes
de l'aquifère; soit qu'ils ne recoupent que des fissures de domaines peu
preméables.
CHAPITRE I
Structure du milieu karstique et lois d'écoulement
Avant d'examiner les méthodes disponibles pour l'interprétation des essais
par pompage, il est utile de rappeler brièvement les modes d'écoulement dans
le milieu karstique, mode d'écoulement lié à la structure de ce milieu.
Alors que dans un milieu poreux on admet généralement l'hypothèse de
l'écoulement laminaire, confirmée dans la plupart des cas par les mesures
expérimentales, en milieu fissuré, cette hypothèse n'est pas toujours justifiée
car les vitesses d'écoulement peuvent atteindre dans les fentes des valeurs
importantes. Ceci conduit à rechercher les vitesses critiques pour lesquelles
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	151
récoulement devient turbulent, alors en dehors des limites de validité de la
loi de Darcy.
En conséquence, il apparait que, pour des fissures d'ouverture supérieure
à 1 cm, le régime de l'écoulement de l'eau doit être, le plus souvent, turbulent
surtout si l'on considère que l'écoulement est presque toujours non parallèle,
compte tenu de la forme des fentes. Les fractures ouvertes ne sont ni planes,
ni continues et les lois de perte de charge dépendent de leur conformation et
du régime d'écoulement. En régime laminaire, la loi d'écoulement s'écrit:
V	= —K.i
où V est la vitesse de filtration, K est le coefficient de perte de charge (coef-
ficient de Darcy en milieu poreux), ou coefficient de perméabilité, et i le
gradient hydraulique pris dans le sens de l'écoulement.
D'après des résultats théoriques et expérimentaux (C. Louis, 1974),
les écoulements dans les milieux fissurés peuvent être classés dans les cinq
domaines suivants:
—	écoulement parallèle laminaire,
—	écoulement parallèle turbulent hydrauliquement lisse,
—	écoulement turbulent complètement rugueux,
—	écoulement laminaire non parallèle,
—	écoulement turbulent non parallèle.
La loi de Darcy ne peut donc être vérifiée que pour deux régimes de
l'écoulement où les pertes de charge sont linéaires: les régimes de l'écoulement
laminaire parallèle et non parallèle.
En dehors de ces domaines, la relation liant la vitesse de l'écoulement et
le gradient de perte de charge peut s'écrire:
V = —K ]/Y (formule de CHEZY)
où K représente la conductivité hydraulique (C. Louis, 1974; G. Castany
et J. M arg at, 1977).
Souvent est invoqué un régime intermédiaire laminaire-turbulent dont
l'expression générale est:
V	= — Kin
où n serait compris entre 1 et 0,5.
Dans le cas de l'écoulement radial autour d'un forage, la vitesse de l'écoule-
ment varie suivant la distance à l'axe du forage. Les forces d'inertie qui
augmentent ciuand la vitesse de l'écoulement croît viennent s'ajouter aux
forces de viscosité. Il existe donc un nombre de REYNOLDS limite au-delà
duquel les pertes de charge ne sont plus linéaires. Le nombre de REYNOLDS
de l'écoulement en un point est donc inversement proportionnel à la distance
de ce point à l'axe du forage. Le régime de l'écoulement, dépendant de la valeur
de Re, peut donc changer à une certaine distance du forage; il peut ainsi passer
à un écoulement à pertes de charge quadratiques. C. Rayneau (1972)
a calculé les distances à l'axe du forage pour lesquelles s'établit un certain
nombre de Reynolds, pour un débit donné.
Ainsi, si on prend comme nombre de Reynolds limite de l'écoulement
à pertes de charge linéaire, la valeur de 1, on constate que le rayon limite
152	Primož Krivic
de changement de régime de l'écoulement est de 27,8 m à 0,11/s, 278 m à
il/s et 2780 m à 10 Vs (G. Marjolet et J. Salado, 1975). Le domaine
des pertes de charges quadratiques autour du forage peut donc être très
grand.
La structure du milieu joue un rôle important dans l'organisation des
écoulements dans les aquifères karstiques. D'après C. Louis (1974), le milieu
fissuré peut être considéré comme continu ou discontinu. Cela dépend unique-
ment de l'échelle relative du phénomène étudié et du modèle de fracturation
caractérisé, par exemple, par la distance moyenne de fractures élémentaires.
Il sera légitime de considérer un milieu fissuré comme continu si la dimen-
sion des blocs élémentaires est négligeable devant la dimension du phénomène
considéré.
Dans le cas des karsts, la dimension du réseau conducteur n'est pas né-
glieable, évidemment, par rapport aux dimensions de l'ouvrages. Il est donc
extrêmement important de comparer l'extension des fractures (métriques,
décamétriques, etc ...) et le rayon d'action des essais hydrauliques dans les
forages.
Le milieu doit être considéré comme discontinu et hétérogène. Une extra-
polation de résultats de mesures ponctuelles à de grands volumes conduirait
à de graves erreurs.
L'évolution d'un pompage est étroitement liée à la position de l'ouvrage
dans le champ d'hétérogénéité du système karstique, dans lequel on distingue
des zones drainantes (des chenaux ou conduits drainants) juxtaposées aux
2;ones peu perméables (C. Drogue, 1974).
Les forages peuvent être situés soit sur les zones drainantes ou à leur
proximité immédiate, soit dans les domaines ou »blocs« peu perméables.
L'évolution d'un pompage n'est pas la même dans les deux cas, car dans les
réseaux de minces fissures les circulations sont lentes et peuvent être laminai-
res, par contre dans les réseaux de chenaux ou conduits, les écoulements sont
plus rapides et peuvent être turbulents; la loi de Darcy n'est alors pas
vérifiée.
Les conditions aux limites interviennent aussi car les célérités de propa-
gation des ondes piézométriques (diffusivité apparente élevée) sont telles que
les limites de l'aquifère sont atteintes rapidement. Il s'agit, soit des limites
à potentiel constant (plan d'eau libre, ligne de sources, ou aquifère adjacent
très conducteur), soit des limites imperméables (encaissant marneux par
exemple).
CHAPITRE II
Objectifs poursuivis
Avec les pompages, nous avons poursuivi deux objectifs, l'un appliqué
et l'autre théorique:
—	le premier étant la définition des caractéristiques des forages eux-
mêmes et les débits d'exploitation,
—	le deuxième objectif vise à améliorer la connaissance des propriétés
hydrodynamiques de l'aquifère karstique.
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	153
CHAPITRE III
Méthodes d'interprétation
1. Essai de puits
Comme on le sait, le rabattement s observé dans un puits de pompage en
régime permanent est souvent la somme de deux composantes, dont l'une est
linéaire et l'autre quadratique par rapport au débit.
s = EQ + CQ2
Le coefficient B est constant pour un forage. Il est fonction des caracté-
'istiques transmissivité T et coefficient d'emmagasinement S de l'aquifère,
le la pénétration partielle ainsi que du remaniement éventuel autour de la
:répine. Le coefficient C est également constant pour le forage. Il dépend
ie la nature du tubage et de la crépine, de la géométrie du puits, des accessoires
itilisés.
L'équation précédente peut s'écrire sous la forme:
s/Q = B + CQ
qui est une éciuation du 1er degré. Les rabattements spécifiques en fonction
du débit s'alignent sur une droite d'ordonnée à l'origine B et de pente C.
2. Essai de nappe
2.1.	Régime transitoire
Nous ne reprendrons pas, dans le cadre de ce travail, les théories relatives
aux méthodes d'interprétation qui sont très classiques (J. Forkasiewicz,
1977, G. P. Kruseman et N. A. de Ridder, 1974).
2.2.	Régime permanent
2.2.1. Méthode de THIEM
THIEM fut un des premiers à utiliser plusieurs piézomètres pour mesurer
la transmissivité d'un aquifère. Il démontra que, dans un aquifère homogène,
isotrope et d'une extension infinie, la transmissivité de l'aquifère peut s'expri-
mer par la formule:
dans laquelle T est la transmissivité de l'aquifère en mVs,
Q est la débit de pompage en mVs,
ri et Г2 sont les distances en mètres entre le puits d'essai et les
piézomètres.
Si et S2 sont les rabattements stabilisés en mètres dans les piézo-
mètres.
154	Primož Krivic
2.2.2. Méthode de CHEZY-KRASNOPOLSKI
Pour les écoulements turbulents dans les chenaux et fissures A. Krasno-
p o 1 s k i a obtenu, d'après la formule de CHEZY
v = к/Г
et avec une démarche analogue à celle de D u p u i t, pour débit du puits Q
la relation simplifiée suivante (G. V. B o g o m o 1 o v et G. V. Silin-
Bekčurin, 1959):
Q = In кН j/r s avec
r: rayon du puits (m); s: rabattement stabilisé (m); H: épaisseur saturée de la
couche aquifère (m).
Nous avons donc appliqué cette formule approximative pour le calcul de la
conductivité:
CHAPITRE IV
Conditions expérimentales
Les essais ont porté sur dix forages répartis sur les secteurs nord et nord-
ouest de l'aquifère étudié. Huit forages (B-1 à B-8) exécutés en 1977 furent
implantés le long de la vallée de Brestovica. Deux forages, réalisés en 1979,
sont situés dans la doline de Avber (V-2) et dans la doline de Kazlje (V-1). Tous
les ouvrages sont reportés sur la carte de la figure 1 de l'article P. Krivic
1982a.
Il est important de signaler que le mode d'exécution des pompages d'essai
était différent d'un forage à l'autre. L'équipement des forages, leur trop faible
diamètre et le manque de piézomètres, ne nous ont pas permis de faire toutes
les mesures souhaitées. Trop fréquemment, les pompages d'essai ont été exé-
cutés à l'air comprimé (pompage par émulsion) et les rabattements n'étaient
pas observés pendant la descente du niveau piézométrique. Dans ces cas là, les
rabattements ont été mesurés à la remontée seulement après l'arrêt du pompage
et les rabattements maximum sont obtenus par extrapolation des courbes de la
remontée en coordonnées arithmétiques et semi-logarithmiques. Malgré tout,
nous avons tenté d'obtenir le maximum d'informations de chaque essai.
Tous les essais de pompage se sont déroulés en étiage.
Caractéristiques géologiques et techniques des ouvrages voir P. Krivic
(1982 a).
CHAPITRE V
Interprétation des essais
Comme nous l'avons dit, il est certain que l'évolution d'un pompage est
liée à la position de l'ouvrage dans le milieu fissuré (H u Khiam, 1973;
C. Drogue, 1974).
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	155
L'allure générale des courbes obtenues lors des dix essais permet de di-
stinguer plusieurs types d'évolution:
—	évolution selon un régime transitoire semblable au modèle de THEIS,
—	évolution avec stabilisation rapide ou même immédiate,
—	évolution influencée par l'effet de capacité et les pertes de charge anor-
males au niveau de l'ouvrage.
Pour la discussion et l'interprétation des résultats, nous avons donc regroupé
les essais selon ces trois familles.
1. Evolution selon un régime transitoire semblable au modèle de THEIS
1.1. Forage V-1 (Kazlje)
1.1.1. Déroulement des essais
Les essais se sont déroulés du 16 au 22 mars 1979 avec une durée totale
de 4 jours et demi (fig. 1).
A cause du diamètre foré trop faible (6" 1/2) ne permettant pas le passage
d'une pompe au-delà de 115 m de profondeur, le pompage a été fait par émul-
sion, à l'aide d'un compresseur Atlas-Copco (débit d'air comprimé: Q —
= 33 mVmin; pression: P = 20 bars).
Premier essai
L'essai s'est déroulé à débit moyen de 1,1 . 10-® m'/s pendant 45 heures. Après
12 heures de pompage, un régime quasi-permanent s'est établi avec un rabat-
tement de l'ordre de 17 m. Après l'arrêt de l'exhaure, la remontée du niveau
dans le forage a été observée pendant 31 heures jusqu'à la stabilisation. Le
rabattement résiduel de 0,17 m doit être attribué à la baisse naturelle de la
nappe en décrue pendant la période des essais.
Deuxième essai
Cet essai à débit constant de 1,8. 10"» mVs n'a duré que deux heures à cause
d'une panne du moteur.
Troisième essai
Le pompage a été repris 30 heures plus tard, après avoir attendu la stabili-
sation du niveau à la cote de départ du deuxième essai. Le débit de pompage
étant fixé à 1,5 .10"^ m^/s pendant une durée de 35 heures, la courbe de rabat-
tement en fonction du temps a repris la même allure que celle obtenue avec le
premier essai.
1.1.2. Interprétation des essais
A — Essai de puits
Résultats obtenus — Interprétation
Pour déterminer les caractéristiques du forage et évaluer sa productivité
et son efficacité, on ne dispose que de deux paliers de débit différent. Les
valeurs ainsi obtenues ne sont donc qu'approximatives.
156	Primož Krivic
Fig. 1. Pompage d'essai dans le forage V-1
SI. 1. Crpalni poizkus v vrtini V-1
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	157
Tableau 1. Résultats de pompage d'essai par paliers de débit
effectué dans le forage V-1
Tabela 1. Rezultati črpalnega poizkusa z različnimi pretoki v vr-
tini V-1
Un régime quasi-permanent a été obtenu sur ces deux essais (fig. 1). En
effet, en prenant les rabattements suivants après des temps de pompage assez
longs et égaux (35 heures) sur les deux paliers de débit, on obtient le tableau 1.
La fonction s/Q = f (Q) est une droite d'équation:
La courbe débits/rabattements de s = f (Q) est une fonction parabolique du
second degré (fig. 2) qui s'écrit:
Débit exploitable	•
La courbe s = f (Q) sur la figure 2 montre qu'un pompage au débit de
3. 10"^ mVs donnerait un rabattement de 59 mètres environ.
La forage se révèle donc très peu productif.
B — Essai de nappe
Régime transitoire
Modèle de fissuration
Les méthodes pour la détermination des propriétés hydrauliques des aqui-
fères fissurés, initialement établies pour des réservoirs pétroliers, sont propo-
sées par Gringarten, Rame y et Witherspoon. Les modèles
mathématiques ont récemment été développés pour les écoulements transitoires
dans des réservoirs comprenant une fracture unique, verticale ou horizontale.
Les mêmes auteurs ont publié des courbes théoriques temps-rabattement et
ont mis au point une méthode permettant de calculer les paramètres hydrauli-
ques de l'aquifère (H u Khi am, 1973; Louis, 1974; Pi tard, 1976).
Les rabattements dans le puits pompé sont représentés en fonction du temps
en coordonnées bilogarithmiques à modules égaux. La superposition des courbes
expérimentales avec les courbes théoriques permet de déterminer une valeur
de la hauteur réduite Zwd.
Un point arbitrairement choisi donne les coordonnées suivantes:
t — temps de pompage (ou depuis son arrêt)
s — rabattement
tD — temps réduit
SD — rabattement réduit
158	Primož Krivic
Fig. 2, Courbe débits/rabattements pour le forage V-1
SI. 2. Krivulja odvisnosti znižanja od črpane količine za vr-
tino V-1
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	159
L'ensemble des équations suivantes permet de déterminer la perméabilité
horizontale ki,, le rapport kz/Ss et la profondeur des fractures Zw (P i t a r d ,
1976):
avec
kx, ky, kz — coefficients de perméabilité suivant les axes x, y, z
Sg	— emmagasinement spécifique
Zw	— profondeur de la fracture par rapport à la limite supérieure à
pression constante
rf	— demi extension latérale de la fissure équivalente
Pour l'interprétation des pompages effectués dans le forage V-1, nous avons
utilisé les abaques de A. C. Gringarten et P. A. Witherspoon et
ceux de J. Pitar d (1976).
Les courbes de descente et de remontée obtenues au forage V-1 présentent
une portion rectiligne de pente 0,5 en début de pompage, ce qui indique l'exi-
stence d'une fracturation horizontale en relation avec le puits. Les points
expérimentaux (fig. 3) coincident très bien avec les courbes théoriques de
modèle mathématique utilisé (fracturation horizontale dans un aquifère semi-
infini, avec éponte supérieure à pression constante et pénétration partielle du
puits de production).
Ces conditions théoriques sont proches des conditions de gisement de la
nappe. Les prospections géophysiques par les sondages électriques ont montré
une épaisseur très grande de l'aquifère. Cependant, le degré de fissuration et la
karstification en profondeur ne sont pas connus. Enfin, une extension latérale
très importante de l'aquifère confirme le choix du modèle appliqué.
La superposition des courbes expérimentales à celles du modèle de fissu-
ration convient le mieux à la courbe type des fissures horizontales avec Zwd = 1.
La superposition des points expérimentaux sur l'abaque est presque parfaite
pour la remontée (fig. 4). Elle est un peu moins bonne pour la courbe de descente
(fig. 3) par suite de faibles variations du débit qui n'influencent pas la courbe
de remontée.
Les deux premiers points dès le début du pompage et dès son arrêt dans
le cas d'une mesure de remonté s'écartent de la courbe théorique correspon-
dante. Cela est dû à l'effet de capacité du pmts ou de la postproduction qui
provoquent un retard de rabattements dans le puits par rapports aux variations
de la pression de l'eau dans l'aquifère.
160	Primož Krivic
Fig. 3. Courbe type du modèle de fissuration horizontale et les points expérimentaux
(abaissement, Q == 1,1 1/s)
31. 3. Tipska krivulja modela z vodoravnimi razpokami in točke dobljene pri znižanju
(Q = 1,1 1/s)
Fig. 4. Courbe théorique modèle de fissuration et les points expérimentaux (remontée)
SI. 4. Teoretična krivulja razpoklinskega modela in točke dobljene pri dvigu
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	161
Tableau 2. Résultats d'interprétation des pompages d'essai par la méthode
de Gringarten et Witherspoon effectués dans le forage V-1
TaViela 2. Rezultati interpretacije črpalnih poizkusov v vrtini V-1 po
metodi Gringartena in Witherspoona
Les résultats d'interprétation des essais sont résumés dans le tableau 2.
La superposition très satisfaisante des courbes expérimentales aux courbes
théoriques du modèle de fissures horizontales montre une prédominance des
circulations dans des fentes horizontales dans l'aquifère au niveau de ce site.
Les courbes de descente et de remontée débutent toutes par une portion
rectilique de pente 1/2, puis tendent vers une stabilisation au bout de deux
heures environ. La durée assez longue de l'écoulement linéaire caractérisé par
cette pente semblable aux cas des réservoirs de pétrole, indiquerait ici un
aquifère profond; la partie rectiligne correspondante des courbes obtenues dans
les aquifères peu profonds ne durant que quelques minutes (J. P i t a r d , 1976).
L'interprétation des courbes par la méthode d'identification conviendrait
mieux si nous disposions d'éléments de calcul de base suffisants, tels que
l'emmagasinement spécifique du terrain, sa porosité ou l'épaisseur de l'aquifère.
Il semble tout de même que le modèle théorique apphqué convienne aux
conditions connues de gisement de la nappe.
Méthode d'approximation logarithmique
Afin de comparer les résultats des interprétations classiques à ceux des
méthodes plus spécifiques de A. C. Gringarten et P. A. Withers-
poon, nous allons essaj^'er d'interpréter les essais précédents par l'approxi-
mation logarithmique de Jacob.
L'évolution du rabattement en régime transitoire est observée lors de la
descente et à la remontée du niveau au cours de deux essais.
Le graphique en coordonnées semi-logarithmiques h = f (log t) représente
deux courbes de descente avec deux débits différents (fig. 5). La courbe de
rabattement — log du temps pour le premier essai se décompose en trois
parties:
—	la première partie indique qu'il y a autour du forage un domaine con-
ducteur franchi par l'onde de pompage après 30 minutes d'essai. Il s'agit vrai-
semblablement du terrain longuement développé lors de l'exécution du forage;
—	la deuxième partie représente une droite qui correspond à une transmis-
sivité apparente de 2 . 10~® mVs du terrain non perturbé par les travaux de
forage;
—	la troisième partie qui a une pente beaucoup plus faible serait dûe, soit
à l'existence d'un drain d'alimentation, soit à un phénomène de drainance ou
d'égouttement.
11 — Geologija 26
162	Primož Krivic
Fig. 5. Essai par pompage sur le forage V-1 (descente: premier essai — Q = 1,1 l/s,
deuxième essai — Q = 1,8 l/s)
SI. 5. Crpalni poizkus v vrtini V-1 (znižanje: prvi poizkus — Q = 1,1 l/s, drugi poizkus
— Q = 1,8 lys)
Les courbes de remontée h = f (log t') et s = f (log t/t') sont conformes
à celles de descente, et permettent de calculer la même transmissivité apparente
(fig. 6).
Sur le graphique rabattement résiduel — log du t/t' (fig. 6), la droite de
remontée ne passe pas par l'origine (t/t' = 1; s' = 0). La vitesse de remontée est
plus grande que dans le modèle théorique.
Comme il ne peut pas y avoir de variation de coefficient d'emmagasinement,
ceci serait la conséquence de la présence d'un drain d'alimentation.
Les résultats d'interprétation des essais sont résumés dans le tableau 3.
Remarque: Ne disposant pas de piézomètre, il n'est pas possible de calculer
le coefficient d'emmagasinement.
Régime permanent
Deux paliers de débit en régime quasi-stabilisé vers la fin de chaque essai
donnent les résultats suivants (tab. 4) d'après l'interprétation par la formule
approximative de CHEZY-KRASNOPOLSKI pour l'écoulement turbulent dans
les fissures aux alentours du puits:
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	163
Fig. 6. Essai par pompage sur le forage V-1 (remontée)
SI. 6. Crpalni poizkus v vrtini V-1 (dvig)
Tableau 3. Résultats d'interprétation des pompages
dans le forage V-1 par la méthode d'approximation lo-
garithmique
Tabela 3. Rezultati obdelave poizkusnih črpanj v vrtini
V-1 po metodi logaritemske aproksimacije
164	Primož Krivic
Tableau 4. Résultats d'interprétation des pompages
dans le forage V-1 par la méthode de Chezy-Krasno-
polski
Tabela 4. Rezultati obdelave črpalnih poizkusov v vrtini
V-1 po metodi Chezya in Krasnopolskega
Conclusion
Les essais par pompage décrits ci-dessus, bien qu'imparfaits, paraissent sur
certains points satisfaisants.
I.'interprétation des courbes à l'aide des théories de A. C. GRINGARTEN
et H. J. RAMEY convient très bien en vue de déterminer les caractéristiques
hydrauliques de l'aquifère. L'application au modèle de fissuration a révélé
que le forage aurait recoupé les fissures à prédominance horizontale.
La transmissivité apparente, un peu faible, donne une valeur représentative
de la transmissivité du terrain de ce secteur. Il s'agit d'une zone à minces
fissures assez éloignée d'un drain d'alimentation.
Du point de vue pratique, il apparaît que le forage V-1 n'est pas en mesure
de fournir des débits élevés économiquement intéressants.
1.2. Forage B-1
Les observations lors des essais par pompage effectués dans le forage B-1
sont incomplètes par suite du diamètre trop faible du forage ne permettant
des mesures que pour la remontée après l'arrêt du pompage.
Deux essais fournissent les valeurs suivantes de la conductivité hydraulique
par la formule de CHEZY-KRASNOPOLSKI (tab. 5).
D'après un calcul approximatif à partir de l'observation de remontée en
régime transitoire, on obtient une valeur de la transmissivité apparente qui se
situerait entre 4 . 10"^ et 2 .10"® m^/s.
Tableau 5. Résultats d'interprétation des pompages d'essai dans
le forage B-1 par la méthode de Chezy-Krasnopolski
Tabela 5. Rezultati obdelave črpalnih poizkusov v vrtini B-1 po
metodi Chezya in Krasnopolskega
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	165
1.3. Forage B-3
Le pompage du 2 avril 1977 était semblable à celui effectué dans le forage
B-1 (observation de la seule remontée).
La courbe de remontée h = f (t'), tend vers une asymptote pour h = 38 m.
Sur le graphique rabattement résiduel — log du temps, les points expéri-
mentaux s'alignent sur une droite de pente: As = 23,4 m qui donne, avec un
débit de 0,28 . mVs, une transmissivité apparente très faible:
La conductivité hydraulique calculée par la formule de CHEZY-KRASNO-
POLSKI, avec une hauteur d'eau dans le forage H = 47,3 m et un rabattement
de 32 m, est faible également:
Le forage se révèle donc très peu productif.
1.4.	Forage B-6
Les pompages se sont déroulés le 11 et 12 juillet 1977. Nous n'avons pu
mesurer que la remontée par suite du diamètre trop faible. Cependant, nous
avons effectué deux essais par émulsion qui ont donné les résultats suivants
(fig. 7 et tableau 6).
Sur le graphique de h = f (log t'), les points expérimentaux s'alignent sur
deux droites (tableau 7).
Le développement progressif des fissures colmatées autour du forage s'est
produit au cours du pompage. On retient donc les valeurs de k = 9 . 10-® m/s et
Ta = 1 . 10-4 m Vs.
1.5.	Forage B-8
Nous avons effectué deux essais de pompage à débit moyen de 0,95 . 10-^ mVs
(fig. 8).
L'interprétation des essais par la méthode de CHEZY-KRASNOPOLSKI est
résumée dans le tableau 8.
L'exploitation des mesures de remontée en régime transitoire, la pente
(c = 6,9 m) étant la même pour les deux courbes, a fourni la valeur suivante de
la transmissivité apparente:
1.6. Forage V-2
Les essais dans le forage V-2 ont été effectués le 13 et 14 mai 1979 avec un
débit de 0,2 . 10-» mVs.
Le niveau dynamique étant descendu au-dessous de 150 m, nous n'avons pas
pu suivre l'évolution du rabattement lors du pompage par manque d'équi-
pement.
Le rabattement étant donc supérieur à 80 m, la conductivité hydraulique
k est inférieure à 1 . 10"^ m s.
166	Primož Krivic
Fig. 7. Courbes de remontée dans le forage B-6: premier essai — Q = 1,7 l/s, deuxième
essai — Q = 1,9 l/s
SI. 7. Krivulji dviga po črpanju v vrtini B-6: prvi poizkus — Q = 1,7 l/s, drugi poiz-
kus — Q = 1,9 l/s
Tableau 6. Résultats d'interprétation des essais dans
le forage B-6 par la méthode de Chezy-Krasnopolski
Tabela 6. Rezultati poizkusnih črpanj v vrtini B-6
obdelanih po metodi Chezya in Krasnopolskega
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	167
Tableau 7. Résultats d'interprétation des pompages
dans le forage B-6 par la méthode d'approximation lo-
garithmique
Tabela 7. Rezultati obdelave črpalnih poizkusov v vr-
tini B-6 po metodi logaritemske aproksimacije
Fig. 8. Courbes de remontée dans le forage B-8 (Q = 0,95 1/s)
SI. 8. Krivulji dviga po črpanju v vrtini B-8 (Q = 0,95 l/s)
168	Primož Krivic
Tableau 8. Résultats d'interprétation des essais par pompage dans
le forage B-8
Tabela 8. Rezultati obdelave poizkusnih črpanj v vrtini B-8
2. Evolution avec stabilisation rapide ou même immédiate
2.1. Forage B-2
Lors de l'exécution du forage B-2 deux pompages étaient effectués avec
observations de la descente et de la remontée.
La détermination de la transmissivité est difficile du fait de la brièveté
du régime transitoire. Celui-ci n'a duré que 7 minutes environ pendant la
descente et 2 minutes seulement à la remontée. Une estimation de la transmissi-
vité apparente, autour du forage, donne 2 . 10-^ et 1 . 10-^ m^/s. Ces valeurs sont
cependant très discutables.
Les résultats d'interprétation des pompages d'essai parla formule de CHEZY-
KRASNOPOLSKI sont résumés dans le tableau 9.
Les paramètres hydrauliques calculés ci-dessus sont ceux d'une zone drai-
nante de l'aquifère.
De plus, l'établissement rapide d'un régime permanent serait dû à une
relation directe avec une ligne de sources (sources de Timav à 4 km du forage)
ou avec un drain d'alimentation à potentiel constant.
Ce secteur mériterait d'être l'objet d'une étude hydrogéologique appro-
fondie avec installation des équipements adéquats. C'est le lieu favorable pour
l'implantation de puits d'exploitation.
Tableau 9. Résultats d'interprétation des pompages d'essai
dans le forage B-2 en régime permanent
Tabela 9. Rezultati obdelave črpalnih poizkusov v vrtini B-2
v ustaljenem stanju
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	169
2.2.	Forage B-4
L'essai par pompage effectué dans le forage B-4 a duré 22 heures avec un
débit moyen de 7,3 . 10"^ mVs.
Aucune variation du niveau n'a été révélée ni lors du pompage ni après
l'arrêt de celui-ci.
L'établissement immédiat d'un régime permanent ne permet pas la déter-
mination de la transmissivité.
Le forage B-4 est donc implanté dans une zone drainante de l'aquifère,
à très forte diffusivité, probablement en liaison directe avec les sources de
Timav. (P. Krivic, 1981).
2.3.	Forage B-7
L'essai a été réalisé le 5 août 1977 avec un débit de 2,1 . lO"'' m^/s et un
rabattement apparent de 0,1 m en fin d'essai.
Le calcul de la conductivité hydraulique k par la formule de CHEZY-
KRASNOPOLSKI déjà citée donne le résultat suivant:
La grande perméabilité de ce secteur le rend intéressant pour l'implantation
de puits de production.
3. Evolution des pompages avec effet de capacité et pertes de charge anormales
au niveau de l'ouvrage
3.1. Forage B-5 (Drča jama)
Les essais ont été effectués du 23 au 27 mai 1977 (fig. 9). Nous avons utilisé
une pompe de 6" Pleuger immergée à — 72 m. L'eau pompée était rejetée dans
une doline située à 600 m à l'est du forage.
Afin de vérifier que cette eau ne revenait pas dans le forage, un essai
d'injection de la fluorescéine a été effectué dans cette doline. Il ne fut pas
observé de colorant dans l'eau d'exhaure du forage B-5 et aux sources de Timav.
3.1.1. Dispositif d'observation
Les observations ont porté:
a)	sur les niveaux piézométriques (fig. 10);
—	dans le forage B-5, les niveaux ont été mesurés en permanence au moyen
d'une sonde électrique;
—	dans l'aven Drča jama à intervalles irréguliers (distance 2 m du fo-
rage B-5);
—	dans l'aven Dolenca jama distant de 80 m NE du forage B-5;
—	dans le piézomètre B-1 situé à 120 m à l'ENE du forage B-5;
b)	sur les débits indiqués par le compteur de débits et vérifiés par les me-
sures à la capacité avec un fût de 2 m^.
IZ^__Primož Krivic
Fig. 9. Essai par pompage sur le forage B-5
SI. 9. Crpalni poizkus v vrtini B-5
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	171
Fig. 10. Forage B-5. Coupe schématique et situation des piézomètres
SI. 10. Vrtina B-5. Shematični prerez in situacija piezometrov
172	Primož Krivic
3.1.2. Déroulement des essais
Premier essai
Le premier essai a été effectué les 23, 24 et 25 mai 1977. Cet essai s'est
déroulé à débit constant de 10,4 1 s pendant une durée de 50 heures. l es obser-
vations de la remontée ont été poursuivies le 25 mai jusqu'à 17 h 30.
L'abaissement du niveau dans le forage était continu dans les trois pre-
mières heures. Après 3 heures de pompage, plusieurs remontées brusques se
sont produites accompagnées par des arrivées d'eau trouble, alors que le débit
était constant • (fig. 9 et 11). Il s'agit de nettoyage et de développement de
fissures remplies d'argile aux alentours d'un chenal (grotte de Drča jama)
recoupé par le forage.
Après 10 heures de pompage, le niveau était pratiquement stabilisé avec une
légère remontée du fait d'un développement progressif.
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	173
Deuxième essai
Cet essai s'est déroulé du 25 au 27 mai 1977, en trois paliers de débit en
régime quasi-permanent; le premier palier au débit de 10,5 l/s, le deuxième au
débit de 8,3 l/s et le troisième au débit de 5,4 l/s (fig. 9).
La durée totale du pompage était de 40 heures. La remontée a été observée
durant 4 heures. Le régime quasi-permanent a été réalisé en fin de chaque
palier de débit.
Observations dans les piézomètres
Les observations pendant le pompage ont montré que:
—	Le sondage B-1 prévu comme piézomètre n'a pas réagi, le niveau étant
toujours à 25,06 m sous le bord du tubage au début et à la fin du pompage.
—	Avant le pompage, le niveau piézométrique dans le forage B-5 était à la
même cote que dans l'aven Drča jama. Après 24 heures de pompage, le niveau
a baissé de 2,78 m à B-5 et de 2,62 m à Drča jama. La différence de 16 cm entre
ces deux rabattements est due aux pertes de charge dans le forage (fig. 10).
—	En même temps on a mesuré un rabattement de 1,725 m dans l'aven
Dolenca jama.
3.1.3. Interprétation des essais
A — Essai de puits
Résultats obtenus — interprétation
L'essai par paliers de débit effectué dans le forage B-5 a donné les résultats
représentés dans le tableau 10.
Le débit spécifique n'est pas constant et diminue lorsque le débit Q augmente.
Le graphique de s = f (Q) représente une fonction parabolique du second degré
(fig. 12):
Le rabattement spécifique s/Q croît avec le débit Q. Les points expériment-
aux représentant les valeurs de s/Q en fonction de Q s'alignent sur une droite
(fig. 13). L'équation de cette droite s'écrit:
Tableau 10. Résultats de pompage d'essai par paliers de débit
effectué dans le forage B-5
Tabela 10. Rezultati črpalnega poizkusa z različnimi črpa-
nimi količinami v vrtini B-5
174	Primož Krivic
Fig. 12. Courbe caractéristique du forage B-5
SI. 12. Krivulja odvisnosti znižanja od črpane količine za vrtino B-5
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	175
Fig. 13. Courbe débits/rabattements spécifiques pour le forage B-5
SI. 13. Krivulja odvisnosti specifičnega znižanja od pretoka za vrtino B-5
176	Primož Krivic
Débit exploitable
L'essai de puits montre que le débit spécifique du forage est de l'ordre
de 3. 10-=^ m®/s par mètre de rabattement, compte tenu des pertes de charge
dues au puits.
Le pompage au débit de 10,5 . 10"^ mVs a provoqué en régime stabilisé un
rabattement de 2,7 m. L'extrapolation de la courbe s'Q = f (Q) de la figure
13 et l'équation:
donnent pour un rabattement maximum de 12 m un débit voisin de 30 . 10-^ m Vs.
Le rabattement au débit maximum à l'état actuel du forage, intègre une perte
de charge parasite de l'ordre de 6 m, soit environ la moitié du rabattement
total.
Vu le développement progressif et la diminution des pertes de charge dues
aux décolmatage lors du pompage d'essai, on pourrait espérer avoir des débits
d'exploitation supérieurs pour des rabattements équivalents.
B — Essai de nappe
Régime transitoire
L'allure des courbes en coordonnées semi-logarithmiques h = f (log t)
semblables dans les deux essais (fig. 11) montre l'importance de l'effet de
capacité. Il s'agit de volume d'eau contenu dans le puits et dans le chenal
principal de l'aven Drča jama qui se comporte comme un puits de grand
diamètre. L'effet inverse de la post-production sur l'évolution du rabattement
résiduel est observé au cours de remontée du niveau (fig. 11).
Sur les courbes de la descente après 3 heures à partir du début de pompage,
on remarque les anomalies déjà décrites dans le chapitre V.3.1.2. Il s'agit
des remontées au cours du pompage dues au nettoyage des fissures colmatées
(tab. 11).
Tableau 11. Comparaison des résultats d'analyse des cour-
bes expérimentales par la méthode d'approximation loga-
rithmique
Tabela 11. Primerjava rezultatov obdelave poizkusnih kri-
vulj po metodi logaritemske aproksimacije
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	177
Régime permanent
Méthode de THIEM
La détermination de la transmissivité par la méthode de THIEM avec Drča
lama et Dolenca i ama comme piézomètres donne les résultats suivants:
Si et S2 sont les rabattements stabilisés dans les avens Drča jama et Dolenca
jama respectivement, ri et Г2 sont les distances entre le puits d'essai et les
piézomètres.
Ce résultat montre que la transmissivité dans la direction entre le puits
et les deux grottes est un peu plus grande que la moyenne obtenue par
l'interprétation en régime transitoire. C'est tout à fait normal car les deux
grottes recoupent la même fracture plus ou moins ouverte en liaison directe
avec le puits de production.
Méthode de CHEZY-KRASNOPOLSKI
On a appliqué la formule approximative de CHEZY-KRASNOPOLSKI
déià citée:
avec H = 18 m (de niveau piézométrique jusqu'au fond du puits naturel de
Drča jama) et r = 1 m (rayon moyen du puits naturel).
Le pompage dans le forage B-5 a été opéré en trois paliers de débit dont
les résultats peuvent se résumer dans le tableau 12.
Tableau 12. Résultats d'interprétation des pompages d'essai
dans le forage B-5 en régime permanent
Tabela 12. Rezultati obdelave črpalnih poizkusov v vrtini
B-5 v ustaljenem stanju
12 — Geologija 26
178	Primož Krivic
Conclusion
La transmissivité apparente moyenne trouvée pour les dolomies dans ce
secteur de l'ordre de 1 . lO"'' mVs, montre que le forage a été placé dans une
zone drainante du système aquifère.
L'interprétation des courbes log s = f (log t) par application des modèles
de fissuration n'a pas été possible à cause de l'effet de capacité du puits, non
négligeable, qui masque l'évolution normale des rabattements en premières
heures du pompage. C'est la période la plus intéressante pour l'interprétation
par cette méthode.
Les pompages d'essai que nous avons effectués en mai 1977, ont montré
qu'il peut être envisagé pour le forage B-5 un débit d'exploitation proche
de 30 .10-3
CHAPITRE VI
Synthèse des résultats
Des dix essais par pompage que nous avons décrits et interprétés, il n'y
en a que deux qui soient très complets. Il s'agit des essais effectués sur les
forages B-5 et V-1.
Les autres essais ne sont souvent que très sommaires à cause des difficultés
techniques rencontrées.
Nous présentons la synthèse des résultats d'interprétation dans le tableau 13.
La comparaison des valeurs de paramètres hydrodynamiques résumées dans
le tableau ci-dessus montre bien l'hétérogénéité caractéristique du milieu
fissuré et karstique.
Tableau 13. Récapitulation des résultats d'interprétation des
essais par pompage
Tabela 13. Primerjava rezultatov črpalnih poizkusov v raz-
lionîVï л7т*+1г»аИ
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	179
En ce qui concerne la forme des courbe, on peut distinguer:
a)	les pompages qui évoluent selon un régime transitoire tel qu'on peut
l'observer dans un milieu poreux homogène. Il s'agit des forages qui ne re-
coupent que des réseaux de fissures fines. L'écoulement serait semblable ou
voisin de l'écoulement de Darcy: dans les domaines (C. Louis, 1974) de
l'écoulement laminaire parallèle et non parallèle. C'est le cas des essais
effectués sur les forages B-1, B-3, B-6, B-8 et V-1.
b)	les pompages dans des forages qui recoupent les chenaux ou conduits,
ou se situent à proximité de ceux-ci dans les zones drainantes. Au cours du
pompages dans les forages de ce type, le régime transitoire est très court ou
même inexistant et l'établissement quasi-instantané d'un régime permanent
entraîne une stabilisation rapide après le début de pompage. Le régime d'écoule-
ment est très probablement turbulent, donc en dehors des limites de validité
de la loi de Darcy. Il s'agit des essais effectués sur les forages B-2, B-4 et B-7.
Dans les deux cas, l'effet de capacité de puits, l'effet de la drainance ou
d'égouttement, l'effet de développement progressif lors de pompage dû au
décolmatage des fissures remplies d'argile, et l'effet des conditions aux limites
(limites étanches et limites à potentiel constant), peuvent se surajouter à
l'évolution des rabattements et modifier ainsi la forme des courbes. Les essais
effectués sur le forage B-5 représentent un exemple d'influence de ces facteurs.
Suivant la schématisation de l'hétérogénéité d'un aquifère karstique (C.
Drogue, 1971, 1974) dans lequel on distingue des zones drainantes (des
chenaux ou conduits drainants), juxtaposées aux sous-systèmes (zones peu
perméables), nous avons groupé dans le tableau 14 les secteurs des forages
Tableau 14. Synthèse des résultats: position des périmètres expé-
rimentaux dans le modèle global du milieu karstique
Tabela 14. Sinteza rezultatov: položaj poizkusnih področij v sploš-
nem modelu kraške vodonosne sredine
180	Primož Krivic
étudiés selon leur position dans le schéma du système aquifère et aussi d'après
leur aptitude pour l'implantation des puits de production.
Les courbes débits/rabattements s = f (Q) de quelques forages mettent aussi
en évidence l'hétérogénéité du milieu karstique (fig. 14).
N. B.: Le puits de production VB-4 (0 609/400 mm, profondeur 70 m) se situe
à la proximité du forage de reconnaissance B-4 (fig. 15 et 16).
Fig. 14. Courbes caractéristiques des forages V-1, B-5 et VB-4/79
SI. 14. Krivulje odvisnosti znižanja od črpane količine za vrtine
V-1, B-5 in VB-4/79
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	181
Nous voyons donc que:
—	les forages étudiés sont tous aquifères (100 "/o),
—	chaque forage appartient, conformément au schéma du milieu karstique
proposé par C. Drogue (1971, 1974), soit aux zones drainantes à forte
transmissivité de 10"^ m^/s jusqu'à lO-i mVs et plus (40 "/o des cas), soit aux
sous-systèmes, domaines peu perméables,
—	70 V» des lieux explorés par les forages cités ci-dessus peuvent fournir
des débits suffisants pour l'alimentation en eau, soit pour les besoins locaux,
soit régionaux.
La production possible des forages par rapport à la capacité de la nappe est
très faible. Les forages de reconnaissance que nous avons testés dans le cadre
de ce travail ne sont pas prévus pour la production. On envisage l'implantation
de puits de production dans les lieux situés sur les zones drainantes (chenaux
ou conduits), explorés par les forages de reconnaissance. Le débit de pro-
duction de ces puits peut atteindre, dans des conditions favorables, 100 l/s et
plus par puits (P. Krivic & F. Drobne, 1980). C'est pourtant très peu
par rapport à la capacité de la nappe dont le débit sortant d'étiage à l'exutoire
est estimé à 10 mVs (E. Boegan, 1938; C. D'Ambrosi, 1952; F. Bi-
d o V e c , 1957 et 1965), ce qui nous donne une idée d'importance des réserves
régulatrices de l'aquifère. Les réserves globales sont, certes, encore plus grandes.
Les forages, même s'ils recoupent des fentes ou des chenaux, se comportent
comme des mauvais robinets de la nappe. C'est en quelque sorte un frein pour
la mise en vidange de la réserve aquifère.
Conclusion générale
L'étude du fonctionnement de l'aquifère karstique, par différentes approches
présentées ici et dans les travaux Krivic, 1982a et 1982b, a permis d'obtenir
un ensemble de valeurs cohérentes caractérisant le milieu.
L'étude statistique des données piézométriques, pluviométriques et hydro-
métriques à l'échelle journalière s'est avérée riche d'enseignement. Par cette
analyse, il a été possible de se faire une première idée du comportement de
l'ensemble de l'aquifère, de délimiter les zones de fonctionnement semblable,
et d'apporter des données quantitatives qui seront utiles dans le déroulement
ultérieur de l'interprétation hydrodynamique. L'analyse des fluctuations des
niveaux piézométriques, apparait également comme un outil intéressant per-
mettant d'obtenir des paramètres de l'aquifère, telle que la diffusivité.
Contrairement à l'étude des variations naturelles des niveaux piézomé-
triques, dans laquelle nous avons considéré le système karstique dans son
ensemble, les essais par pompage sur les forages fournissent des valeurs locales
des paramètres hydrodynamiques.
En tenant compte du fait que les méthodes d'interprétation ne sont pas
toujours précises, on cherche surtout à caractériser numériquement les réponses
des forages aux pompages, plutôt que définir des valeurs des paramètres hy-
drodynamiques rigoureuses. Ceci permet, cependant, de comparer entre eux des
secteurs de l'aquifère. Ce n'est pas très satisfaisant du point de vue strictement
scientifique, mais il s'agit d'une approche nécessaire dans une reconnaissance
en vue d'exploitation des ressources.
182	Primož Krivic
L'aquifère karstique est affleurant; pourtant, globalement son comporte-
ment est apparemment semblable à celui d'une nappe captive ou semi-captive.
Ceci pourrait s'expliquer par le fait que lors des régressions du Quaternaire,
des niveaux de karstification ont pu se développer à des cotes inférieures au
niveau actuel de la mer et permettre ainsi la mise en place de niveaux con-
ducteurs dans les parties basses de la zone saturée.
Cet état de chose ne doit pas être spécifique à la région de Trieste, mais
doit se présenter sur les karsts périméditerranéens, car les régressions marines
intéressent l'ensemble de ce domaine.
Fig. 15. Essai par pompage sur le forage VB-4/81. Débit 55 l/s
SI. 15. Crpalni poizkus v vodnjaku VB-4/81 s pretokom Q = 55 l/s
Interprétation des essais par pompage réalisés dans un aquifère karstique	183
De cela, il résulte que l'on peut, d'une part, trouver des exutoires sous
marins importants pour les karsts littoraux, et, d'autre part, espérer des fortes
conductivitées sur des forages profonds.
En contre partie, les contaminations par des invasions d'eau salée dans ces
aquifères pourront être importantes.
Dans l'introduction de ce travail, nous posions la question de la justification
de recherches spécifiques dans une étude appliquée.
Fig. 16. Traçage des eaux pompés du puits VB-4/79 qui disparaissent dans la perte
près de Klariči à la distance de 1000 m du puits
SI. 16. Sledilni poizkus pri vhodu v kaverno pri vasi Klariči, kjer izginja voda izčr-
pana iz 1000 m oddaljenega vodnjaka VB-4/79
184	Primož Krivic
Dans le karst étudié, la réponse semble être positive, puisque l'analyse d'un
phénomène très particulier, comme l'effet de marée, par exemple, permet de
calculer des paramètres hydrodynamiques utilisables pour la compréhension
de la structure du magasin, utile au développement de recherches appliquées.
Au-delà de ce travail, on peut penser qu'il sera possible d'obtenir à partir
des modèles probabilistes du type «boîte noire», des rehseignements plus
précis sur la structure et les paramètres caractéristiques du milieu. Bien en-
tendu, pour cela, il serait nécessaire de disposer d'observations beaucoup plus
denses et régulièrement réparties sur toute l'étendue de l'aquifère.
La poursuite de ces études se justifierait par l'importance économique des
ressources en eau pouvant être exploitées.
Študija hidrodinamike kraškega vodonosnika
Povzetek
(Povzetek vseh treh delov skrajšanega teksta doktorske disertacije, od kate-
rih sta prva dva dela izšla v 25. knjigi, tretji del pa v 26. knjigi revije GEO-
LOGIJA.)
Studija obravnava hidrodinamiko kraško-razpoklinskega vodonosnika na
področju Krasa v jugozahodni Sloveniji. Obravnavani kraški sistem je razme-
roma velik, saj pokriva površino okrog 500 km^. Vodonosnik se napaja s pada-
vinami, z letnim povprečjem preko 1400 mm in na robovih z rekami, ki pritekajo
z nekraškega flišnega površja, kot reka Reka, Vipava in Raša ali preko aluvi-
jalnega vodonosnika Soče, ki je na severozahodnem delu Krasa v kontaktu
s karbonatnimi kamninami. Na razvitost podzemskega odtoka kaže dejstvo, da
ni nobenih površinskih vodnih tokov za dreniranje kar 500 km^ velikega
kraškega platoja. Vodonosnik se prazni ob severnem robu Tržaškega zaliva
med Nabrežino, Devinom in Tržičem na italijanskem ozemlju. Najpomembnejši
so izviri Timava pri Stivanu, Brojnice pri Nabrežini, Moščenice, Lizert, Sardoč
in Sabliči. Vzdolž obale Tržaškega zaliva od Devina do Nabrežine pa so tudi
številni podmorski izviri. Skupni pretok vseh izvirov ni bil nikdar izmerjen,
po ocenah pa minimalni pretok presega 10 m^s. Na severnem in severovzhodnem
delu Krasa smo izvrtali 10 vrtin, ki smo jih po poizkusnih črpanjih uporabili
kot piezometre.
V prvem delu študije (Krivic, 1982a) so s pomočjo statističnega modela
obravnavana naravna nihanja piezometričnih nivojev podtalnice v odvisnosti
od padavin in pretokov rek, ki napajajo vodonosnik. Obdelani so bili odnosi
med kronološkimi serijami pretokov rek in podatki o dnevnih višinah padavin,
kot vstopnimi podatki in dnevnimi višinami gladine podtalnice v piezometrih
kot odgovori na impulze padavin in površinskih voda, ki napajajo vodonosnik.
Za študij dolgih časovnih serij smo pripravili program za obdelavo zbranih
podatkov in avtomatsko risanje sintetičnih diagramov. Statistična analiza med
neodvisnimi spremenljivkami »pretok« in »padavine« in odvisno spremenljivko
»piezometrična gladina« je bila izdelana po enostavni metodi linearne korela-
cije. S korelacijami med nivoji posameznih vrtin smo ugotovili reprezentativ-
nost piezometrov in določili vrtine, ki so locirane v glavnih drenažnih conah
in tiste, ki so v slabo prepustnih blokih. Pri korelacijah »padavine« — »piezo-
Obdelava črpalnih poizkusov v kraškem vodonosniku	185
metrični nivo« in »pretok« — »piezometrični nivo« smo vpeljali tudi faktor
časa in ugotovili, da se vpliv dežja, ki pade pri meteoroloških postajah v Seno-
žečah, Opat jem selu. Bil j ah in Matavunu pozna v vrtinah pri Brestovici po
2 do 3,5 dneh, navidezna hitrost prenašanja piezometričnih valov v vodonosniku
pa je 730 m h v smeri od ponora reke Reke proti izvirom Timava, od Soče
200 m'h in od ponorov Vipave 150 m h, v smeri proti piezometrom v dolini
Brestovice.
Drugi del študije (Krivic, 1982b) obravnava razširjanje valov plime in
oseke v obalnem vodonosniku Krasa. V vrtinah na področju Brestoviške do-
line, ki so oddaljene 4000 m od morske obale, so bila že v letih 1977 in 1978
s pomočjo limnigrafov registrirana nihanja z amplitudami od 2 do 10 cm. Pri
analizi periodičnih nihanj smo preizkusili več hidrogeoloških modelov. Znanim
geološkim razmeram najbolje ustreza model vodonosnika pod pritiskom z delno
vodotesnostjo krovnine drenažne cone. Ta model omogoča tudi najboljšo re-
konstrukcijo v vodonosniku opazovanih nihanj, enako kot tudi model vodo-
nosnika s prosto gladino in vplivom izcejanja. Gotovo je, da vodonosnik ni
niti s prosto gladino, niti popolnoma pod pritiskom. Velika razlika med hi-
trostjo razširjanja piezometričnih valov (730 m^ h) in dejansko hitrostjo preta-
kanja vode v vodonosniku (90 m h) in efekt delne vodotesnosti krovnine, ki je
blizu 1 {ß = 1Л41), kažejo na to, da je velik del pretoka v vodonosniku pod
pritiskom. Ocenjena difuzivnost na osnovi črpalnih poizkusov v vrtini B-4 naj
bi znašala za vodonosnik pod pritiskom od 100 m^ s do 1000 m^, s. Po uporab-
ljenem modelu pa naj bi bila difuzivnost drenažne cone, v kateri se nahajajo
izviri in vrtine pri Klaričih, 200 m^; s, torej v mejah za vodonosnik pod priti-
skom z delno vodotesnostjo krovnine drenažne cone.
Proučevanje hidrodinamike s pomočjo naravnih nihanj gladine podtalnice
zaradi napajanja iz padavin in rek in'zaradi plimovanja, ki zajamejo velike
dele vodonosnika, pa v tem članku dopolnjujejo s črpanji umetno povzročena
nihanja podtalnice, ki dajejo točkovne vrednosti hidrodinamičnih parametrov.
Kraški vodonosnik ni pokrit z neprepustnimi plastmi, kljub temu pa deluje kot
zaprt ali polzaprt vodonosnik, kar razlagamo z zakrasevanjem pod današnjo
gladino morja med regresi j ami v pleistocenu. Tako so nastale današnje cone
dobre prevodnosti v spodnjem delu zasičenega dela vodonosnika. Podatki raz-
iskovalnih vrtin kažejo na veliko heterogenost krasa, saj dosežejo vrtine loci-
rane v drenažnih conah navidezno transmisivnost 10~^ m^/s in več, v vmesnih
blokih pa je le-ta lahko tudi 100 000-krat manjša. Izdatnost vrtin v primerjavi
s kapaciteto vodonosnika je zelo majhna. Raziskovalne vrtine obravnavane v tej
študiji niso pi-edvidene za izkoriščanje. Možna pa je izdelava črpalnih vod-
njakov v ugotovljenih drenažnih conah, z izdatnostjo preko 100 1 s po vodnjaku.
Pri Klaričih je sedaj zajeto kar 250 1, s vode za vodooskrbo Krasa in Sežane,
raziskave pa kažejo, da bo mogoče v Brestovici zajeti tudi preko 1000 I s zdrave
pitne vode.
186	Primož Krivic
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