Système aquifère des vallées enfouies

Système aquifère

Version	Métadonnées
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Projet
Vallées enfouies - tapis aquifères

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Description de l'unité Système aquifère des vallées enfouies

Mise-à-jour:2014-03-24

Physiographie
Les vallées enfouies se rencontrent partout au Canada et peuvent être incisées soit dans le substratum rocheux ou les sédiments de surface s'y superposant et sont remplies par un large éventail de faciès sédimentaires (par exemple, Russell et al. 2004). Dans les Prairies canadiennes, plus de 20 000 km de vallées enfouies ont été identifiées (Russell et al., 2013), ces dernières étant principalement incisées dans les shales du Crétacé (Cummings et al., 2012). Les vallées enfouies dans les strates superficielles, aussi nommés aquifères inter-till, sont généralement connues mais rarement cartographiées. Trois différents styles de vallées enfouies ont été identifiées (par exemple Pugin et al, 2014.) et attribuées à l'érosion et au remplissage par des processus fluviaux, fluvioglaciaire et glaciaires dans la période préglaciaire et glaciaire (Cummings et al, 2012; Atkinson et al, 2013; Pugin et al, 2014). Les vallées alphas sont des vallées rocheuses régionales présumées être préglaciaires. Les vallées bêta sont des parties des vallées alpha incisées plus profondément et qui peuvent sous-tendre des discordances dans les strates du till. Les vallées gamma sont présumées plus jeunes, plus étroites et incisées soit dans le substratum rocheux ou dans les strates de sédiments superficiels, et pouvant sous-tendre des discordances dans ces sédiments. L'épaisseur des sédiments de surface remplissant et enfouissant les vallées enfouies atteint jusqu'à 350 m (par exemple Cummings et al., 2012). Les matériaux de remplissage des vallées enfouies sont constitués de sable, de gravier, de boue et de diamicton (till). De nombreuses vallées contiennent du sable perméable et (ou) du gravier en profondeur et la stratigraphie peu profonde est généralement des diamictons (till) riches en boue. L'hétérogénéité qui en résulte peut compartimenter les aquifères et créer des systèmes d'écoulement localisés (par exemple Shafer et PUSC, 1992). Les caractéristiques hydrauliques des vallées enfouies sont variables et il est nécessaire d'évaluer avec soin le contexte géologique particulier de chacune d'entre elles. Les sédiments composés majoritairement de till qui recouvrent les Prairies exercent un contrôle primaire sur les caractéristiques hydrogéologiques des aquifères des vallées enfouies. Ils limitent la recharge de ces aquifères. Dans les zones où plusieurs dizaines de mètres de till recouvrent les vallées enfouies, les réponses de charge hydraulique aux précipitations ont tendance à être coupées ou absentes et la récupération de la charge hydraulique suite à des pompages intenses peut prendre des années (par exemple Maathuis et van der Kamp, 2003; Van der Kamp et Maathuis, 2002). Certaines vallées enfouies peuvent fonctionner comme des drains pour les eaux souterraines régionales, les rivières modernes fonctionnant couramment comme des zones de décharge. Un certain nombre de vallées enfouies ont été l'objet d'études, notamment la vallée enfouie d'Estevan dans le sud de la Saskatchewan (Maathuis et van der Kamp, 2003), Spiritwood dans le sud du Manitoba (Pugin et al., 2014) et les vallées dans la région de Cold Lake en Alberta (Atkinson et al., 2013). Le système aquifère de Spiritwood en particulier démontre cette hétérogénéité dans l'érosion de la vallée et son remplissage avec plusieurs générations de vallées de différentes dimensions et orientations (Pugin et al., 2014). Plusieurs des vallées de profondeur intermédiaire forment des aquifères inter-till et fournissent de possibles connexions hydrauliques aux vallées enfouies plus profondes. Les limites hydrauliques des vallées enfouies sont variables et il est nécessaire d'évaluer avec soin le contexte géologique et hydrogéologique des différents segments des vallées enfouies. L'hétérogénéité qui en résulte peut compartimenter les aquifères et créer des systèmes d'écoulement localisés (par exemple Shafer et PUSC, 1992).
Région hydrogéologique	Bassin sédimentaire de l'Ouest canadien
Contexte hydrogéologique
Relief	Le relief est vallonné et présente des altitudes d'environ 500-1000 m. Les altitudes les plus faibles se situent notamment à proximité des rivières où le terrain est raviné. Les pentes y sont également plus importantes. Le relief le plus marqué est observé à la limite ouest du territoire, désignant le début des Rocheuses. Le relief dans la zone d'étude Spiritwood est d'environ 30 mètres. Dans la région plus vaste cependant, le relief peut atteindre jusqu'à 300 m entre Turtle Mountain, formant la partie supérieure du bassin versant, et le long des vallées des rivières Souris et Pembina qui sont incisées d'environ 40 à 75 m dans la plaine de till. La plaine de till se situe entre Turtle Mountain et les vallées des rivières et descend doucement vers le nord-est avec un relief local peu proéminent et incluant des zones avec de nombreuses cuvettes des prairies caractérisées par un régime d'eau permanent et intermittent.
Aire	109095.00 km2
Lithologie
Description	Les vallées enfouies désignent les vallées incisées dans le socle rocheux et enfouies sous l'unité de till. Elles sont remplies de sables, graviers, boues et diamicton (till). Plusieurs vallées comprennent des sables et graviers perméables à la base et des dépôts de diamicton riche en boue dans la partie supérieure. Le diamicton (till) forme une unité régionale, qui recouvre le socle rocheux. Ce dernier est principalement composé de shales faiblement consolidés et peu carbonatés. Les grès du Crétacé forment le socle rocheux localement et les roches carbonatées du Paléozoïque forment le socle rocheux le long de la limite nord-ouest du bassin sédimentaire de l'ouest canadien. La vallée de Spiritwood s'étend vers le sud de la région de Brandon, au Manitoba, à travers Cartwright, au Manitoba et dans et à travers le Dakota du Nord. Elle a environ 500 km de longueur (par exemple, Cummings et al., 2012). La vallée enfouie de Spiritwood se compose d'une série de vallées imbriqués et superposés érodées à la fois dans le socle rocheux et les sédiments sus-jacents (Pugin et al., 2014). La vallée principale (alpha) est érodée dans la roche de shale et est généralement large de 10 km de large et profonde de 60 à 70 m au Canada (Oldenborger et al., 2010). Deux vallées plus profondes (100 m) et plus larges (1-2 km) sont érodées dans la vallée alpha plus large. Les vallées bêta sont comblées avec du sable et du gravier et du diamicton boueux (Corneille et al., 2012). Basé sur des données sismiques, le remplissage de la vallée alpha a une géométrie complexe de cycles de remplissage multiples et d'érosion avec des sédiments des vallées hôtes délimitées par les surfaces d'érosion qui peuvent s'étendre jusqu'au substratum rocheux (Pugin et al., 2014). Les vallées gamma traversent et se trouvent à la fois dans la vallée alpha plus large. Elles sont généralement étroites, encaissées et ont un remplissage variable. Le diamicton (till) est l'unité de surface dominante (Elson, 1960).
Source
Aquifère
Aquifères	Liste des aquifères - Aquifères sédimentaires des vallées enfouies - Vallées alpha de Spiritwood, vallées bêta et vallées gamma

Propriétés de l'unité

Aquifère superficiel


Valeur typique:	poreux
Description	Le sable, le gravier, la boue, et le diamicton (till) sont des composants communs de re de vallée. Les données de forage suggèrent un remplissage essentiellement de diamicton (Corneille et al 2012.), mais les données géophysiques aéroportées couplées avec des profils de réflexion sismique montrent un remplissage plus complexe avec une plus grande variabilité de texture (Pugin et al, 2014; Oldenborger (2010). Les unités aquifères sont présumées d'être localisées à diverses profondeurs dans une variété de positions stratigraphiques à l'intérieur de la zone d'étude de Spiritwood. (Pugin et al., 2013).
Methode	Les unités d'aquifères sont définies par le forage, la réflexion sismique, les levés aéromagnétiques, la résistivité du sol et la géophysique de fond.

Confinement

Valeur typique:	confiné - semi-confiné
Description	Les aquifères sont confinés par des unités de diamicton variable (till) qui atteignent jusqu'à 80 m d'épaisseur. Un signal de faible conductivité dans les levés aéromagnétiques peut correspondre à des zones plus perméables et met en évidence la variabilité spatiale du caractère semi-perméable. Les chenaux gamma peuvent fournir des connexions hydrauliques à des aquifères inter-till et de vallées enfouies.
Methode	Levés aéromagnétiques

Épaisseur du dépot superficiel
42.92 m Étendue: [0 à 128.28] m
Description	Ces valeurs proviennent de en soustrayant l'élévation du substratum rocheux de la MNE de surface qui devrait être les même pour tous les modèles.
Methode	La valeur typique est la moyenne.

Épaisseur de l'unité hydrogéologique
13.03 m Étendue: [0 à 61.55] m
Description	Les épaisseurs des unités hydrogéologiques et les volumes des aquifères sont basés sur les surfaces des modèles géologiques plutôt que sur des diagraphies de forage. Les surfaces de contact géologiques modélisées sont interpolées et extrapolées à partir des données des levés d'aéromagnétisme, des profils sismiques et des contacts de diagraphies de forage. Certaines surestimations de l'épaisseur des sédiments par rapport aux données brutes du journal de forage peuvent survenir, en particulier pour l'aquifère de la vallée enfouie pour lesquels il existe peu de forages qui la pénètrent.
Methode	moyenne utilisée pour la valeur typique

Profondeur des puits
34.83 m Étendue: [3.048 à 136.25] m
Methode	Données provenant de la base de données des puits. Valeur typique exprimée comme une moyenne.

Profondeur de l'eau souterraine
9.76 m Étendue: [0 à 54.12] m
Methode	Provenant de la base de données des puits ou extrait de calculs fait dans un SIG. Valeur typique exprimée comme une moyenne.

Conductivité hydraulique des unités superficielles

Description	Diamicton riche en boue non-altéré: 1E-11 to 1E-9 m/s Diamicton riche en boue altéré: 1E-9 to 1E-7 m/s Sable et gravier intertill: 1E-4 to 1E-3 m/s

Conductivité hydraulique des unités rocheuses
Étendue: [0 à 0] m/s
Description	À compléter
Methode	Revue de littérature - à compléter

Précipitation régionale
383.3 mm/y Étendue: [322.6 à 446.1] mm/y
Methode	Les données de précipitations proviennent d'Environnement Canada. La valeur désigne une moyenne des normales climatiques (1981-2010) mesurées sur les stations distribuées dans l'unité hydrogéologique ou à proximité. Les stations ont été choisies de façon être le plus représentatif possible de l'unité hydrogéologique dans son ensemble.

Évapotranspiration régionale
23.6 mm/y Étendue: [19.6 à 27.5] mm/y
Methode	Les données d'évapotranspiration proviennent d'Environnement Canada. La valeur désigne une moyenne des normales climatiques (1981-2010) mesurées sur les stations distribuées dans l'unité hydrogéologique ou à proximité. Les stations ont été choisies de façon être le plus représentatif possible de l'unité hydrogéologique dans son ensemble.

Recharge régionale
Étendue: [ à 2] mm/y
Description	La grande épaisseur de till qui recouvre et rempli la vallée enfouie de Spiritwood au Canada limite la recharge à de profondes voies d'écoulement des eaux souterraines qui sont en moyennes susceptibles d'être de moins de 2 mm / an à l'échelle régionale. Une grande partie de l'écoulement des aquifères de vallées enfouies peut se produire grâce à des connexions hydrauliques verticales fournies par inter-till aquifères.

Résurgence régionale

Description	La profonde vallée enfouie de Spiritwood (bêta) draine au nord-ouest et nord-est où la vallée enfouie coupe des vallées encaissées modernes. Un relevé du débit de base pendant une période de sécheresse prolongée a confirmé l'écoulement pérenne dans ces zones.

Débit de l'unité hydrogéologique

Description	Il n'y a actuellement que peu de données sur le rendement pour l'aquifère de Spiritwood au Canada. Un puits municipal a une capacité d'environ 60 L / s (800 igpm). Les rendements du comté Towner dans le Dakota du Nord le long de la frontière canado-américaine sont réputés être aussi élevée que de 63 à 95 L / s (1000-1500 USGPM (Randich et Kuzniar, 1984.). Bien que les rendements des aquifères des vallées enfouies peuvent être élevés en raison de sédiments perméables, la failbe reconstitution des eaux souterraines peut considérablement limiter les rendements durables (par exemple van der Kamp et Maathuis, 2006).

Utilisation de l'eau souterraine

Valeur typique:	agriculture - domestique - industriel
Description	Au Manitoba, les eaux souterraines de l'aquifère de la vallée enfouie de Spiritwood sont principalement exploitées pour l'usage municipal, les stations de chargement communales (utilisation essentiellement agricole) et les puits privés (principalement agricoles). L'irrigation à grande échelle utilisant un pivot central n'est pas utilisée puisqu'elle se situe dans le sud du Dakota du Nord.