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Étude comparative de méthodes de détermination de périmètres de protection autour des ouvrages de captage dans les aquifères captifs fracturés du sud-ouest du Québec.

Karanta, Gilbert (2002). Étude comparative de méthodes de détermination de périmètres de protection autour des ouvrages de captage dans les aquifères captifs fracturés du sud-ouest du Québec. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 258 p.

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Résumé

Les activités anthropiques, qu'elles soient agricoles, industrielles ou commerciales, peuvent contribuer à la dégradation des eaux potables. Au Québec, l'eau souterraine constitue la source privilégiée d'alimentation en eau pour près de 20% de la population. Les risques inhérents à la pollution de cette ressource sont en grande partie tributaires des activités humaines à la surface du sol. Afin de préserver sa qualité au fil des années, il s'avère nécessaire d'avoir une connaissance adéquate du système d'écoulement de l'eau souterraine et de faire la délimitation d'un périmètre autour des ouvrages de captage, à l'intérieur duquel les sources potentielles de contamination sont gérées. Le périmètre de protection (PDP) définit un territoire, comprenant la surface et le sous-sol autour d'un ouvrage de captage (puits, sources), à travers lequel des contaminants peuvent migrer et atteindre l'eau soutenaine pompée par le captage (EPA, 1991). Le Ministère de l'Environnement du Québec (MENVQ, 2002) définit deux types de périmètres de protection selon le nouveau Règlement sur le captage des eaux souterraines: le périmètre rapproché et le périmètre éloigné. Le périmètre rapproché vise à protéger le captage contre les sources de contamination bactérienne ou virale et correspond à une distance équivalente à un temps de transport de 200jours (protection bactériologique) et 550 jours (protection virologique). Le temps de transport utilisé dans les calculs des aires de protection dans ce mémoire et qui était en vigueur au moment de l'étude est de 60 jours. Le périmètre éloigné a pour but de protéger le captagec ontre les substances polluantes persistantes et il est défini par l'aire d'alimentation du captage. Plusieurs méthodes de détermination des PDP existent et diffèrent tant par leur degré de complexité d'application que par leurs coûts. Une méthode est d'autant plus exacte si elle permet l'intégration des caractéristiques géologiques et hydrogéologiques de la région étudiée. Aucune étude comparative de périmètres de protection n'a jusqu'à lors été faite au Québec dans les aquifères captifs de roc fracturé. Le but principal de cette étude vise à identifier le seuil d'information nécessaire qui assure une détermination réaliste des périmètres de protection pour des conditions représentant les aquifères fracturés des Basses-Terres du St-Laurent. L'objectif de la présente recherche est d'appliquer, de comparer et de valider differentes méthodes de détermination des périmètres de protection applicables aux aquifères captifs en milieux fracturés. Le contexte hydrogéologique de deux municipalités a été étudié, soit Sainte-Anne-des-Plaines et Saint-Janvier. Un essai de pompage d'une durée de sept jours a été réalisé à chaque site, où les variations de la nappe ont été enregistrées par des capteurs de pression installés dans des puits d'observation. Les donnés recueillies ont permis d'évaluer les propriétés hydrauliques des aquifères et de permettre le calcul des périmètres de protection autour des ouvrages de captage. Sept méthodes de délimitation de périmètres de protection ont été évaluées. Pour les périmètres rapprochés, la méthode CAPZONE/GWPATH est privilégiée. Pour les périmètres éloignés, c'est la méthode hybride 3A2E qui représente le niveau minimum de sophistication qui semble assurer une détermination réaliste des périmètres de protection.

Abstract

Human activities, whether they are agricultural, industrial or commercial, can contribute to the degradation of drinking water quality. In Quebec, groundwater constitutes the main water supply source for nearly 20% of the population. The risks of contaminating this resource are mainly tributary of the activities occurring at the ground surface. In order to preserve its quality, a good knowledge of the groundwater flow system and the delineation of an area surrounding a production well within which potential contamination sources are managed are essential. A wellhead protection area (WHPA) is defined by the U.S. Environmental Protection Agency (EPA, 1991) as "the surface and subsurface area suffounding a water well or wellfield, supplying a public water system, an area through which contaminants are reasonably likely to move toward and reach such water well or wellfield." The Ministère de l'Environnement du Québec (MENVQ, 2002) defines two zones within the V/HPA according to the new Regulation respecting groundwater catchment : the zone of travel (ZOT) and the zone of contribution (ZOC). The ZOT defines a distance from the well equivalent to a time that is necessary for any bacteria (200 days) or viruses (550 days) to be degraded naturally. The time of travel used for the WHPA delineations, which was in effect at the time of the study, is 60 days. The ZOC is the area where all flow paths intercept the well over an infinite period of time. Several methods for area delineation of wellhead protection exist and differ by their degree of complexity and their costs. The integration of more hydraulic characteristics of the study areai ncreasesth e precision of any given method. No WHPA comparative studies were carried in confined fractured rock aquifers in Quebec until now. The overall goal of this study is to identify the minimal information necessary to allow a realistic determination of WHPA for conditions that represent the fractured rock aquifers of the St-Lawrence Lowlands. The objective is mainly to apply, compare and validate different methods applicable to confined fractured aquifers. The hydrogeological context of two municipalities has been investigated : Sainte-Anne-des- Plaines and Saint-Janvier. Aquifer tests were conducted to obtain hydraulic properties. A seven day pumping test was conducted in each study area to monitor spatial and temporal hydraulic head changes. Data collected from these tests were used to evaluate the hydraulic properties of the aquifers and to delineate the wellhead protection areas. Seven delineation methods were evaluated in this study. For the zone of contribution (ZOC), the 3A2E hybrid method represents the minimal information necessary to ensure a realistic determination of wellhead protection areas. For the zone of travel (ZOT), CAPZONE/GWPATH is considered the most precise method.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Martel, Richard
Co-directeurs de mémoire/thèse: Nastev, Miroslav; Therrien, René
Mots-clés libres: captage; aquifères; hydrogéologie; hydraulique; cartes piézométnques; eaux souterraines; Québec
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 16 nov. 2012 16:30
Dernière modification: 20 nov. 2015 19:27
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/349

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