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Modélisation hydrogéologique pour supporter la gestion du système aquifère de la région de Ville-Mercier.

Pontlevoy, Olivier (2004). Modélisation hydrogéologique pour supporter la gestion du système aquifère de la région de Ville-Mercier. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 164 p.

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Résumé

Le cas de contamination des aquifères granulaires et de roc fracturé de Ville-Mercier par des liquides organiques immiscibles denses et des composés dissous dans l'eau souterraine existe depuis maintenant près de 30 ans. Pour contrôler la contamination de l'aquifère, le ministère de l'Environnement du Québec a mis en place un système de pompage et traitement des eaux contaminées et a délimité une zone à l'intérieure de laquelle le pompage est interdit. Cependant, la région entourant Ville-Mercier a développé une très forte activité maraîchère avec des besoins en eau croissants qui nécessitent une gestion de l'aquifère pour le protéger. Un modèle numérique régional 2D d'écoulement de l'eau souterraine a donc été développé afin de simuler le comportement de la nappe dans les conditions actuelles et hypothétiques pour soutenir la définition de règles d'exploitation de l'aquifère. Le modèle produit est cohérent par rapport aux observations faites sur le terrain et a été utilisé dans des conditions de régime permanent et transitoire. Les simulations ont apporté une meilleure compréhension de l'hydraulique régionale, elles ont permis d'estimer les aires d'alimentation des principaux puits municipaux, et d'estimer la sensibilité de l'aquifère à des variations éventuelles de la recharge. Sur la base de ces résultats, nous recommandons l'établissement dans la région de zones bien délimitées avec des contraintes d'exploitation spécifiques. Un guide d'exploitation a aussi été proposé comme outil de gestion de l'aquifère. Le système de pompage et traitement actuellement en place au site des anciennes lagunes de Ville-Mercier arrive en fin de vie. Pour choisir la technologie de remplacement la plus adaptée au site, un modèle d'écoulement 3D multicouche représentant le détail de l'écoulement de l'eau souterraine dans le secteur des anciennes lagunes a été développé. Ce modèle représente à la fois l'écoulement dans l'aquifère fluvio-glaciaire de sable et gravier et dans l'aquifère de roc régional. Ces aquifères sont mis en contact par des fenêtres dans les couches de till les séparant et une attention particulière a été apportée au niveau de ces fenêtres lors du calage du modèle. Les résultats obtenus sont satisfaisants par rapport à l'écoulement souterrain à la fois dans les dépôts meubles et dans le roc, et les échanges hydrauliques entre les deux aquifères sont bien représentés. Il semble aussi que les fenêtres dans le till qui ont été observées lors des forages aient un effet hydraulique plus important que ce qui a été estimé par les travaux antérieurs. Les simulations réalisées ont montré que le pompage exercé par les puits du Ministère avait inversé le sens d'écoulement entre ces deux aquifères et que son contrôle sur la migration des contaminants était efficace.

Abstract

The contamination of a granular as well as a fractured bedrock aquifer by DNAPL and dissolved contaminants at Ville-Mercier started 30 years ago. The Quebec Environment Ministry controlled this problem by implementing a pump-and-treat system designed to intercept the dissolved contaminant plume, and by defining a controlled area within which groundwater pumping is prohibited. The area surrounding Ville-Mercier, within and outside the controlled zone, is a very active agricultural area dedicated mostly to growing vegetables and groundwater is needed to support this expanding industry. The regional fractured bedrock aquifer in the area is thus increasingly used and groundwater management is required to protect it. A 2D regional flow model was developed to simulate the behaviour of the flow system under present-day and alternative withdrawal regimes. This model was used to support the definition of a set of aquifer management guidelines. This model is consistent with field observations and has been used under transient and steady state flow conditions. A better understanding of the hydrogeological system, the estimation of the aquifer sensibility to recharge changes and an estimation of main municipal wells contribution areas were achieved by different simulations. On the basis of those results, we recommend groundwater exploitation zones with specific groundwater use constraints. A groundwater exploitation guide is also proposed as an aquifer management too1. The pump and treat system presently in use at the former Ville-Mercier lagoons is becoming obsolete. In order to choose a better adapted technology to replace this system, a multi-layer 3D model representing water flow at the contaminated site in detail was developed. The model considers both groundwater flow in the sand and gravel fluvio-glacial deposit and regional groundwater flow in fractured rock. The sand and gravel unit is directly in contact locally with the underlying bedrock aquifer through windows in the layer of till overlying the bedrock, so we focused our attention on these windows during the calibration tests. Simulated water flow obtained from this model in comparison with observed groundwater flow in both rock and sand and gravel aquifers is representative and hydraulic exchanges between those 2 aquifers are well characterized. The model has shown that windows in the till seem to have more effect than observed previously, and that the pump and treat withdrawal in this area has reversed the vertical water flow through till windows. This system is seen to be successful for contaminant plume control.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Leclerc, René
Co-directeurs de mémoire/thèse: Therrien, René ; Martel, Richard
Mots-clés libres: hydrogéologie; contamination; système aquifère; aquifère granulaire; modélisation; gestion; hydrologie; géologie; Ville de Mercier
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 14 févr. 2014 20:40
Dernière modification: 16 mars 2016 19:56
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1730

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