Hybrid multilevel system for monitoring groundwater flow and agricultural impacts in fractured sedimentary bedrock.

Chapman, S., Parker, B., Cherry, J., Munn, J., Malenica, A., Ingleton, R., Jiang, Y., Padusenko, G., et Piersol, J. (2015). « Hybrid multilevel system for monitoring groundwater flow and agricultural impacts in fractured sedimentary bedrock. », Ground Water Monitoring and Remediation, 35(1), p. 55-67. doi : 10.1111/gwmr.12084  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Il est difficile de comprendre la contamination agricole des aquifères rocheux, en raison de la complexité des réseaux de fractures et des limites qu’imposent les coûts du sondage et des instruments à l’acquisition de données. Des assemblages techniques appelés systèmes de surveillance multiniveau (SSM) maximisent la quantité de données obtenue des trous de sondage en procurant de nombreux intervalles à diverses profondeurs pour surveiller le profil de la charge hydraulique et le profil hydrochimique. L’article décrit un SSM hybride qui emploie des éléments clés du SSM Waterloo et y ajoute des piézomètres d’un diamètre suffisant pour qu’on puisse y fixer sur l’extérieur, au moyen de brides spéciales, des transducteurs amovibles, qui permettent de mesurer la pression en continu. Les intervalles de surveillance sont ménagés au moyen de sacs de sable séparés par des scellants de bentonite, mis en place soit par remblayage à partir de la surface, soit en installant une trémie. Le SSM hybride convient le mieux pour des trous d’entre 12 et 15  cm de diamètre percés par sondeuse rotative; les trous de moindre diamètre sont trop petits pour accueillir le SSM avec son ou ses piézomètres supplémentaires, tandis que les trous plus larges exigent trop de purge et de remblayage. Des déclinaisons ont été réalisées jusqu’à une profondeur de 60 m dans le grès, à l’Île-du-Prince-Édouard, et jusqu’à 150 m dans la dolomie, dans le sud-ouest de l’Ontario. Les transducteurs des piézomètres externes ont fourni des données temporelles de charge dans des conditions ambiantes et dans des conditions de stress à des intervalles clés, et les mesures manuelles dans tous les orifices ont fourni un aperçu détaillé des profils hydrauliques verticaux. Conjugués avec les profils hydrochimiques obtenus de l’échantillonnage de l’eau souterraine, les ensembles de données composites détaillées fournis par le SSM hybride permettent d’interpréter l’écoulement et le transport dans les aquifères rocheux. Le SSM hybride promet une solution polyvalente et économique pour l’étude des eaux souterraines dans les milieux agricoles. Il permettra de mieux comprendre les régimes d’écoulement souterrain et la répartition verticale des nitrates et d’autres contaminants et, donc, de prendre des décisions de gestion plus éclairées.

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