HYDROGÉOLOGIE DE LA PLAINE BU MARQUESADO ET INFLUENCE BE SON DRAINAGE MÉRIDIONAL

(DÉPRESSION GUAMX-BAZA, ESPAGNE)

HYDROGEOLOGY OF THE PLAIN OF MARQUESADO AND INFLUENCE OF ITS SOUTHWARD DRAINAGE

F. MEDINA SALCEDO*—R. FERNÂNDEZ-RUBIO* —A. GORDILLO MARTIN**

* Hidrogeologia (Facultad de Ciencias), Universidad de Granada, Espagne. ** Compania Andaluza de Minas, Alquife, Granada, Espagne.

ABSTRACT

The first results and conclusions of a hydrogeological study carried on in the Marque-sado del Zenete region (Granada), are presented. This area belongs to the intramontane Guadix-Baza basin.

The surveyed part of this basin, is prevailing filled up with unconsolidated materials. I t is located N of Sierra Nevada, in a tectonically complex area of the s. str. Betic Zone, where Nevado-Filâbride and the Alpujarride Complexes are represented.

On the southern border of this intramontane basin an open pit mine working is located, the drainage of which plays an important role in the hydrogeology of the Marque-sado Plain.

The hydrogeological surveying emphasizes the importance of the ground aquiferous surcharge in comparison with the whole basin.

Such a study also covers different hydrogeological aspects, from the hydraulic behaviour of materials up to the piezometry of the Quaternary detritic aquifer, as a part of the detailed research of the ground-water resources of the Marquesado Plain.

In this hydrogeological scope the influence of the permanent pumping required by the mining work is analyzed in detail. I t is recalled that a conspicuous part of the big iron ore body was situated, originally, below the general piezometric level.

Cadre géologique

Les formations détritiques modernes, objet de notre étude, colmatent la grande dépression de Guadix-Baza, localisée dans la Cordillère Bétique, et, plus précisément dans la zone Bétique s. str. (Fig. 1). Nous allons nous limiter, exclusivement, à son extrémité méridionale, la Plaine du Marquesado, où se trouvent les exploitations minières de la « Compania Andaluza de Minas, S.A. » (CAMSA).

Le substratum de l'aire qui nous occupe est constitué par des formations triasiques, paléozoïques et peut-être plus anciennes. Toutes ces formations ont été affectées par des structures alpines et, en différents degrés, par le métamorphisme alpin, aussi. Ces formations préorogéniques font partie de plusieurs unités structurales, correspondant à des nappes superposées, mises en place à une époque encore mal déterminée. Seulement, l'on peut bien assurer qu'elle se place entre le Crétacé inférieur et le Miocène supérieur ; il semble vrai­semblable que cette mise en place ait eu lieu au Nummulitique, sans écarter

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Fig, 1. Terrains postorogéniques des dépressions internes, d'après le schéma structural

simplifié des Cordillères Bétiques (FONTBOTÉ, 1965)

que des déformations importantes aient eu lieu au Crétacé [(FONTBOTÉ, 1970; id. et al., in litt.).

Dans l'aire étudiée on distingue deux complexes ou ensembles tectoniques de la zone Bétique :

— le complexe Alpujarride, — le complexe Nevado-Filâbride.

Le Nevado-Filâbride est représenté par deux unités (PTJGA, DIAZ DE

FEDERICO et FONTBOTÉ, 1974), qui sont de haut en bas :

— la nappe du Mulhacén, — la nappe du Veleta.

La nappe du Veleta correspond, à peu près, à ce que l'on nommait aupara­vant série de la Sierra Nevada (FALLOT, FATJUE-MURET, FONTBOTÉ et SOLE, 1961), et Unité de la Sierra Nevada (PTJGA, 1971). Elle est constituée, fonda­mentalement, des micaschistes foncés probablement paléozoïques (FONTBOTÉ, 1968), graphiteux presque sans exception. S'y insèrent fréquemment des intercalations lenticulaires de quartzites.

La nappe du Mulhacén est composée des formations décrites par PTJGA (1971) sous les noms d' « Unité de la Caldera » et « Unité de las Sabinas ». Leur composition lithologique est variée (FONTBOTÉ, in litt.). A la partie inférieure de la nappe on trouve notamment des micaschistes graphitiques à grenats et/ou d'autres minéraux de métamorphisme, surmontés d'un passage, où abondent les micaschistes sans graphite, et plus riches en feldspaths. La partie supérieure se caractérise par la présence de roches métavolcaniques

22 MAFI Évkonyv

338

(amphibolites, gneiss) intercalées, entre des micaschistes, d'abord, puis de marbres ; ces derniers forment, presque exclusivement, la partie la plus supé­rieure de l'Unité.

Les marbres peuvent atteindre des puissances supérieures à 300 m, mais du fait de la tectonique et de l'érosion leur épaisseur est très variable; ils peuvent manquer sur de grandes surfaces. C'est à ces termes carbonates que se rattachent les importants gisements de fer d'Alquife.

Quant à l'ensemble Alpujarride, en nous bornant à l'aire qui nous intéresse, il est représenté, exclusivement, par le Trias et très probablement par le Permien subordonné; l'on peut distinguer dans cet ensemble deux formations. L'inférieure est constituée, fondamentalement, de phyllites et de quartzites; et la supérieure l'est de calcaires, de dolomies, et de quelques niveaux de cale-schistes vers le bas.

Les phyllites sont faiblement métamorphisées et, à leur base, sont limitées par une surface de glissement (de charriage ou simplement de chevauchement, suivant les cas) (FONTBOTB, 1968), oblique par rapport à la stratification et à la schistosité, ce qui explique les variations de puissance observées.

La formation carbonatée comporte des calcaires bien stratifiés à la base, tandis que vers le haut dominent les dolomies.

Dans l'aire objet de cet article, l'ensemble des formations décrites reste presque entièrement enseveli sous les terrains postorogéniques détritiques qui remplissent la partie méridionale de la dépression de Guadix-Baza (Fig. 2).

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2/1011

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Formation de Guadix

Substratum anté-pl iocène

Sondage électrique

Sondage mécanique

Fig. 2. Coupe de la base de la Formation de Guadix (FAO/IGMB, 1972)

L'emplacement de cette dépression ne garde aucun rapport direct avec la tectonique de nappe, mais elle est conditionnée par la structure des plis de grande portée et par les failles, formés surtout dans le Néogène (FONTBOTÉ, 1968),

Ainsi, ces formations détritiques colmatent une cuvette, affectée par quelques failles longitudinales, de direction approximativement Est—Ouest; elles sont limitées au Sud par la Sierra Nevada et au Nord par la Sierra de Baza, qui peut être considérée comme la terminaison occidentale de la Sierra de los Filabres.

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Terrains postorogéniques

Les terrains postorogéniques qui, en discordance, remplissent cette partie de la dépression, se distribuent, de haut en bas en ces unités :

Dépôts modernes : — alluvions — cônes de déjection.

Formation de Guadix.

Certains auteurs (PASTOR MBNDIVIL, 1948) ont considéré à part un autre élément de ces formations, celui qu'on nomme Bubial Eoceno.

Il s'agit d'un conglomérat bréchoïde ayant les caractéristiques piémontaises. Très peu étendu, il recouvre les marbres et l'hématite d'Alquife. Des éléments de calcaire et d'hématite rouge, sont cimentés par une matrice calcareo-argileuse et ferrugineuse. La puissance est très variable (dans plusieurs sondages on a traversé plus de 40 m), et la continuité latérale est limitée.

Les études les plus récentes (FONTBOTÉ, in litt.), nous permettent, non seulement d'exclure l'âge éocène, mais de rattacher ce conglomérat à la base de la Formation de Guadix. Ses caractéristiques lithologiques spéciales seraient dues à l'abondance de matériel ferrugineux provenant du gisement d'Al­quife.

La Formation de Guadix se caractérise par une composition détritique hétérogène, avec de sensibles changements verticaux et latéraux, par sa matrice limono-argileuse, et par son faciès continental. Il existe plusieures études assez détaillées sur cette Formation; nous pouvons citer celles de FALLOT, FATJRE-MTTRET et FONTBOTB (1967), et de VERA (1970b).

L'analyse de la granulométrie superficielle (MEDINA, 19?é), réalisée avec des échantillons recueillis suivant deux coupes parallèles, de direction approxi­mative Sud-Nord (Fig. 3), permet de mettre en évidence, des bords vers le centre de la dépression, une diminution de la proportion et de la taille des éléments détritiques grossiers. Près des bords montagneux prédominent les matériaux grossiers, qui se distribuent irrégulièrement suivant une hétéro-métrie évidente; vers la partie centrale, les niveaux de matériaux fins devien­nent beaucoup plus abondants, et les conglomérats s'y trouvent en bancs intercalés. En beaucoup de cas on les voit remplir dans l'ensemble limoneux, d'anciens lits de torrents de formes irrégulières.

Cette Formation de Guadix remplit la plus grande partie dû bassin, dont la surface de colmatation correspond à la Plaine du Marquesado. Cette surface se trouve à une altitude moyenne comprise entre 1000 et 1150 m; elle s'élève légèrement du Nord au Sud, et elle est découpée par le réseau de drainage.

Au Sud dominent les éléments (graviers, sables, etc.) qui proviennent du Complexe Nevado-Filâbride, tandis que vers le Nord deviennent plus abondants les composants carbonates, qui proviennent des matériaux alpujar-rides de la Sierra de Baza, mais mélangés avec ceux du Complexe Nevado-Filâbride qui affleure lui aussi dans cette Sierra.

Dans son ensemble, la Formation de Guadix apparaît comme un remplis­sage d'origine fluviatile (VERA, 1970a), comportant plusieurs épisodes, dans le temps et dans l'espace, en ce qui concerne l'énergie de transport; ceci a donné lieu à la variation d'épaisseur et à la position relative des graviers, des sables et des limons.

22*

340

20 10 8 6 4 3 2

DIAMÈTRE DES PARTICULES /mm/

1 0.8 0,6 0.4 0.3 0.2 0.1 0,08 0.05

Fig. S. Courbes granulométriques accumulées des matériaux détritiques

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Les données disponibles sur les puissances des sondages réalisés par la CAMSA et par la FAO/IGME (1972) prouvent qu'en général, la puissance augmente des bords montagneux vers l'intérieur de la plaine, où elle peut dépasser 250 m. Cependant, le substratum de ces matériaux détritiques correspondant à un paléorelief montagneux, les puissances peuvent varier considérablement, même entre les points voisins.

D'après les datations faites dans d'autres secteurs de la dépression de Guadix (PENA, 1974, P E N A et VERA, 1974), on admet qu'à l'extrémité sud-est du bassin la Formation de Guadix comprend certainement le Pleistocene, mais, en profondeur, on ne peut pas préciser sa limite avec le Pliocène, en supposant qu'il existe dans ce secteur-ci.

Les matériaux pleistocenes se trouvent couronnés par un niveau de 1 à 3 m d'épaisseur, de lithologie similaire au reste, mais avec des éléments plus gros et avec développement de croûtes d'exudation, qui peuvent correspondre déjà au Pleistocene supérieur-Holocène. Récemment on a constaté (CASAS, PEKA et VERA, 1975) que la partie terminale de la Formation de Guadix correspond au Pleistocene supérieur, et concrètement, au Pviss-Wûrm (PORTA, 1975).

Au bord sud de cette vallée, directement sur la Formation de Guadix, n note un remarquable développement et extension de cônes de déjection et de

glacis de fanglomérats, formés par l'érosion de la Sierra Nevada, qui deviennent coalescents le long de cette bordure.

Les matériaux détritiques grossiers, de plusieurs décimètres au sommet de ces cônes, passent progressivement, vers la périphérie, à des matériaux beaucoup plus fins (limons, principalement), qui plus loin s'étendent en pelli­cule assez continue, sur la surface de colmatation.

Mis à part ces grands cônes, on en trouve d'autres de moindre envergure, formés au pied des torrents qui ravinent la Formation de Guadix.

E n dernier lieu il faut signaler la présence des alluvions actuelles qui tapissent le lit des cours d'eau saisonniers ou temporaires, et sont constituées par de limons, des sables, des graviers et des galets.

Les alluvions forment les terrasses fluviales des cours d'eau les plus importants; celles-ci sont parfois d'une considérable largeur, mais toujours très allongées parallèlement au lit. L'épaisseur est variable selon les profils (le sondage 223/1011 réalisé près du Rio Verde—FAO/IGME, 1972 — traversa 22 m de sable, de limon et de gros galets, correspondant au Quaternaire).

Dans la carte nous avons distingué deux niveaux de terrasses (MEDINA, 1975) quoiqu'en réalité on puisse en individualiser un troisième, actuellement en cours de formation, et qui correspond au lit d'inondation des plus grands cours d'eau, où aboutit un grand volume de matériaux solides durant les crues de caractère torrentiel.

Caractéristiques hydrogéologiques

Dans ce cadre lithologique et structural, le comportement hydrogéologique des matériaux décrits, selon des données déduites des sondages et des essais, peut être résumé comme suit :

L'ensemble Nevado-Filâbride constitue le substratum général impermé­able de la zone (Valle Cardenete, 1970, FAO/IGME, 1972), toutefois, il inclut

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localement des calcaires marbrés oie la partie supérieure de la nappe du Mul-hacén — Unité de Las Sabines (PUGA, 1971) — qui forment un aquifère avec une conductivité hydraulique de l'ordre de lO^1 cm/s (BURGEAP, 1972), là se situent les sondages de drainage de l'exploitation minière à ciel ouvert, de la CAMSA. Cette haute conductivité hydraulique est la fonction fonda­mentale de l'intense fracturation tectonique des marbres.

De leur côté, les phyllites de l'ensemble Alpujarride constituent aussi un substratum imperméable local, pendant que les affleurements calcaréo-dolomi-tiques de la partie supérieure contribuent à l'alimentation souterraine latérale des dépôts détritiques postorogéniques. Leurs continuité et extension en profondeur ne sont pas bien connues.

Dans la zone d'Alquife, la base de la Formation de Guadix est fréquem­ment consolidée par un ciment carbonate, localement cette couche est appelée rubial. Celle-ci a, dans l'ensemble, peu d'importance parce qu'elle se limite à une aire très petite. Elle présente un mauvais drainage à cause de la matrice argilo-limoneuse qui la ciment et de son manque de tectonisation, de telle façon que sa conductivité hydraulique est de l'ordre de 3-10 -6 à 10~~5 cm/s (BURGEAP, 1972) ce qui permet de la considérer, avec l'hématite, comme un niveau de confinement (Confining bed) local (les sondages d'investigation minière ont mis en évidence sa non extension générale sur les marbres).

La Formation de Guadix se présente avec une grande épaisseur et ex­tension, et, vers le centre du bassin, accuse une homogénéisation granulomét-rique notoire, ce qui implique une sensible amélioration de la conductivité hydraulique, qui, avec l'augmentation de son épaisseur, suppose un accroisse­ment notoire de la trahsmissivité. On passe ainsi de valeurs de 10~4 m2/s (BURGEAP, 1972), au bord méridional, à 10~2 m2/s (FAO/IGME, 1972) au centre, et cela justifie le fait "que les débits de pompage passent de 2 1/s dans les sondages faits en bordure, à 80 1/s dans les sondages de la zone centrale.

Plus au Nord, en nous éloignant de la source des matériaux détritiques, prédomine la fraction de limon et argile, et la conductivité hydraulique se réduit. I l se produit ainsi une relative fermeture hydraulique dans le secteur nord-ouest de la plaine du Marquesado, bien qu'on ne puisse marquer une limite précise, car il s'agit d'un changement granulométrique graduel avec une large imbrication d'horizons détritiques.

Dans le volume que l'on considère comme un aquifère, la conductivité hydraulique des matériaux détritiques de la Formation de Guadix, est condi­tionnée par la succession horizontale des niveaux aréno-conglomératiques et limoneux, et, à petite échelle, par la disposition sub-horizontale des galets aplatis de micaschistes, qui se sont disposés en concordance avec la surface topographique. Par conséquent, cette conductivité hydraulique est plus grande suivant cette direction, comme on peut l'apprécier des données sui­vantes:

Conductivité hidraulique (cm/s) Référence

Horizontale Verticale 5-10-4 à io-3 FAO/IGME 1972 10~3 5-10-3 à ÎO-4 BURGEAP 1972 IO-3 ÎO-4 GOBDILLO 1974

Donc, vues ces caractéristiques hydrauliques, la Formation de Guadix, qui dans sa plus grande partie se trouve en conditions de saturation sous une

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surface piézométrique libre, constitue, dans son ensemble, un aquifère parti­culièrement bien adapté au stockage de l'eau et à sa transmission aux divers captages (VALLB CARDENETE, 1970, FAO/IGME, 1972).

Quant aux cônes de déjection, notons leur importance pour l'infiltration de l'eau de ruissellement, provenant de la Sierra Nevada.

Les alluvions, avec une conductivité hydraulique de l'ordre de 2-10~2

à 3.8-10~2 cm/s (FAO/IGME, 1972), jouent le rôle de collecteurs des eaux de la Formation de Guadix. Ceci explique que l'on ait creusé de nombreuses galeries de captage, en profitant de la faible profondeur de l'eau.

Schéma climatique et hydrogéologique

Le climat de la Plaine du Marquesado est continental semi-aride, il correspond à « Csa2 » suivant la classification de K Ô P P E N , avec les caractéris­tiques moyennes suivantes :

Mois le plus froid : Décembre, Janvier (6, 8 °C) Mois le plus chaud: Août (25,7 °C) Mois le plus humide: Décembre (55,1 mm) Mois le plus aride: Juillet (1,6 mm)

La pluviométrie annuelle moyenne est de 300 à 400 mm et les températures extrêmes enregistrées sont de 42.9° à - 1 5 . 6 °C (FAO/IGME, 1972). Immé­diatement au Sud, dans la Sierra Nevada et dans le même bassin versant, les précipitations annuelles moyennes augmentent graduellement de 450 mm à 2000 mm (FAO/IGME, 1972, MEDINA, 1975), Figure 4.

Dans le bassin détritique,. la pluviométrie moyenne est de 373 mm/an (MEDINA, 1975). L'évapotranspiration réelle calculée par laformule de THORNTH-WAITE avec une capacité de rétention fixée à 50 mm (FAO/IGME, 1972), est de 328 mm/an (MEDINA, 1975).

Le ruissellement sur ces matériaux détritiques étant pratiquement nul, l'infiltration directe est de 45 mm/an, 12 % de la précipitation (MEDINA, 1975).

Pour les matériaux imperméables du bassin versant de la Sierra Nevada, la pluie utile a été estimée à 45% de la pluviométrie, ce qui entraine une valeur moyenne de 500 mm/an (MEDINA, 1975). Cette eau de ruissellement, comme nous l'avons indiqué, une fois qu'elle arrive sur les cônes de déjection ou sur la Formation de Guadix alimente, en tête, l'aquifère, et seulement en période de pluies intenses l'apport superficiel arrive au Rio Verde.

De la partie haute du cours des rivières, on dérive l'eau vers des bassins ou des « lacs collinaires » qui ont une capacité totale de 425,750 m3, destinés à l'irrigation; par cette régulation des eaux superficielles on dérive 16.4 hm3/an (MEDINA, 1975).

Comme il n'existe pas de station de mesure des débits dans la zone qui nous intéresse, pour calculer la pluie utile nous avons pris en compte les corréla­tions mises en évidence par l'étude de la FAO/IGME dans le bassin limitrophe du Rio Fardes (station de D. Diego). On arrive ainsi à une pluie utile théorique de 115 hm3/an, où l'on inclut les dérivations en tête, par irrigation, et les possibles sorties souterraines vers la prolongation septentrionale du bassin hydrogéologique. A partir de la corrélation hydrométrique indiquée ci-dessus, on admet une valeur de 75 hm3 /an pour le ruissellement annuel total moyen du bassin (FAO/IGME, 1972).

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Fig. 4. Car te des courbes isohyètes 1. Courbes isohyètes (1942-1969) (FAO 1972), 2. courbes isohyètes (1942-1973), 3. bassin hydrographique

du Rio Verde, 4. sous-bassins versants, S. aire étudiée, 6. limite des terrains perméables

Fonctionnement hydrogéologique général

Dans la bordure Sud du bassin (Alquife), le niveau piézométrique primitif se trouvait près de la côte 1048 (GQRDILLO, 1974), et à partir de là il descendait suivant une pente douce vers le Nord. On peut penser, que dans des conditions non influencées par le pompage de la Mine du Marquesado, ce niveau est sensiblement le même dans la Formation de Guadix et dans les marbres Nevado-Filâbrides (GORDILLO, 1974, MEDINA, 1975). Une plus grande conduc-tivité hydraulique de ces derniers pourrait entraîner une plus grande charge.

En observant les courbes piézométriques en état de non-influence par le pompage (VALLE GABDENETE, 1970, EAO/IGME, 1972), nous pouvons déduire

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que le réseau hydrographique jouait, par rapport au niveau aquifère, le rôle de gaining stream dans ses parties basses et de losing stream dans ses parties hautes. Mais l'actuel pompage de la Mine a entrainé des modifications par rapport à ce schéma, modifications que nous sommes en train d'étudier.

Le pompage de la Mine s'effectue dans l'aquifëre des calcaires marbrés de la bordure sud. Ceux-ci, vu leur affleurement réduit et leur manque de continuité en profondeur, reçoivent une alimentation directe très faible, par contre il existe une alimentation per descensum et latérale à partir de l'aquifëre détritique, rechargé lui-même par précipitation directe et par le ruissellement provenant des pluies torrentielles et de la fonte des neiges de la Sierra Nevada (Kg. 5).

S E \s~K l I' I ! I I

p.,,.,.,.. l||fK ^ J j y , ^ S ^ — ~ ^ _ E =Ruissellement superficiel ' | p N ^ ^ ^ ^ - T T Î T T T T T T Î T N .

NP = Niveau piézométrique ' I | | | T T î l ! M | T l f | | N ' ' I T h s .

k h Perméabilité horizontale MICASCHISTES ' ' T T T T T T ~ T - „

|< =Permëabilité verticale I | j

Fig. 5. Coupe hydrogéologique schématique

La recharge de l'aquifëre détritique et la circulation subhorizontale qui lui fait suite, se produisent grâce aux cônes de déjection et aux matériaux détritiques grossiers, de sorte que le ruissellement superficiel en provenance de la Sierra Nevada finit, pour sa plus grande part, par alimenter l'aquifëre détritique.

Fonctionnement hydrogéologique local

L'exploitation à ciel ouvert, réalisée par la CAMSA, constitue un point singulier, à partir duquel est pompée une importante quantité d'eau.

Le schéma hydraulique A (Fig. 6), correspond à la situation initiale, non influencée par le pompage. Quand les travaux miniers arrivèrent au niveau de l'eau, il devient nécessaire de pomper pour continuer l'exploitation en profondeur. On espérait ainsi une baisse du niveau piézométrique aussi bien dans la masse carbonatée, dans laquelle se trouve le gisement, que dans les terrains détritiques de recouvrement.

Mais les choses ne se passèrent pas ainsi car les deux formations étaient séparées par un écran de très faible perméabilité, formé de rubiqï, d'hématite ou de matériaux argileux.

Les caractéristiques hydrauliques favorables des calcaires marbrés permettent d'en extraire facilement des débits importants, ce qui produit un vaste cône de dépression dans cet aquifère ; tandis que l'aquifëre de la Forma­tion de Guadix, reste perché à un niveau, sensiblement égal au niveau initial, et qui ne descend que très lentement (GOKDILLO, 1974), par drainance

346

Fig. 6. Schéma du fonctionnement hydraulique de la mine du Marquesado

(« leakage ») étant donné la faible conductivité hydraulique verticale de ces matériaux.

Durant le pompage dans les calcaires, on a pu noter une corrélation linéaire entre le débit extrait et le niveau piézométrique dynamique. Ceci est dû au fait que la masse calcaire reçoit une alimentation induite provenant de la formation détritique, celle-ci est fonction de la différence de charge entre les deux aquifères.

347

Dans le schéma hydraulique B (Fig. 6) on distingue deux zones. Dans la zone « a », la Formation de Guadix se décharge sur les marbres secs, ce débit sera donc seulement fonction du niveau piézométrique 1: comme le contact a un pendage assez fort dans cette zone, son extension et son importance sont réduites. Par contre dans la zone « b » l'eau qui percole sera fonction linéaire de la différence de la hauteur h entre les deux niveaux, mais comme le niveau supérieur est pratiquement constant, h est équivalent à l 'abattement créé dans les calcaires marbrés.

Quand le niveau piézométrique 2 a atteint la situation qui apparaît dans le schéma hidraulique G (Fig. 6), cette j>roportionnalité sera rompue et à de petites augmentations de débit ponrpé, correspondront de fortes dépressions dans la masse carbonatée.

Le pompage a commencé dans la Mine en 1963 avec 1001/s, et actuellement 9 sondages sont équipés de pompes et le débit extrait est de 495 1/s.

Pour le développement futur de la Mine vers le Sud, la présence de maté­riaux détritiques imbibés d'eau est un grave inconvénient, car il implique des talus de stabilité extrêmement tendus. Les essais de pompage dans les formations détritiques de ce secteur, ont donné des débits si faibles, qu'il serait prohibitif d'essayer d'accélérer la dépression naturelle du niveau piézométrique 1 par ce procédé. Pour cette raison la CAMSA a décidé d'installer un réseau de puits perdus (wells points) qui permettent le passage de l'eau depuis la Formation de Guadix vers les marbres.

Ce procédé, qui est encore une phase expérimentale, a buté sur quelques difficultés qu'il convient de signaler.

Au début, on a pensé utiliser les forages d'investigation minière en plaçant des filtres à la hauteur des niveaux détritiques mouillés ' et des carbonates, et une tuyauterie non crépinée au niveau de la zone imperméable. Mais comme les forages miniers se font par rotation et avec de la bentonite, les puits se colmataient rapidement; il a fallu donc abandonner le système et faire les puits perdus par battage. Dans ce cas il est préférable de crépiner tous les tubages qu'on utilise, pendant la perforation en dessous du niveau piézo­métrique, car sinon, ils risquent de rendre le puits inutilisable.

D'autre part, le colmatage des puits est fréquent étant donné la quantité de matériaux fins de la Formation de Guadix. Pour procéder à leur nettoyage (avec des polyphosphates, Giltex, etc ... ) il faut employer un packer qui retient la solution à la hauteur désirée, au moins pendant vingt-quatre heures. Dans le cas de colmatage des marbres, le nettoyage est facilement réalisable avec du C1H.

Pour un contrôle effectif de ce drainage, il est nécessaire d'installer un dispositif de piézomètres avec une densité similaire à celle des puits perdus.

É tan t donné les conditions hydrauliques de l'aquifère détritique de ce secteur, pour abaisser la nappe dans un rayon de 300 m, on pense qu'il sera nécessaire de recourir à une maille de puits perdus inférieure à 100 m.

Piézométrie

En fonction des données les plus récentes de l'inventaire des points d'eau, on a fait une interprétation piézométrique (MEDINA, 1975) qui met en évidence aussi bien les zones d'alimentation et de drainage, que l'effet piézométrique produit par le pompage et le drainage de la Mine.

348

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349

En observant le graphique de la hauteur piézométrique en fonction du débit pompé (Fig. 7), on peut constater que la saison des pluies n'influe pas sur la piézométrie dans les calcaires, et que son effet sur le niveau piézométrique dans les matériaux détritiques est d 'autant plus intense que celui-ci est plus élevé.

Le temps que met cette fluctuation piézométrique à se manifester est fonction de la profondeur et pour les piézomètres étudiés il semble y avoir un déphasage de 4 à 6 mois (MEDINA, 1975), fluctuation qui dépend aussi du pompage et qui est conditionnée par l'anisotropie du milieu et par le processus de drainage.

E tan t donnée la différence de pentes entre la. topographie et la nappe aquifère, la profondeur du niveau piézométrique des matériaux détritiques, varie entre plus de 100 m, dans l'exploitation minière, et à peine quelques mètres, dans les terrasses fluviales septentrionales.

D'autre part, l'observation des mesures piézométriques mensuelles des points d'eau éloignés de la Mine (Fig. 8) met en évidence une fluctuation saisonnière peu accusée ; toutefois celle-ci est plus intense vers le Nord de la dépression à cause de l'alimentation naturelle (MEDINA, 1975).

D'une manière générale, dans les conditions actuelles, le ravin de Benéjar semble avoir une fonction de « losing stream » et le,Rio Verde, de « gaining stream », et entre les deux se situe la zone de drainage de la Mine, avec les incidences piézométriques antérieurement citées, qui modifient la circulation générale du Sud au Nord, au moins dans un rayon d'un kilomètre.

Ainsi le drainage actuel n'est pas seulement constitué par des suintements naturels ou ceux d'anciennes galeries, mais aussi par les pompages, dont le 97.5% appartient à la Mine, et le reste aux captations d'une ferme expéri­mentale. Le total de ces eaux est de 16 Hm3 /an (MEDINA, 1975).

Fig. S. Fluctuations piézométriques

350

Pour analyser l'incidence du pompage dans l'aquifère détritique et prévoir ses conséquences à long termes nous avons commencé la mise au point d'un modèle mathématique de l'aquifère, en régime non permanent (FERNÂNDEZ-RTJBIO).

Nous voulons remercier au Prof. J . M. FONTBOTÉ pour sa révision des aspects géologiques.

BIBLIOGRAPHIE

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