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Caractérisation géochimique des eaux souterraines du bassin versant de la rivière Châteauguay, Québec, Canada.

Blanchette, Daniel (2006). Caractérisation géochimique des eaux souterraines du bassin versant de la rivière Châteauguay, Québec, Canada. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 147 p.

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Résumé

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La géochimie des eaux souterraines a été caractérisée dans la portion québécoise du bassin versant de la rivière Châteauguay. Les objectifs des travaux étaient de définir la composition chimique des eaux souterraines pour qualifier la qualité des eaux et identifier les processus et conditions géologiques et hydrogéologiques qui contrôlent la géochimie des eaux souterraines. Durant l'été 2004, 144 échantillons d'eau souterraine et 22 échantillons multi-niveaux distribués sur l'ensemble du territoire ont été prélevés dans des puits privés, municipaux et scolaires, puits d'observation et une source. Les échantillons d'eau ont été analysés pour les éléments majeurs, mineurs et traces, le contenu bactériologique ainsi que les isotopes stables (δ²H, δ13C, δ180) et radioactifs (³H, 14C). Les concentrations des espèces ioniques en solution ont été calculées lors de la spéciation par modèle d'équilibre hydrochimique. Les éléments majeurs Ca, Mg, Na, K, CI, 804 et les anions HC03-, CO32- représentent généralement plus de 92% de la charge dissoute. Ce sont les contextes hydrogéologiques qui démontrent un plus grand contrôle sur leurs concentrations. La dureté, la matière dissoute totale (MDT), le fer et le manganèse constituent les problèmes de qualité d'eau les plus répandus pour les utilisations de l'eau souterraine à des fins d'eau potable et d'irrigation des cultures. Les datations de l'eau souterraine par le tritium ³H) et le 14C indiquent que les eaux de recharge de l'eau souterraine sont récentes et que des eaux d'âges variables sont présentes dans le système d'écoulement souterrain. La définition des types d'eau sur la base des ions majeurs a démontré que la composition chimique des eaux souterraines est très variable et que le type Ca-HC03 est le plus abondant. Il est présent dans tous les contextes géologiques et hydrogéologiques. La variation des types d'eau pour les échantillons multi-niveaux montre que la composition chimique varie faiblement avec la profondeur pour l'épaisseur de roc investiguée (généralement moins de 123 m). La classification des échantillons en 5 groupes de types d'eau et en 6 clusters (classification hiérarchique regroupée) ont permis de définir les tendances générales de la variabilité spatiale de la géochimie de l'eau souterraine dans la région. L'utilisation de l'analyse en composante principale a permis d'identifier les processus géochimiques majeurs qui contrôlent ~80% de la variabilité de la composition de l'eau souterraine, soient: 1) le mélange d'eau fraîche avec des eaux plus salines ayant la signature de la mer de Champlain; 2) possiblement la dissolution de halite; 3) la dissolution de la dolomite, du gypse et de minéraux riches en Fe-Mn et F-Sr. L'échange ionique semble aussi jouer un rôle de premier plan, d'après les tendances des concentrations en sodium et calcium dans les eaux souterraines. Deux sections géochimiques permettent d'illustrer plus spécifiquement la variabilité de la composition des ions majeurs des eaux souterraines à l'intérieur d'un cadre d'évolution géochimique général. Les zones de recharge locale de l'eau souterraine apparaissent comme des éléments importants affectant la géochimie des eaux souterraines. Des conditions engendrant un écoulement limité permettent de préserver la signature géochimique d'anciennes eaux provenant de la Mer Champlain, qui n'ont pas été complètement lessivées. Les processus géochimiques identifiés de même que la distribution spatiale des variations de la géochimie de l'eau souterraine ont permis de définir un modèle conceptuel qui intègre la compréhension générale de l'évolution de la géochimie des eaux souterraines dans la région d'étude. Les types d'eau Ca-HC03 et Na-CI sont les pôles représentant respectivement les eaux de recharge récente et des eaux anciennes gardant la signature géochimique de la Mer de Champlain. Entre ces pôles, les processus de dissolution des carbonates, d'échange ionique, de mélange d'eau et possiblement de dissolution d'halite contrôlent l'évolution de l'eau souterraine. La différence entre les conditions dominantes de l'écoulement de l'eau souterraine semble à l'origine de la distinction entre les types d'eau et les modèles géochimiques conceptuels représentatifs des systèmes aquifères du bassin versant de la rivière Châteauguay et des Basses-Laurentides. Cette constatation permet de souligner l'importance prépondérante du contexte d'écoulement sur le contrôle de la géochimie des eaux souterraines pour deux régions qui ont été soumises à un historique géologique semblable, possèdent des aquifères du même type et où des processus géochimiques très similaires sont en cause.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Lefebvre, René
Co-directeurs de mémoire/thèse: Nastev, Miroslav
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: géochimie; chimie; eaux souterraines; bassin versant; qualité; géologie; hydrogéologique; rivière Châteauguay
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 04 juin 2013 15:16
Dernière modification: 11 nov. 2015 15:09
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1395

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