Nous percevons une tendance dans l’étude et la pratique de l’hydrologie des eaux souterraines. Nous voyons une science qui émerge de ses racines géologiques et de ses premières applications dans le domaine de l’hydraulique vers une science environnementale à part entière. Nous voyons une science qui devient de plus en plus interdisciplinaire et de plus grande importance dans les affaires de l’homme.

Ce livre est notre réponse à ces tendances perçues. Nous avons essayé de fournir un texte adapté à l’étude des eaux souterraines pendant cette période d’émergence. Nous avons tenté consciemment d’intégrer la géologie et l’hydrologie, la physique et la chimie, ainsi que la science et l’ingénierie dans une plus grande mesure que ce qui a été fait dans le passé.

Ce livre est conçu pour être utilisé comme texte dans les cours d’introduction sur les eaux souterraines du type normalement enseignés dans les programmes de baccalauréat en géologie, en génie géologique ou en génie civil. Il a considérablement plus de matière que ce qui peut être couvert dans un cours d’une durée d’un semestre. Notre intention est de fournir une large couverture des sujets sur les eaux souterraines afin de permettre aux enseignants d’utiliser certains chapitres ou parties de chapitre comme structure pour un cours de durée semestrielle. Le matériel restant peut servir de base à un cours de premier cycle de spécialisation ou comme matériel pour un cours d’introduction au niveau des cycles supérieurs. Nous reconnaissons que l’approche interdisciplinaire peut créer des difficultés pour les étudiants dans le domaine des sciences de la Terre, mais nous sommes convaincus que les avantages de l’approche l’emportent de loin sur l’effort supplémentaire qui est nécessaire.

L’étude des eaux souterraines au niveau d’introduction nécessite une compréhension de nombreux principes de base de la géologie, de la physique, de la chimie et des mathématiques. Ce texte est conçu pour les étudiants qui ont une connaissance de ces matières au niveau normalement couvert dans les cours universitaires de première année. Une formation supplémentaire dans ces sujets est, bien sûr, souhaitable. Le calcul élémentaire est utilisé fréquemment dans plusieurs chapitres. Bien que la connaissance en calcul plus avancé soit certainement un atout pour les étudiants qui souhaitent approfondir des sujets spécialisés sur les eaux souterraines, nous espérons que pour les étudiants qui n’ont pas ces connaissances, ce texte servira de voie à la compréhension des principes physiques de base de l’écoulement des eaux souterraines. Les équations différentielles ont été utilisées avec parcimonie, mais sont incluses là où nous considérons leur utilisation comme essentielle. La signification physique des équations et de leurs conditions limites est primordiale. Pour éviter que les démonstrations mathématiques nuisent à la continuité de la présentation des concepts physiques, les calculs détaillés et les solutions mathématiques sont limités aux annexes.

Jusqu’à tout récemment, les cours sur les eaux souterraines au niveau universitaire étaient normalement considérés uniquement en fonction des aspects géologiques et hydrauliques du sujet. En réponse à l’importance croissante de la qualité naturelle des eaux souterraines et de la contamination des eaux souterraines par l’homme, nous avons inclus trois chapitres dont l’emphase est sur la chimie. Nous supposons que le lecteur connait les symboles chimiques courants et peut écrire et équilibrer des équations pour les réactions chimiques inorganiques. Sur cette base, nous décrivons les principaux principes de chimie physique qui sont nécessaires pour une introduction aux aspects géochimiques de l’environnement des eaux souterraines. Les étudiants souhaitant un traitement plus avancé de ces sujets nécessiteraient une formation en thermodynamique à un niveau dépassant la portée de ce texte.

Bien que nous ayons tenté d’offrir une large couverture interdisciplinaire des principes relatifs aux eaux souterraines, nous n’avons pas été en mesure d’inclure des informations détaillées sur les aspects techniques de certains sujets comme la conception et l’installation de puits, le fonctionnement des pompes pour les puits, les méthodes d’échantillonnage des eaux souterraines, les procédures d’analyse chimique des eaux souterraines, ainsi que les essais au perméamètre et les tests de consolidation. Les principes de ces techniques pratiques et importantes sont discutés dans le texte, mais les aspects opérationnels se retrouvent dans les nombreux manuels et documents techniques cités dans le texte.

Remerciements

Le manuscrit de ce texte a été revu dans son intégralité par Pat Domenico, Eugene Simpson et Dave Stephenson. Leurs commentaires et suggestions nous ont énormément aidés à arriver à la présentation finale. Nous sommes également redevables à Bill Back, Lee Clayton, Shlomo Neuman, Eric Reardon et Leslie Smith, qui ont fourni de précieuses révisions sur certaines parties du livre. De plus, nous avons demandé et reçu de l’aide sur des sections particulières de Bob Gillham, Gerry Grisak, Bill Mathews, Dave McCoy, Steve Moran, Nari Narasimhan, Frank Patton, John Pickens, Doug Piteau, Joe Poland, Dan Reynolds et Warren Wood. De plus, nous serions négligents de ne pas reconnaître l’influence vitale de nos relations de longue date avec Paul Witherspoon et Bob Farvolden.

Nous avons également une dette envers les nombreux étudiants de cycles supérieurs et de premier cycle en hydrologie des eaux souterraines à l’Université de la Colombie-Britannique et de Waterloo, qui ont identifié des lacunes dans la présentation et qui ont agi comme cobayes pour l’ensembles des exercices.

ALLAN FREEZE
Vancouver (Colombie-Britannique)

JOHN A. CHERRY
Waterloo, Ontario