Aquifère transfrontalier de Milk River

Aquifère

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Projet
Rivière Milk

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Description de l'unité Aquifère transfrontalier de Milk River

Mise-à-jour:2017-03-16
La délimitation de l'aquifère transfrontalier de Milk River couvre environ 24 880 kilomètres carrés. Il couvre environ 160 km d'est en ouest et environ 150 km du nord au sud. Cette délimitation hydrogéologique correspond à l'étendue du Membre de Virgelle, qui est la partie la plus perméable de la Formation de Milk River. Il comprend également les sédiments d'Alderson Sands, qui chevauchent Virgelle le long de sa limite de dépôt dans la partie nord-est de la région. Les limites nord, nord-est et est de l'Aquifère de Milk River sont définies par le champ gazier se retrouvant dans le Membre d'Alderson en Alberta. Un autre champ de gaz situé près de la ville du Havre (près des montagnes de Bears Paw) représente la limite sud-est de l'aquifère. Dans le nord du Montana, la Formation d'Eagle héberge le champ de gaz de Bears Paw. La rivière Marias constitue la limite sud de l'aquifère. Bien que la Formation de Milk River / Eagle s'étende plus au sud du Montana, cette limite physiographique a été choisie en fonction du modèle hydrogéologique de l'aquifère. La limite occidentale de l'aquifère correspond à la zone la plus à l'ouest dans laquelle les puits d'eau ont été complétés dans le Membre de Virgelle. Le Membre de Virgelle s'étend plus à l'ouest, au-delà de la longitude -113 °; Cependant, aucun puits d'eau n'a été complété dans cette unité en raison de la profondeur significative de l'aquifère (> 400 m; Stantec, 2002, https://aer.andornot.com/Record/AEREDM7075). L'hydrostratigraphie de la zone couverte par l'aquifère transfrontalier de Milk River est définie comme suit (Pétré et al., 2015, doi: 10.4095/295754). Groupe du Colorado : Le shale du Colorado constitue un aquitard régional dans la zone d'étude. La conductivité hydraulique du Groupe du Colorado varie de 1E-10 à 1E-14 m/s (Hendry et Schwartz, 1988, doi: 10.1029/WR024i010p01747). Cette faible conductivité hydraulique limite les quantités d'eau exploitables. Formations de Milk River / Eagle : La Formation de Milk River est confinée au-dessus par la Formation de Pakowki / Claggett et en-dessous par les shales à faible perméabilité du Colorado. L'aquifère de Milk River se trouve dans la Formation de Milk River. La Formation de Milk River contient, de bas en haut, le Membre de Telegraph Creek, le Membre de Virgelle et le Membre de Deadhorse Coulee. L'élément médian (Virgelle) est la partie la plus perméable de la formation. L'aquifère de Milk River est un aquifère confiné et incliné, qui ne présente des conditions d'écoulement artésien que localement. Membre et Formation de Telegraph Creek : Le Membre et la Formation de Telegraph Creek est une zone de transition, interprétée comme des dépôts ayant une perméabilité inférieure au Membre de Virgelle, mais supérieure à celle du shale du Colorado. Membre de Virgelle : Le Membre de Virgelle est la partie aquifère la plus importante de la Formation de Milk River et constitue donc l'aquifère de Milk River. La conductivité hydraulique du Membre de Virgelle est de 1,81E-7 m/s (Robertson, 1988, https://era.library.ualberta.ca/files/5t34sm86z#.Vs4bfOYve-M). Membre d'Alderson : La partie supérieure du Membre d'Alderson contient deux grands ensembles sableux distincts qui forment un aquifère régional dans le sud de l'Alberta. Selon O'Connell (2014), les aquifères de Virgelle et d'Upper Alderson sont séparés par des sédiments boueux des membres d'Alderson et de Deadhorse Coulee. Les deux membres sont localement en contact à la limite d'érosion de Virgelle et l'écoulement d'eau entre les deux aquifères est probable (O'Connell, 2014, doi: 10.4095/295603). Formation de Pakowki / Shale de Claggett : La Formation de Pakowki / Shale de Claggett constitue un aquitard; La conductivité hydraulique de la Formation de Pakowki est de 1E-11 m/s (Toth et Corbet, 1987). Dans le Montana, la conductivité hydraulique du Shale de Claggett a une valeur estimée de 3,5E-11 m/s (Anna, 2011, http://pubs.usgs.gov/sir/2010/5251). Groupe de Belly River / Judith River : Le Groupe Belly River et la Formation de Judith River constituent un aquifère et la conductivité hydraulique de l'Aquifère de Judith River dans le nord du Montana varie de 9E-8 m/s à 8,8E-7 m/s (Anna, 2011, http://pubs.usgs.gov/sir/2010/5251). Formation de Bearpaw : Cette couche marine est lithologiquement semblable à celle de la Formation de Pakowki; Par conséquent, il s'agit d'un aquitard régional (Tokarsky, 1974, http://ags.aer.ca/publications/ESR_1974_01.html).
Physiographie
Région hydrogéologiqueBassin sédimentaire de l'Ouest canadien
Contexte hydrogéologique
ReliefLa zone d'étude est localisée dans les Prairies, caractérisées par une topographie vallonnée et quelques monts et montagnes. L'altitude des plaines varie entre 620 et 1 100 m (au-dessus du niveau de la mer). Les faibles altitudes (620-865 m) sont observées à proximité des rivières. Dans les montagnes, l'altitude s'élève jusqu'à 2 595 m. Il y a cinq monts et groupes de montagnes : Cypress Hills, Milk River Ridge, Sweet Grass Hills, Bears Paw Mountains et Montana Disturbed Belt.
Aire24880.00 km2
Lithologie
DescriptionEn ordre ascendant, les unités géologiques passent de shale (Groupe du Colorado) à une séquence de shale, siltite, grès et charbon (Formation de Milk River). Cette séquence est sous-jacente à des shales avec quelques lits de grès (Formation de Pakowki). Les shales diminuent graduellement laissant place à des shales, grès et filons de charbon, recouverts par des grès et siltites (Groupe de Belly River) qui sont sous-jacents aux shales de la Formation de Bearpaw. Les dépôts superficiels recouvrent les formations rocheuses.
Source
Aquifère
AquifèresListe des aquifères Aquifère de Milk River (Aquifère principal) Aquifère de Belly River (Judith River)

Propriétés de l'unité

Aquifère rocheux
Valeur typique:poreux - fracturé
Description La région comprend deux aquifères: le Groupe de Belly River (grès et siltite) et le Membre de Virgelle de la Formation de Milk River (grès). Ce dernier constitue l'aquifère principal de la région.
Confinement
Description Les aquifères sont confinés par les shales et siltite des Formations de Pakowki et Bearpaw. Seulement 2% de l'Aquifère de Milk River est en conditions de nappe libre.
Épaisseur du dépot superficiel
Étendue: [15 à 250] m
Description Pour cette étude, les sédiments superficiels comprennent tous les sédiments entre le sommet de la Formation de Belly River / Judith River et le sol. L'épaisseur des sédiments superficiels suit sensiblement la topographie de surface. Elle met en évidence les principales formes du terrain de la zone d'étude: les monts/montagnes et les plaines. Les plaines montrent les plus faibles épaisseurs tandis que deux hauteurs topographiques montrent les dépôts superficiels les plus épais de la zone d'étude, soit Disturbed Belt et Cypress Hills.
Épaisseur de l'unité hydrogéologique
Description Aquifère de Milk River : L'épaisseur atteint 69 m dans le sud de l'Alberta et varie de 15 à 60 m dans la partie ouest de l'Arche de Sweetgrass. Aquifère de Belly River : L'épaisseur du Groupe de Belly River est de 320 m à Lethbridge, et de moins de 182 m dans le nord du Montana. Aquitard de Bearpaw : La Formation de Bearpaw a une épaisseur d'environ 70 m dans la section nord-ouest de la région. Groupe du Colorado : L'épaisseur varie entre 500 et 600 m au sud de l'Alberta et de 450 à 500 m au centre nord du Montana. Formation de Pakowki : La Formation de Pakowki a une épaisseur de 98 m à Bow Island, de 65 m à Lethbridge et de plus de 130 m dans la région des collines de Sweetgrass.
Profondeur de l'eau souterraine
Description Dans l'Aquifère de Milk River, les collines Sweet Grass et la zone de Cut Bank montrent les profondeurs d'eau souterraines les plus faibles.
Source Groundwater atlas of the Milk River Transboundary Aquifer, Alberta, Canada and Montana, U.S.A.
Conductivité hydraulique des unités rocheuses
Description Aquifère de Milk River : La conductivité hydraulique de l'Aquifère de Milk River (Membre de Virgelle) est de 1,81E-7 m/s. La conductivité hydraulique de la Formation de Milk River varie de 8,7E-4 à 9,2E-2 m/s. Aquifère de Belly River : La conductivité hydraulique de l'Aquifère de Belly River dans la partie nord du Montana varie entre 9E-8 m/s et 8,8E-7 m/s Groupe du Colorado : De 1E-14 à 1E-10 m/s Formation de Pakowki : de l'ordre de 1E-11 m/s
Précipitation régionale
Étendue: [277 à 700] mm/y
Description Les précipitations totales annuelles moyennes varient de 277 à 700 mm/an avec des précipitations moyennes de 301 à 400 mm/an.
Évapotranspiration régionale
Étendue: [502 à 620.8] mm/y
Description La station climatique ayant la plus faible évapotranspiration potentielle est Cypress Hills au nord-est de la région. L'évapotranspiration potentielle la plus élevés se trouve à Big Sandy, dans le sud-est.
Source Groundwater atlas of the Milk River Transboundary Aquifer, Alberta, Canada and Montana, U.S.A.
Recharge régionale
Description Aquifère de Milk River : Les zones de recharge se retrouvent principalement dans les zones d'affleurement autour des collines de Sweetgrass et dans une moindre mesure, dans la zone d'affleurement près de la frontière internationale. Une recharge additionnelle se produit dans les collines de Cypress à l'est de la région et sur la crête de Milk River à l'ouest, bien que le grès de Milk River n'affleure pas à ces endroits. Le débit entrant des autres unités hydrogéologiques peut également recharger l'aquifère. La région de Cut Bank désigne une autre zone de recharge de l'Aquifère de Milk River. Dans cette zone, l'infiltration des précipitations le long de l'affleurement et des fenêtres d'infiltration inter-formations constituent la principale source de recharge des eaux souterraines pour la zone de Cut Bank. Aquifère de Belly River : La recharge se fait par infiltration des précipitations où le Groupe de Belly River affleure. Elle se fait également par infiltration des rivières et possiblement par débit rentrant des autres unités hydrogéologiques.
Résurgence régionale
Description Les zones de résurgence sont la ville de Foremost, le lac Pakowki et les coulées de Chin, Etzikom, Seven Pearson et Forty Miles (Meyboom, 1960, http://ags.aer.ca/publications/MEM_02.html). La décharge naturelle est faible dans l'Aquifère de Milk River et se fait à travers les sources, le suintement et un débit de subsurface sortant dans les autres unités géologiques (Meyboom, 1960, http://ags.aer.ca/publications/MEM_02.html; Tuck, 1993, https://pubs.er.usgs.gov/publication/wri934026). (Pétré et al, 2016, doi: 10.1007/s10040-016-1433-8) ont démontré qu'une part importante de la décharge de l'eau souterraine se produit par l'interception du flux par la rivière Milk.
Débit de l'unité hydrogéologique
Description Aquifère de Milk River : Généralement supérieur à 30 m³/jour. Valeur médiane : 55 m³/jour. En Alberta, les débits d'eau souterraine varient de 8,64 m³/j à 864 m³/j sur les puits individuels; au Montana, ils varient entre 5,18 m³/j et 1382,4 m³/j. En Alberta, les débits les plus importants (> ­­­300 m³/j) se retrouvent dans le sud du comté de Forty Mile No. 8. Les autres débits importants (100 - 300 m³/j) en Alberta sont principalement localisés dans les comtés de Forty Mile No. 8 et Warner No. 5. Il y a également quelques débits élevés dans la partie est des comtés de Cypress et Taber. Aquifère de Belly River : 10 - 50 m³/jour Bearpaw : Inférieur à 6,5 m³/jour Pakowki : Inférieur à 6,5 m³/jour
Utilisation de l'eau souterraine
Valeur typique:agriculture - domestique - industriel
Description En Alberta, les principaux utilisateurs de l'eau souterraine sont les fermes (élevage du bétail) et municipalités (utilisation domestique), tandis qu'au Montana ce sont les municipalités, industries et récupération du pétrole. Une importante proportion des eaux souterraines exploitées est associée aux eaux souterraines jaillissant naturellement des puits. Dans le sud de l'Alberta, l'utilisation totale de l'eau souterraine est d'environ 2,07E6 m³/an en 1992, tandis qu'elle est estimée à 0,13E6 m³/an au nord du Montana.
Source Groundwater atlas of the Milk River Transboundary Aquifer, Alberta, Canada and Montana, U.S.A.
Vulnérabilité de l'aquifère
Valeur typique:faible
Description Seulement 2% de l'aquifère est en conditions de nappe libre. Ces conditions se retrouvent à proximité des collines de Sweet Grass. Considérant ce paramètre, l'aquifère de Milk River ne serait donc pas vulnérable à une contamination de surface.
Source Groundwater atlas of the Milk River Transboundary Aquifer, Alberta, Canada and Montana, U.S.A.
Menaces
Description La menace majeure est la diminution du niveau d'eau, causée par l'utilisation actuelle. Cette diminution d'eau peut être accélérée par une utilisation plus importante de l'eau ainsi qu'une demande plus grande en ville et dans les secteurs environnant.
Qualité de l'eau souterraine
Valeur typique:douce
Description Aquifère de Milk River : L'eau de l'Aquifère de Milk River change en qualité du sud-est au nord-ouest; passant de type bicarbonate de sodium à un mélange de sulfate, bicarbonate et chlorure et finalement à un type chlorure sodium. Aquifère Belly River : L'eau souterraine est de type bicarbonate sodium. Sa dureté varie de douce à dure.