La charge hydraulique est une mesure de la quantité d’énergie disponible dans les eaux souterraines en raison des pressions dans une nappe phréatique ou de la hauteur du niveau d’eau dans le sol. Souvent appelée tête, la mesure est indiquée en pieds ou en mètres de hauteur d’eau, normalement référencée par rapport au niveau de la mer pour donner une mesure standard. Un piézomètre, qui est un tuyau de petit diamètre ouvert uniquement en haut et en bas, peut être utilisé pour mesurer la hauteur d’eau résultant de la charge hydraulique dans une nappe phréatique. Ces mesures peuvent être utilisées pour déterminer l’eau disponible pour les opérations de pompage, ou pour mesurer et tracer le débit d’eau dans les approvisionnements souterrains.
Il existe deux types d’approvisionnement en eau souterraine. Une nappe phréatique non confinée se connecte à un lac, un ruisseau ou une autre source d’eau au niveau du sol. L’eau peut circuler librement entre le lac et la nappe phréatique en fonction des précipitations ou de l’utilisation de l’eau. Les nappes phréatiques confinées sont des couches de sables ou de roches aquifères contenues entre des couches de roches solides et ne sont pas directement reliées aux approvisionnements en eau de surface. Les puits sont souvent forés jusqu’à des nappes phréatiques confinées, car ils peuvent ne pas être aussi facilement perturbés par la sécheresse ou la perte d’eau de surface et peuvent fournir un approvisionnement en eau plus constant.
Fournir un approvisionnement en eau de puits nécessite une compréhension des nappes phréatiques souterraines, de la charge hydraulique disponible et des débits disponibles. Les entreprises placeront d’abord des piézomètres à des emplacements sélectionnés qui confirmeront la disponibilité de l’eau et permettront de mesurer la charge hydraulique. Lorsque le levé piézométrique est terminé, les emplacements des puits peuvent être choisis et forés aux profondeurs nécessaires pour fournir la meilleure charge hydraulique. La pression de la nappe phréatique peut être importante, car la basse pression nécessite des pompes plus grosses pour fournir une force de levage adéquate pour obtenir de l’eau. Un dernier test consiste à faire fonctionner le puits au débit maximum pendant une période de temps donnée, ce qui confirme que la nappe phréatique accessible par le puits peut fournir une eau adéquate.
Les nappes phréatiques ou les aquifères peuvent varier considérablement d’une saison à l’autre, en partie en raison des quantités différentes de précipitations. Les effets de l’homme, principalement causés par l’agriculture ou l’agriculture, sont un effet plus important sur les approvisionnements en eaux souterraines. Dans certaines parties du monde, la croissance des cultures nécessite de très grandes quantités d’eau, et les approvisionnements en eau de surface ne sont souvent pas disponibles ou fiables pour une qualité de récolte constante. Les puits fournissent un approvisionnement plus constant, mais de grandes demandes en eau peuvent épuiser ou vider les nappes phréatiques souterraines qui ne peuvent pas être rechargées rapidement.