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Caractérisation des interactions entre les eaux souterraines et les eaux de surface (Havelock, Québec).

Guay, Catherine (2011). Caractérisation des interactions entre les eaux souterraines et les eaux de surface (Havelock, Québec). Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 124 p.

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Résumé

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Une évaluation des interactions entre les eaux souterraines et les eaux de surface pour une aire d’étude de taille restreinte (0.2 km²), située dans la municipalité de Havelock au Québec, a été réalisée. Tout d'abord, des données topographiques, géologiques, hydrogéologiques et climatiques ont été analysées et un modèle conceptuel pour l'écoulement souterrain a été obtenu. Le site comporte deux unités aquifères superposées; le till (9.6x10-6m/s) et le roc (5.1x10-7m/s). La nappe dans le till est alimentée par deux sources différentes, soit l'infiltration de l'eau de précipitation (recharge) et l'aquifère régional sous-jacent (gradient vertical net vers le haut). Les simulations numériques ont été réalisées en régime permanent et transitoire, en se basant sur les données climatiques et piézométriques de 2007. La précipitation pour cette année était de 1038 mm. Deux différentes approches de simulation des interactions entre les eaux de surface et les eaux souterraines ont été utilisées. Tout d'abord, une recharge annuelle de 214 mm (20 % des apports au site) a été déterminée à l'aide d'un modèle d'infiltration quasi 2D (HELP) intégrant des données atmosphériques, des données relatives à la végétation et au terrain et les propriétés hydrauliques des sols. Une évapotranspiration réelle de 556 mm/an, un ruissellement de 231 mm/an et un drainage latéral (écoulement hypodermique) de 36 mm/an ont été obtenus à par- ( tir de la modélisation. Les taux de recharge simulés ont ensuite été utilisés comme condition frontière pour un modèle d'écoulement souterrain 3D à éléments finis (FEFLOW) représentant les unités aquifères. Le modèle d'écoulement souterrain a été calé en régimes permanent et transitoire par rapport aux niveaux piézométriques mesurés, en variant les valeurs de conductivité hydraulique, de compressibilité de l'aquifère et les conditions frontières (charge hydraulique à la base du modèle). Le modèle souterrain a permis de compléter le bilan hydrique du site en fournissant une valeur de 189 mm pour la résurgence de l'aquifère de surface au ruisseau et de 13 mm pour les pertes au profit de l'aquifère régional au roc. En sommant le ruissellement, le drainage latéral et la résurgence au ruisseau, un débit de 456 mm/an est obtenu. La deuxième approche consistait en l'utilisation d'un modèle 3D couplé surface- Souterrain (CATHY) pour simuler l'écoulement pour la même zone d'étude. Les propriétés des aquifères ainsi que les valeurs d'évapotranspiration trouvées avec la première approche ont été utilisées et aucun calage supplémentaire n'a été effectué pour permettre une comparaison directe entre les deux approches. Le modèle couplé a généré une recharge annuelle de 233 mm, des gains provenant de l'aquifère régional au roc de 73 mm/ an, et un débit vers le ruisseau de 500 mm/an. De façon générale, la deuxième approche a permis de mieux recréer les niveaux piézométriques mesurés sur le terrain. Elle a aussi permis une meilleure représentation spatiale et temporelle des différentes composantes du cycle hydrologique et des interactions entre l'eau de surface et l'eau souterraine telles que la recharge, le ruissellement, l'infiltration et les fluctuations de la nappe.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Nastev, Miroslav
Co-directeurs de mémoire/thèse: Paniconi, Claudio
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: eau souterraine; eau de surface; topographie; géologie, hydrogéologie; climat; Havelock
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 16 oct. 2013 20:19
Dernière modification: 20 nov. 2015 14:56
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1621

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