Modélisation numérique du système aquifère régional appalachien du bassin versant de la rivière Saint-François, Québec, Canada.

Mathis, Raphaël (2023). Modélisation numérique du système aquifère régional appalachien du bassin versant de la rivière Saint-François, Québec, Canada. Mémoire. Québec, Maîtrise en sciences de la terre, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, 209 p.

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Résumé

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Les eaux souterraines en Estrie sont caractérisées par des âges pouvant aller jusqu’à une dizaine de milliers d’années et les eaux anciennes ont de fréquentes concentrations élevées en arsenic et en manganèse. L’objectif de ces travaux était de mieux comprendre la dynamique de l’eau souterraine à l’échelle régionale et notamment d’expliquer ces âges importants. La modélisation numérique d’écoulement et de transport d’âge le long de quatre coupes verticales 2D a d’abord été effectuée afin de définir des valeurs plausibles des principaux paramètres hydrogéologiques. Un modèle numérique 3D représentant le bassin versant de la rivière Saint-François a par la suite été réalisé. Les résultats des modèles hydrogéologiques suggèrent un profil K(z) du roc semblable à celui déterminé dans le PACES Chaudière-Appalaches avec un Kx de 5×10-5 m/s dans la partie superficielle du roc et de 2×10-8 m/s en profondeur. Les âges simulés dans le modèle permettent d’expliquer la présence d’eau ancienne de plus de 5 000 ans dans les puits de la zone d’étude. Cependant, le modèle n'a pas permis de mettre directement en relation l’âge simulé avec les concentrations en arsenic et en manganèse afin de cibler des zones avec un haut potentiel de concentration élevée en ces éléments.

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Groundwater in the Estrie region of Québec can have an age up to ten thousand years and these old groundwaters frequently have high arsenic and manganese concentrations. The objective of this work was to better understand the groundwater dynamics at the regional scale and notably to explain the presence of old groundwater. Numerical modeling of flow and age transport along four 2D vertical cross-sections was first completed to define plausible ranges of the main hydrogeological parameters. A 3D numerical model covering the Saint-Francois River watershed was then developed. Results suggest a K(z) vertical profile of the bedrock similar to that determined in the PACES Chaudière-Appalaches with a Kx of 5×10-5 m/s in the superficial part of the bedrock and 2×10 -8 m/s at greater depth. The ages simulated in the model explain the presence of water with high residence times of more than 5 000 years in the wells of the study area. However, the model was unable to directly relate the simulated age to arsenic and manganese concentrations to target areas with a high potential for elevated concentrations of these elements.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Lefebvre, René
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Molson, Johnet Paradis, Daniel
Informations complémentaires:	Données disponibles sur le dépôt de données de recherche de l'INRS : https://doi.org/10.5683/SP3/SMMDPX
Mots-clés libres:	eau souterraine ; hydrogéologie ; modélisation numérique ; écoulement régional ; aquifère rocheux ; temps de résidence; groundwater ; hydrogeology ; numerical modelling ; regional flow ; rock aquifer ; residence time
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	31 août 2023 13:39
Dernière modification:	01 sept. 2023 12:42
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/13536

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